La consommation de fructose a considérablement augmenté au cours des cinq dernières décennies, en grande partie en raison de l'utilisation généralisée du sirop de maïs à haute teneur en fructose comme édulcorant dans les boissons et les aliments ultra-transformés. Une nouvelle recherche de l'Université de Washington à Saint-Louis montre que le fructose alimentaire favorise la croissance tumorale dans des modèles animaux de mélanome, de cancer du sein et de cancer du col de l'utérus. Cependant, le fructose n'alimente pas directement les tumeurs, selon l'étude publiée le 4 décembre dans la revue Nature.
Au lieu de cela, les scientifiques de WashU ont découvert que le foie convertit le fructose en nutriments utilisables par les cellules cancéreuses, une découverte convaincante qui pourrait ouvrir de nouvelles voies pour les soins et le traitement de nombreux types de cancer.
L’idée selon laquelle on peut lutter contre le cancer grâce à un régime est intrigante. »
Gary Patti, professeur Michael et Tana Powell de chimie en arts et sciences et professeur de génétique et de médecine à la faculté de médecine de WashU
« Quand nous pensons aux tumeurs, nous avons tendance à nous concentrer sur les composants alimentaires qu'elles consomment directement. Vous mettez quelque chose dans votre corps, puis vous imaginez que la tumeur l'absorbe », a déclaré Patti. « Mais les humains sont complexes. Ce que vous mettez dans votre corps peut être consommé par les tissus sains, puis converti en autre chose que les tumeurs utilisent. »
« Notre attente initiale était que les cellules tumorales métabolisent le fructose tout comme le glucose, en utilisant directement ses atomes pour construire de nouveaux composants cellulaires tels que l'ADN. Nous avons été surpris de constater que le fructose était à peine métabolisé dans les types de tumeurs que nous avons testés », a déclaré le premier auteur de l'étude, Ronald. Fowle-Grider, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Patti. « Nous avons rapidement compris que les cellules tumorales à elles seules ne racontent pas toute l'histoire. Le foie est tout aussi important, car il transforme le fructose en nutriments que les tumeurs peuvent utiliser. »
Utiliser la métabolomique – ; une méthode de profilage de petites molécules à mesure qu'elles se déplacent à travers les cellules et à travers différents tissus du corps – ; les chercheurs ont conclu que des niveaux élevés de consommation de fructose favorisent la croissance tumorale en augmentant la disponibilité des lipides circulant dans le sang. Ces lipides sont des éléments constitutifs de la membrane cellulaire et les cellules cancéreuses en ont besoin pour se développer.
« Nous avons examiné de nombreux cancers différents dans divers tissus du corps, et ils suivaient tous le même mécanisme », a déclaré Patti.
L'ère du sirop de maïs
Les scientifiques reconnaissent depuis longtemps que les cellules cancéreuses ont une forte affinité pour le glucose, un sucre simple qui constitue la source d’énergie glucidique préférée du corps.
En termes de structure chimique, le fructose est similaire au glucose. Ce sont deux types de sucre courants, avec la même formule chimique, mais ils diffèrent dans la façon dont le corps les métabolise. Le glucose est traité dans tout le corps, tandis que le fructose est presque entièrement métabolisé par l'intestin grêle et le foie.
Les deux sucres se trouvent naturellement dans les fruits, les légumes, les produits laitiers et les céréales. Ils sont également ajoutés comme édulcorants dans de nombreux aliments transformés. Le fructose, en particulier, a pénétré le régime alimentaire américain au cours des dernières décennies. Il est privilégié par l’industrie agroalimentaire car il est plus sucré que le glucose.
Avant les années 1960, les gens consommaient relativement peu de fructose par rapport aux chiffres actuels. Il y a un siècle, une personne moyenne ne consommait que 5 à 10 livres de fructose par an. Pour le dire en termes familiers, cela équivaut à peu près au poids d’un gallon de lait. Au 21e siècle, ce nombre a augmenté pour atteindre l’équivalent de 15 gallons de lait.
« Si vous parcourez votre garde-manger et recherchez les produits qui contiennent du sirop de maïs à haute teneur en fructose, qui est la forme la plus courante de fructose, c'est assez étonnant », a déclaré Patti, qui est également membre chercheur du Siteman Cancer Center. basé à l'hôpital Barnes-Jewish et à WashU Medicine, ainsi qu'au Centre de nutrition humaine de WashU Medicine.
« Presque tout en contient. Il ne s'agit pas seulement de bonbons et de gâteaux, mais aussi d'aliments tels que la sauce pour pâtes, la vinaigrette et le ketchup », a-t-il déclaré. « À moins que vous ne cherchiez activement à l'éviter, cela fait probablement partie de votre alimentation. »
L'appétit du cancer pour le fructose
Compte tenu de l’augmentation rapide de la consommation de fructose alimentaire au cours des dernières décennies, les chercheurs de WashU ont voulu en savoir plus sur l’impact du fructose sur la croissance des tumeurs.
