Ketonen in de strijd tegen lymfoedeem

Een netwerk van lymfevaten

Het lymfesysteem bestaat uit een netwerk van lymfevaten dat vloeistof (lymfe) in lichaamsweefsels afvoert naar de bloedvaten. Problemen in het lymfesysteem zijn gelinkt aan verschillende ziekten, waaronder lymfoedeem. Daarbij zwellen bepaalde lichaamsdelen doordat de vloeistof niet correct afgevoerd kan worden. De groep van prof. Peter Carmeliet (VIB-KU Leuven) ontdekte eerder al dat de molecule acetyl-CoA essentieel is voor de regeling en groei van lymfevaten. De aanmaak van die molecule hangt normaal gezien af van de aanwezigheid van stoffen zoals glucose, vetzuren en acetaat. Acetyl-CoA kan echter ook aangemaakt worden met ketonen. 

In deze studie ontdekten de wetenschappers dat er meer acetyl-CoA beschikbaar was als er ketonen werden voorzien. Dat leidde tot een betere groei van lymfevaten en een verbeterde werking van het lymfesysteem in lymfe-gerelateerde ziekten. Het onderzoek heeft dan ook een volledig vernieuwende voeding-gebaseerde behandelingsstrategie blootgelegd die de vorming van nieuwe lymfevaten en de afvoer van overtollig vocht in lymfoedeem stimuleert.

Een ketodieet voor muizen en menselijke cellen

De onderzoekers bestudeerden de effecten van ketonen op het lymfesysteem in muizen en menselijke cellen. Eerst blokkeerden ze de omzetting van ketonen in acetyl-CoA in menselijke lymfecellen. De lymfecellen bleken trager te groeien en zich minder te verspreidden. Daarna voegden de wetenschappers ketonen toe aan de cellen, en het omgekeerde gebeurde: de cellen groeiden en verspreidden zich vlot. 

Om uit te zoeken hoe lymfecellen in levende wezens reageren, zetten de onderzoekers muizen op een ‘ketodieet’. Dr. Melissa García-Caballero, postdoctoraal onderzoeker (VIB-KU Leuven), geeft enkele details: “We gaven volwassen muizen een dieet met veel vet en weinig koolhydraten of ketonsupplementen, wat ertoe leidde dat het aantal ketonen in het lymfesysteem toenam. Dat resulteerde in muizen die leden aan lymfoedeem, in een toegenomen groei en herstel van het lymfesysteem. Het ketogeen dieet verbeterde de werking van het lymfesysteem en verminderde de opstapeling van vloeistof in de staart van de muizen.”

Potentiële strategie om lymfoedeem te behandelen en beter te herstellen van kanker

Lymfoedeem kan op zichzelf voorkomen, maar kan ook vaak optreden als complicatie na een kankerbehandeling. Ongeveer een zesde van de patiënten die chirurgisch behandeld zijn voor borstkanker, melanoom of andere kankers die gepaard gaan met de verwijdering van lymfeknopen of stralingstherapie, ontwikkelen zogeheten ‘secundair’ lymfoedeem.

Prof. Peter Carmeliet (VIB-KU Leuven) legt uit hoe de nieuwe bevindingen patiënten kunnen helpen: “Deze fascinerende resultaten suggereren dat een ketodieet een nieuwe behandelingsmogelijkheid kan zijn om de vorming van lymfevaten te stimuleren, in bijvoorbeeld lymfoedeem. Lymfoedeem is momenteel niet te genezen en er is geen medicatie beschikbaar, men kan de symptomen alleen controleren door fysische therapie. Onze vernieuwende en belangrijke ontdekking wekte al interesse op bij artsen. Dat stond ons toe om meteen een klinische fase II-studie op te starten om een ketodieet te testen bij patiënten met lymfoedeem. Dit is de eerste test met ‘dieettherapie’ om lymfoedeem te behandelen en het kan dan ook een mijlpaal zijn als nieuwe therapie voor deze aandoening.”

Dr. Sarah Thomis (UZ Leuven) coördineert de klinische studie: “Samen met onze diëtiste hebben we een voedingspatroon ontwikkeld dat leidt tot een hoge aanmaak van ketonen, maar ook makkelijk vol te houden is. Het dieet bestaat uit meer dan 90 procent vet, met zeer lage hoeveelheden aan koolhydraten en eiwitten, wat de metabole effecten van een vastenperiode nabootst. Omdat er bijwerkingen kunnen optreden, is het niet aangewezen om dit ketogeen dieet uit te proberen zonder hulp van een ervaren diëtist(e) of dokter.”

Het klinische team is nog steeds op zoek naar deelnemers. “We rekruteren momenteel patiënten die secundair lymfoedeem in de armen hebben ontwikkeld na een behandeling voor borstkanker. Ze zullen het ketodieet gedurende 24 weken volgen en daarna overschakelen op een aangepast dieet. Tijdens de behandeling zullen we veranderingen in het volume van het oedeem en het transport van de lymfevloeistof meten. Na de veelbelovende resultaten van prof. Carmeliet bij muizen en menselijke cellen, zijn we hoopvol om ook positieve effecten te observeren in onze patiënten,” concludeert dr. Thomis.