روزه‌داری ۲۴ ساعته ممکن است به آماده‌سازی روده‌ها برای بهبود از آسیب پرتویی کمک کند، اما دانشمندان کشف کرده‌اند که یک باکتری خاص روده‌ای نقش حیاتی در امکان‌پذیر ساختن این فرآیند دارد. پژوهش جدید پیش‌بالینی از دانشگاه تگزاس MD Anderson Cancer Center نشان می‌دهد که چگونه روزه‌داری و میکروب‌های مفید با هم کار می‌کنند تا مکانیزم‌های طبیعی ترمیم بافت بدن را فعال سازند.
این یافته‌ها ممکن است سرانجام منجر به روش‌های جدیدی برای محافظت از بافت سالم در حین درمان سرطان شوند. با بهبود توانایی روده برای بازیابی از مواجهه با پرتوها، محققان امیدوارند عوارض جانبی جدی را کاهش داده و ایمنی و اثربخشی پرتودرمانی را افزایش دهند.
این مطالعه که در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، توسط هلن پیونیکا-ورمز (Helen Piwnica-Worms)، دکترای علوم و استاد انکولوژی پرتویی تجربی، و کونال رای (Kunal Rai)، دکترای علوم و استاد پزشکی ژنومیکی، به طور مشترک هدایت شده است.
«روزه‌داری به سلول‌های روده‌ای کمک می‌کند تا پس از آسیب سریع‌تر و مؤثرتر پاسخ دهند، تقریباً مانند آموزش سلول‌ها با یک برنامه آمادگی اضطراری»، به گفته پیونیکا-ورمز. «این مطالعه به توضیح نحوه سازمان‌دهی آن برنامه کمک می‌کند و یک باکتری کلیدی دخیل در هماهنگ کردن پاسخ را شناسایی می‌کند.»
چرا پرتودرمانی می‌تواند به روده‌ها آسیب برساند؟
پرتودرمانی به طور گسترده برای درمان سرطان‌های شکمی، از جمله سرطان‌های لوزالمعده، روده بزرگ و زنان استفاده می‌شود. اگرچه پرتوها می‌توانند سلول‌های سرطانی را از بین ببرند، اما ممکن است به بافت سالم مجاور نیز آسیب برسانند. روده کوچک به دلیل پوشش ظریف و حساس خود نسبت به مواجهه با پرتو، به ویژه در معرض خطر است.
وقتی این پوشش محافظ آسیب می‌بیند، بیماران ممکن است دچار تهوع، اسهال و عفونت شوند. آسیب‌های شدید می‌توانند منجر به عوارض تهدیدکننده حیات شوند. این خطرات همچنین می‌توانند میزان پرتویی که پزشکان می‌توانند به طور ایمن تجویز کنند را محدود ساخته و گزینه‌های درمانی را کاهش دهند.
پژوهش‌های پیش‌بالینی قبلی از آزمایشگاه پیونیکا-ورمز نشان داده بود که روزه‌داری قبل از مواجهه با پرتو به روده‌ها کمک می‌کند تا پس از آن بهبود یابند. با این حال، محققان هنوز به طور کامل تعیین نکرده بودند که چرا نخوردن غذا این اثر محافظتی را ایجاد می‌کند.
مطالعه اخیر قطعه مهمی از این معما را ارائه می‌دهد، زیرا یک باکتری خاص روده‌ای را شناسایی کرده و توضیح می‌دهد که چگونه این باکتری به سلول‌های روده‌ای کمک می‌کند تا خود را برای آسیب آماده کنند.
چگونه روزه‌داری ۲۴ ساعته ترمیم روده را فعال می‌کند
محققان دریافتند که ۲۴ ساعت روزه‌داری فراوانی یک باکتری مفید به نام Akkermansia muciniphila، که به اختصار AKK نیز شناخته می‌شود، را در روده کوچک افزایش داد. این میکروب ماده‌ای به نام پروپیونات تولید می‌کند که به ایجاد تغییراتی در داخل سلول‌های روده‌ای کمک می‌کند تا آن‌ها برای بازسازی پس از آسیب پرتویی بهتر آماده شوند.
پروپیونات همراه با سایر تغییرات متابولیکی ناشی از روزه‌داری عمل می‌کند تا پروتئین‌هایی به نام هیستون را اصلاح کند. این پروتئین‌ها به عنوان ساختارهایی عمل می‌کنند که DNA در اطراف آن‌ها در داخل سلول‌ها بسته‌بندی می‌شود. نشانگرهای شیمیایی کوچک اضافه شده به هیستون‌ها می‌توانند بر فعال شدن کدام ژن‌ها تأثیر بگذارند بدون اینکه توالی DNA زیربنایی تغییر کند.
