In een nieuwe studie ontdekten onderzoekers van de Stanford University School of Medicine in de Verenigde Staten en de Universiteit van Tokyo in Japan dat een dieet dat hematopoëtische stamcellen uitput, beenmergtransplantatie mogelijk kan maken zonder chemotherapie of radiotherapie.
De onderzoekers toonden aan dat een dieet zonder het essentiële aminozuurvalinekan de hematopoëtische stamcelpopulatie bij muizen effectief uitputten, waardoor deze muizen met succes hematopoëtische stamceltransplantaties van andere muizen kunnen ontvangen. Ze bevestigden ook in het laboratorium dat kunstmatige bloedstamcellen worden aangetast door valine-deficiëntie, wat suggereert dat dezelfde behandeling ook bij mensen effectief kan zijn.
De relevante onderzoeksresultaten werden op 20 oktober 2016 online gepubliceerd in het tijdschrift Science, met de titel van het artikel"Uitputting van voedingsvaline maakt niet-myeloablatieve hematopoëtische stamceltransplantatie bij muizen mogelijk". De eerste auteur van het artikel is Yuki Taya, een voormalig afgestudeerde student van de Universiteit van Tokyo. De corresponderende auteurs van het artikel zijn Dr. Hiromitsu Nakauchi, hoogleraar genetica aan de Stanford University School of Medicine, en Dr. Satoshi Yamazaki, universitair hoofddocent van het Center for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, University of Tokyo.
Werkzaamheid van een valine-deficiënt dieet
Nakauchi zei:"Beenmergtransplantatie is een behandeling met giftige bijwerkingen. We moeten dit doen om dodelijke ziekten te behandelen, maar de kwaliteit van leven na behandeling is vaak niet zo goed."
Hij voegde eraan toe:"Vergeleken met chemotherapie of radiotherapie lijkt de toxiciteit van een valine-deficiënt dieet veel lager te zijn. De muizen die radiotherapie kregen, zagen er slechter uit. Ze konden niet zwanger worden en overleefden minder dan een jaar. Ze werden echter gevoed met een gebrek aan valine. Muizen op het aminozuurdieet kunnen zwanger worden en een normale levensduur hebben na ontvangst van de transplantatie."
Nakauchi zei dat de werkzaamheid van een valine-deficiënt dieet specifiek is voor hematopoëtische stamcellen, maar het lijkt erop dat ook andere soorten stamcellen kunnen worden aangetast, zoals haarfollikelstamcellen en sommige T-cellen. Hij zei dat hoewel andere soorten stamcellen ook kunnen worden aangetast, deze effecten niet zo wijdverbreid of ernstig zijn als die veroorzaakt door chemotherapie of radiotherapie.
Nakauchi is vooral geïnteresseerd in een type stamcel dat kan worden aangetast door een valinetekort. Nakauchi zei dat als leukemiestamcellen ook gevoelig zijn voor valinedeficiëntie, dit de deur kan openen voor de ontwikkeling van een dieettherapie voor deze bloedkankers.
In deze nieuwe studie testten Yamazaki, Nakauchi en hun collega's het effect van de aan- of afwezigheid van specifieke aminozuren op hematopoëtische stamcellen. Ze ontdekten dat het gebrek aan valine of een ander aminozuur, cysteïne, in de laboratoriumschalen de groei van hematopoëtische stamcellen van muizen onmogelijk maakt.
Vervolgens construeerden de onderzoekers een muizenvoer zonder alleen deze specifieke aminozuren en voerden het voedsel gedurende 4 weken aan de muizen. Ze ontdekten dat een dieet zonder valine in plaats van een dieet zonder cysteïne de hematopoëtische stamcellen in deze muizen uitputte.
Nakauchi zei:"In tegenstelling tot valine is cysteïne geen essentieel aminozuur, wat betekent dat het lichaam wat cysteïne kan maken. Alle valine die we nodig hebben, komt echter uit onze voeding."
De huidige voedingsmethode is een aanvulling op andere onderzoeken die onlangs zijn gerapporteerd door wetenschappers van Stanford University die antilichamen gebruiken in plaats van chemotherapie of radiotherapie om hematopoëtische stamcellen te verwijderen ter voorbereiding op beenmergtransplantatie. Nakauchi zei:"Deze twee methoden kunnen zelfs samen worden gebruikt om een effectievere en zachtere behandeling te bieden."
Hij zei dat het mechanisme waarmee aminozuurdeficiëntie hematopoëtische stamcellen beïnvloedt onbekend is, maar dit zal de focus zijn van toekomstig onderzoek. Gezien het feit dat dit aminozuur naar verwachting de basis zal worden van een dieettherapie, gelooft Nakauchi dat wetenschappers kunnen ontdekken dat andere specifieke soorten stamcellen worden beïnvloed door de aan- of afwezigheid van specifieke aminozuren. Hij zei:"Dit onderzoek kan de deur openen naar een nieuw veld van stamcelmetabolisme en de basis worden voor een reeks dieettherapieën."
Hij voegde eraan toe: "Het benadrukt ook het belang van een uitgebreid dieet om al onze cellen gezond te houden."