Patti et Fowle-Grider ont commencé leur enquête en nourrissant des animaux porteurs de tumeurs avec un régime riche en fructose, puis en mesurant la rapidité avec laquelle leurs tumeurs se développaient. Les chercheurs ont découvert que l’ajout de fructose favorisait la croissance tumorale sans modifier le poids corporel, la glycémie à jeun ou les niveaux d’insuline à jeun.
« Nous avons été surpris de constater que cela a eu un impact plutôt dramatique. Dans certains cas, le taux de croissance des tumeurs a été multiplié par deux, voire plus », a déclaré Patti. « Manger beaucoup de fructose était clairement très mauvais pour la progression de ces tumeurs. »
Mais la prochaine étape de leurs expériences les a d’abord laissés perplexes. Lorsque Fowle-Grider a tenté de répéter une version de ce test en administrant du fructose à des cellules cancéreuses isolées dans une boîte, les cellules n'ont pas répondu. « Dans la plupart des cas, ils ont grandi presque aussi lentement que si nous ne leur donnions pas de sucre du tout », a déclaré Patti.
Ainsi, Patti et Fowle-Grider ont recommencé à étudier les changements dans les petites molécules présentes dans le sang des animaux nourris avec un régime riche en fructose. En utilisant la métabolomique, ils ont identifié des niveaux élevés de diverses espèces de lipides, notamment les lysophosphatidylcholines (LPC). Des tests supplémentaires sur des boîtes ont montré que les cellules hépatiques nourries avec du fructose libèrent des LPC.
« Il est intéressant de noter que les cellules cancéreuses elles-mêmes étaient incapables d'utiliser facilement le fructose comme nutriment car elles n'expriment pas la machinerie biochimique appropriée », a déclaré Patti. « Les cellules du foie le font. Cela leur permet de convertir le fructose en LPC, qu'elles peuvent sécréter pour nourrir les tumeurs. »
Une caractéristique déterminante du cancer est la prolifération incontrôlée de cellules malignes. Chaque fois qu’une cellule se divise, elle doit répliquer son contenu, y compris ses membranes. Cela nécessite une quantité importante de lipides. Bien que les lipides puissent être synthétisés à partir de zéro, il est beaucoup plus facile pour les cellules cancéreuses de simplement absorber les lipides de leur environnement.
« Au cours des dernières années, il est devenu clair que de nombreuses cellules cancéreuses préfèrent absorber les lipides plutôt que de les fabriquer », a noté Patti. « La complication est que la plupart des lipides sont insolubles dans le sang et nécessitent des mécanismes de transport plutôt complexes. Les LPC sont uniques. Ils pourraient constituer le moyen le plus efficace et le plus efficient de soutenir la croissance tumorale. »
Éviter le fructose
Il est intéressant de noter qu’au cours de la même période où la consommation humaine de fructose a augmenté, un certain nombre de cancers sont devenus de plus en plus répandus chez les personnes de moins de 50 ans. Cela soulève la question de savoir si les tendances sont liées. Avec 25 millions de dollars de soutien de Cancer Grand Challenges, Patti s'est récemment associée à Yin Cao, professeur agrégé de chirurgie à WashU Medicine, et à d'autres chercheurs du monde entier, dont aucun n'était impliqué dans cette étude, pour étudier les liens possibles.
« Il sera passionnant de mieux comprendre comment le fructose alimentaire influence l'incidence du cancer. Mais l'un des messages à retenir de cette étude actuelle est que si vous avez la malchance d'avoir un cancer, vous voudrez probablement penser à éviter le fructose. Malheureusement, c'est le cas. plus facile à dire qu'à faire », a déclaré Patti.
Outre l'intervention diététique, les auteurs de l'étude ont déclaré que cette recherche pourrait nous aider à développer un moyen d'empêcher le fructose de stimuler la croissance tumorale de manière thérapeutique, à l'aide de médicaments.
« Une implication de ces découvertes est que nous ne devons pas nous limiter à des traitements qui ciblent uniquement les cellules malades », a déclaré Patti. « Nous pouvons plutôt penser à cibler le métabolisme des cellules saines pour traiter le cancer. Cela a fonctionné avec des souris dans notre étude, mais nous aimerions profiter de nos observations et essayer d'améliorer la vie des patients. »
Les auteurs de l'étude travaillent avec des partenaires cliniques de WashU Medicine pour explorer un essai clinique lié au fructose dans l'alimentation.