این اصلاحات بخش‌هایی از DNA را قابل دسترس‌تر می‌کنند و به سلول‌ها اجازه می‌دهند ژن‌های دخیل در بازسازی بافت را فعال کنند. در طول روزه‌داری، جمعیتی از سلول‌های روده‌ای که این برنامه‌های ترمیمی را حمل می‌کنند، بیشتر می‌شوند.
در واقع، روزه‌داری به آماده‌سازی این سلول‌ها با دستورالعمل‌های بیولوژیکی مورد نیاز در صورت وقوع آسیب کمک می‌کند. وقتی روده‌ها سپس در معرض پرتو قرار می‌گیرند، سلول‌های آماده شده می‌توانند گسترش یابند و به بازسازی پوشش آسیب‌دیده روده کمک کنند.
یک باکتری روده‌ای برای بهبودی ضروری ثابت می‌شود
برای تعیین میزان اهمیت AKK در این فرآیند، محققان این باکتری را به صورت انتخابی حذف کردند. بدون آن، روزه‌داری دیگر همان مزایای بازسازی را ایجاد نکرد.
حتی آشکارتر، پاسخ محافظتی تنها زمانی بازگشت که باکتری در ترکیب با روزه‌داری بازگردانده شد. این نشان داد که هیچ‌یک از اجزا به تنهایی برای بازتولید اثر کامل مشاهده شده در مطالعه کافی نبود.
نتایج پیشنهاد می‌کنند که روزه‌داری بیش از تغییر موقت متابولیسم روده عمل می‌کند. همراه با AKK، فعالیت سلول‌های روده‌ای را قبل از مواجهه با پرتو تغییر می‌دهد و آن‌ها را در حالتی قرار می‌دهد که از بهبودی کارآمدتر پس از وقوع آسیب پشتیبانی می‌کند.
با کشف این ارتباط بین تغذیه، باکتری‌های روده و بازسازی سلولی، محققان یک روش بالقوه جدید برای تقویت پاسخ بدن به آسیب بافتی شناسایی کرده‌اند. این کشف ممکن است برای محافظت از اندام‌های سالم در حین درمان سرطان بسیار ارزشمند باشد.
آیا باکتری‌های روده می‌توانند درمان سرطان را ایمن‌تر کنند؟
اگرچه نتایج امیدوارکننده هستند، اما این تحقیق همچنان پیش‌بالینی است. مطالعات بیشتری مورد نیاز خواهد بود تا مشخص شود آیا همان مکانیزم محافظتی در انسان‌ها عمل می‌کند و آیا می‌تواند به طور ایمن پیامدها را برای بیمارانی که پرتودرمانی دریافت می‌کنند بهبود بخشد.
یکی از احتمالات این است که مسیر تازه کشف شده بتواند برای کمک به سایر بافت‌های سالم جهت بهبودی از درمان سرطان استفاده شود. محققان به طور خاص به بافت‌هایی با سلول‌های تقسیم‌شونده سریع، از جمله مغز استخوان، علاقه‌مند هستند که ممکن است آسیب‌های مرتبط با درمان را نیز تجربه کنند.
اگر تحقیقات بیشتر یافته‌ها را تأیید کنند، آزمایش‌های بالینی سرانجام می‌توانند بررسی کنند که آیا فعال کردن این مکانیزم ترمیمی به بیماران تحت پرتودرمانی شکمی سود می‌رساند یا خیر.
مهم این است که این کشف ممکن است راه‌هایی را نیز برای دستیابی به این اثرات بدون نیاز به روزه‌داری بیماران فراهم کند. درمان‌های شامل باکتری‌های مفید یا مولکول‌های تولید شده توسط آن‌ها می‌توانند به طور بالقوه فرآیندهای ترمیمی مشابه را تحریک کنند و در عین حال دشواری‌های عملی محدودیت غذایی را در مراقبت از سرطان اجتناب نمایند.
«روزه‌داری همیشه برای بیماران سرطانی عملی نیست و این کار چندین راه بالقوه دیگر را برای تقویت بهبودی پس از درمان پشتیبانی می‌کند»، به گفته رای. «خواهد بود از طریق مداخلات غذایی، میکروب‌های هدفمند یا متابولیت‌های آن‌ها، هدف کمک به ترمیم بافت سالم به طور مؤثرتر در حالی است که بیماران درمان‌های سرطان مورد نیاز خود را دریافت می‌کنند.»
این تحقیق توسط موسسه ملی سرطان (NCI) در چارچوب موسسات ملی بهداشت (NIH) و موسسه پیشگیری و پژوهش سرطان تگزاس (CPRIT) تأمین مالی شده است.