Adaptación del artículo: “The Ketogenic Diet and Hyperbaric Oxygen Therapy Prolong Survival in Mice with Systemic Metastatic Cancer”: La terapia con dieta cetogénica y oxígeno hiperbárico prolonga la supervivencia de ratones con metástasis sistémica. Angela Poff, Csilla Ari, Thomas Seyfried, Dominic D’Agostino. PLOS ONE, Jun 2013. Este estudio demuestra el potencial de la combinación de dieta cetogénica y oxígeno hiperbárico como terapia complementaria en el tratamiento del cáncer.
Puntos clave
- A diferencia de las células sanas, la mayoría de células cancerígenas tienen una dependencia directa de la glucosa para su supervivencia, debido a su metabolismo anormal.
- La dieta cetogénica desciende los niveles de glucosa en sangre, reduciendo su disponibilidad para el tumor.
- La red de vasos sanguíneos que alimentan a los tumores, tiene una morfología peculiar, que presenta regiones hipóxicas (con baja presencia de oxígeno). La baja disponibilidad de oxígeno promueven la progresión de cáncer, y aumenta aún más su dependencia de la glucosa (vía glucolítica, que no requiere de oxígeno, para la obtención de energía).
- La terapia con oxígeno hiperbárico satura los tumores con oxígeno, revirtiendo los efectos promotores tumorales de la hipoxia.
- Debido a la ausencia de toxicidad, la terapia de oxígeno hiperbárico puede utilizarse de forma segura como tratamiento complementario a la terapia para el cáncer en humanos.
Introducción
Este estudio demuestra el potencial de dos terapias no tóxicas, y de bajo coste económico, para contribuir a las terapias actuales para el cáncer, y que pueden mejorar significativamente la situación de pacientes con cáncer metastásico avanzado.
En el estudio, modelos de ratón con cánceres con metástasis avanzada fueron alimentados con:
- Dieta estándar, alta en carbohidratos
- Dieta cetogénica, restringida en carbohidratos
Además, ambos grupos recibieron terapia con oxígeno hiperbárico, que utiliza unas cámaras especiales para aumentar los niveles de oxígeno en los tejidos.
Los resultados demuestran que la combinación de ambas terapias ejerce un efecto sinérgico positivo, aumentando la esperanza de vida de los ratones, y reduciendo el tamaño de los tumores de forma significativa.
Conceptos básicos
Metástasis
La metástasis ocurre cuando el cáncer pasa de ser un tumor primario, a expandirse a otros tejidos, y es causa de muerte en el 90% de defunciones relacionadas con el cáncer.
Mientras que los tumores primarios pueden ser controlado con cirugía, quimio y radioterapia, es frecuente que estos tratamientos resulten insuficientes en presencia de metástasis, y en algunos casos pueden incluso contribuir a la progresión de la enfermedad.
Dependencia de la glucosa
A diferencia de las células sanas (con algunas excepciones, como los glóbulos rojos), la mayoría de células cancerígenas tienen una dependencia directa de la glucosa para su supervivencia, (sólo pueden utilizar glucosa como combustible) debido a que en la mayor parte de los casos, la función de sus mitocondrias (las centrales energética de las células), se encuentra alterada.
Dieta cetogénica
La dieta cetogénica fuerza un cambio metabólico en el cuerpo: las células pasan a utilizar ácidos grasos y cuerpos cetónicos (provenientes de las grasas), en lugar de glucosa (proveniente de azúcares y carbohidratos). Mientras que las células sanas se adaptan con facilidad a este cambio, las células cancerígenas ven limitado su combustible, y se vuelven más vulnerables.
Ambiente pobre en oxígeno
Los vasos sanguíneos que riegan los tumores tienen una morfología anormal, con zonas hipóxicas, donde la concentración de oxígeno es más baja. Estas regiones promueven la resistencia a la quimioterapia y radioterapia (en concreto, las células cancerosas de estas regiones son hasta 3 veces más resistentes que aquellas bien oxigenadas). La falta de oxígeno también aumenta la malignidad de las células tumorales.
Oxígeno hiperbárico
La terapia de oxígeno hiperbárico consiste en respirar una alta concentración de oxígeno a presión elevada, lo que satura los pulmones de oxígeno, y aumenta su concentración en sangre.
Por sí mismo, el aumento de oxígeno en sangre ha demostrado interferir con el crecimiento tumoral, e inducir la expresión de genes anti-cancerosos en modelos de tumores mamarios en ratas. Además, favorece el efecto de muchos medicamentos quimioterapéuticos y la radioterapia, al aumentar la producción de radicales libres dentro de los tumores.
Cuando se administra correctamente, la terapia de oxígeno hiperbárico, junto con dieta cetogénica, no presenta toxicidad y puede ayudar a proteger los tejidos sanos, a la vez que daña las células cancerígenas.
