Experimentelle Untersuchungen zur Verstoffwechselung von Ketonkörpern und Laktat durch Tumorzellen des Gastrointestinaltrakts

Fragestellung: Die Auswirkungen einer ketogenen Diat auf das Wachstum solider Tumoren werden aktuell kontrovers diskutiert. Aus diesem Grund wurde in vitro untersucht, bei welchen Sauerstoffkonzentrationen Tumorzellen Ketonkorper (β-Hydroxybutyrat) und die beiden Metabolite Glukose und Laktat, die auch bei einer ketogenen Diat vorkommen, verstoffwechseln. Zudem wurde exemplarisch das Tumorwachstum unter einer standardisierten ketogenen Diat im Tiermodell uberpruft. Material und Methodik: Konfluente Kulturen von 6 humanen gastrointestinalen Tumorzelllinien wurden in vitro bei 21 % und 1 % Sauerstoff untersucht. Glukose, Laktat und β-Hydroxybutyrat wurden mit Standardenzymassays bestimmt. Mit einer standardisierten ketogenen Diat wurde in Kleinnagern eine physiologische Ketose ausgelost und durch subkutane Injektion von Tumorzellen das Wachstum solider Tumoren induziert. Ergebnisse: Kulturen der 6 Tumorzelllinien verstoffwechseln Ketonkorper und Laktat bei 21 %, nicht aber bei 1 % Sauerstoff; dagegen wird Glukose bei beiden Sauerstoffkonzentrationen metabolisiert. Stehen Tumorzellen bei 21 % Sauerstoff die beiden Energietrager Glukose und Laktat gleichzeitig zur Verfugung, wird zuerst Glukose und anschliesend Laktat verstoffwechselt. Unter einer ketogenen Diat entwickeln Mause eine physiologische Ketose mit signifikant erhohten Ketonkorperspiegeln. Die Tumoren dieser Mause weisen verringerte intratumorale Laktatspiegel und ein verzogertes Wachstum auf. Schlussfolgerung: Die In-vitro-Daten dieser experimentellen Arbeit unterstutzen das Konzept, dass in vivo der Stoffwechsel solider Tumoren durch die lokale Sauerstoffversorgung wesentlich beeinflusst wird. Sauerstoffkonzentrationen von 1 %, die regelhaft in soliden Tumoren vorzufinden sind (Tumorhypoxie), reichen in vitro nicht aus, damit gastrointestinale Tumorzellen Ketonkorper und Laktat verstoffwechseln; im Gegensatz zur Glukose. Um Tumorzellen in Hypoxie zum Absterben zu bringen, sollte bei ihnen daher der Glukosestoffwechsel selektiv gehemmt und zusatzlich das Glukoseangebot durch diatetische Masnahmen eingeschrankt werden.