Métodos
Ratones:
40 ratones, de 10-18 semanas de edad, repartidos en 4 grupos:
- Grupo control: dieta normal, sin tratamiento
- Dieta normal + oxígeno hiperbárico
- Dieta cetogénica, sin terapia
- Dieta cetogénica + oxígeno hiperbárico
Células tumorales:
Se utilizó un modelo de metástasis con células VM-M3: que comparten muchas características con el glioblastoma multiforme humano (un tipo de tumor cerebral muy agresivo, que se expande con velocidad).
→ Implantación subcutánea: Las células cancerosas se implantaron bajo la piel de los ratones, extendiéndose rápidamente (metástasis) a todos los órganos, y de forma notable en hígado, pulmones, riñones, bazo, cerebro y médula ósea.
Dieta:
- Pienso para ratones: 58 % CH, 24 % proteína, 18 % grasa, 3.1 kcal/g
- Comida cetogénica en polvo: 89.2% grasa, 8.7% proteína, 2.1% CH, 7,12 kcal/g
Resultados
Supervivencia
La dieta cetogénica (DC) sola aumentó el tiempo medio de supervivencia en un 56.7%.
La terapia de oxígeno hiperbárico (OH) por sí sola no afectó de manera significativa a la progresión del cáncer. Sin embargo, la combinación de dieta cetogénica y oxígeno hiperbárico (DC + OH) descendió significativamente los niveles de glucosa en sangre, redujo la tasa de crecimiento tumoral, y aumentó la media de esperanza de vida en un 77.9%. En comparación con el grupo control, se dobló el tiempo de supervivencia, con un aumento de 24 días.
| Control 13 ratones |
Oxígeno Hiperbárico (OH) 8 ratones | Dieta cetogénica (DC) 8 ratones | OH + DC 11 ratones |
| Pienso para ratones: 58 % CH, 24 % proteína, 18 % grasa, 3.1 kcal/g | Pienso para ratones: 58 % CH, 24 % proteína, 18 % grasa, 3.1 kcal/g | KD-Solace: 89.2% grasa, 8.7% proteína, 2.1% CH, 7,12 kcal/g | KD-Solace: 89.2% grasa, 8.7% proteína, 2.1% CH, 7,12 kcal/g |
| x | 100% O2 durante 90 minutos a 1.5 ATM (2.5 ATM absolute) 3 veces por semana, en cámara hiperbárica | x | 100% O2 durante 90 minutos a 1.5 ATM (2.5 ATM absolute) 3 veces por semana, en cámara hiperbárica |
| 31.2 días de supervivencia media | 38.8 días | 48.9 días | 55.5 días |
SD: Standard Diet: dieta estándar (grupo control). KD: Ketogenic Diet: dieta cetogénica. HBO2T: HyperBaric Oxygen Therapy: terapia de oxígeno hiperbárico. KD + HBO2T: dieta cetogénica + terapia de oxígeno hiperbárico
Tamaño del tumor
Se utilizó bioluminiscencia para medir el tamaño de los tumores. La combinación de DC y OH demostró ralentizar el crecimiento tumoral, siendo estadísticamente significativas las diferencias de tamaño en la 3ª semana.
La imagen muestra animales representativos de los distintos grupos, que reflejan el tamaño de los tumores en el día 21, tras su inoculación. Los animales tratados muestran menor bioluminiscencia, especialmente aquellos en el grupo de terapia combinada.
Cambios en los niveles de glucosa y cetonas en sangre
Glucosa
Los ratones alimentados con DC, mostraron niveles inferiores de glucosa en los días 7 y 14.
Cetonas
Los ratones con DC y OH mostraron niveles de cetonas significativamente más altos que el grupo control.
Peso corporal
Los ratones que siguieron una DC redujeron su peso en un 10% durante el estudio.
Conclusiones
Mientras que ambas terapias por sí solas realentizan la progresión del cáncer, la combinación de dieta cetogénica (DC) y oxígeno hiperbárico (OH) tiene efectos anticancerígenos significativos. Los resultados del estudio sugieren que estas terapias deberían ser investigadas más a fondo como tratamientos complementarios a las terapias actuales en los pacientes de cáncer.
Debido al alto coste de los estudios científicos (especialmente alto en humanos), y al bajo coste de estas terapias, la inversión en este tipo de estudios es escasa, por su baja rentabilidad económica. Este estudio fue financiado gracias a donaciones de Scivation.
Artículo
Angela Poff, Csilla Ari, Thomas Seyfried, Dominic D’Agostino. The Ketogenic Diet and Hyperbaric Oxygen Therapy Prolong Survival in Mice with Systemic Metastatic Cancer. PLOS ONE,Jun 2013. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0065522