Brooks P Leitner, BS, Rachel J Perry, dr., Impactul obezității asupra absorbției de glucoză tumorală în cancerul de sân și plămâni, Spectrul JNCI Cancer, volumul 4, numărul 2, aprilie 2020, pkaa007, https://doi.org/10.1093/jncics/pkaa007

obezității

Abstract

Obezitatea conferă o incidență crescută și un prognostic clinic mai slab la mai mult de 10 tipuri de cancer. Paradoxal, obezitatea poate oferi protecție împotriva rezultatelor slabe ale cancerului pulmonar. Mecanismele pentru legăturile obezitate-cancer nu sunt pe deplin elucidate, metabolismul modificat al glucozei fiind un candidat promițător. Folosind 18F-fluorodeoxiglucoză pozitron-emisie-tomografie/imagini tomografice computerizate din Arhiva de imagistică a cancerului, am explorat relația dintre indicele de masă corporală (IMC) și metabolismul glucozei în mai multe tipuri de cancer. La 188 de pacienți (IMC mediu [SD] = 27,7 [5,1], interval = 17,4-49,3 kg/m 2), IMC mai mare a fost asociat cu o absorbție mai mare a glucozei tumorale în cancerul de sân (r = 0,36; P = 0,02) și cu absorbția mai mică a glucozei tumorale în cancerul pulmonar cu celule mici (r = -0,26; P = 0,048) utilizând corelații Pearson pe două fețe. Nu s-a observat nicio relație în sarcomul țesuturilor moi sau în carcinomul cu celule scuamoase. Folosind baza de date cu acces deschis a Institutului Național al Cancerului, am demonstrat modificarea metabolismului glucozei tumorale ca un mecanism potențial pentru efectele dăunătoare și protectoare ale obezității asupra cancerului de sân și respectiv a plămânilor.

Obezitatea, care afectează în prezent 35-40% dintre adulții din Statele Unite (1), este corelată cu o incidență crescută și cu rezultate clinice mai slabe în mai mult de 10 tipuri diferite de cancer (2). Mecanismele care stau la baza riscului de cancer asociat obezității nu sunt în prezent bine definite, dar metabolismul modificat al glucozei este caracteristic atât pentru indicele de masă corporală crescut (IMC) (3), cât și pentru cancer (4-7). Există mecanisme metabolice distincte între tipurile de tumori la nivel celular (8, 9). Datele epidemiologice fac aluzie la diferențele la nivel de populație: obezitatea este dăunătoare în multe cazuri (10), dar aparent protectoare în cancerul pulmonar (11).

Aviditatea unei tumori pentru glucoză stă la baza utilizării tomografiei cu emisie de 18 F-fluorodeoxiglucoză pozitron/tomografie computerizată (18 F-FDG PET/CT), am folosit imagini PET și CT pentru a examina metabolismul glucozei tumorale la pacienții cu patru tipuri de cancer: cap și carcinom cu celule scuamoase la gât (HNSCC) (12), sarcom de țesut moale (STS) (13), cancer de sân (14, 15) și cancer pulmonar cu celule mici (NSCLC) (16-21). Utilizând baza de date open source finanțată de Institutul Național al Cancerului, The Cancer Imaging Archive (TCIA) (22), am efectuat o analiză retrospectivă transversală pentru a examina absorbția de glucoză tumorală (TGU) la pacienții cu cancer asociat cu obezitatea și independenți de obezitate.

Au fost studiați toți pacienții cu scanare PET/CT de 18 F-FDG, sex, înălțime și greutate disponibile de la TCIA. Toți subiecții au acordat consimțământul informat în conformitate cu comisia de revizuire instituțională a fiecărui site. Dacă erau disponibile mai multe imagini, cea mai timpurie scanare PET și CT a fost utilizată pentru a minimiza efectele terapiei asupra tumorii. Analizele de putere pentru corelație (β = 0,20 și α = 0,05) au necesitat un minim de 29 de pacienți, astfel au fost analizate cele patru tipuri de tumori cu nu mai puțin de 29 de pacienți unici PET și CT. Parametrii clinici, cum ar fi stadiul tumorii și medicamentele, nu au fost disponibili.

Imaginile PET și CT au fost încărcate în ImageJ (NIH, Bethesda, MD, SUA) cu un Viewer PET-CT open source (23), iar țesuturile au fost analizate cu o abordare cu volum fix (24). Pe scurt, s-au trasat sfere cu volum fix pentru a măsura absorbția maximă de glucoză în tumoră, mușchi scheletic (deltoid, infraspinatus sau cvadriceps), ficat, splină și țesut adipos subcutanat și supraclavicular. Au fost calculate valorile standardizate de absorbție (SUV) (25). Deoarece IMC singur este legat de SUV la pacienții obezi, Formula Janmahastian a fost utilizată pentru a calcula și corecta masa corporală slabă estimată (LBM) (26). Obiectivul principal a fost SUV-ul corectat LBM (SUL) (în g/ml) al tumorilor, în raport cu IMC (în kg/m 2). SUL maxim a fost ales pentru a evita problemele cauzate de efectele parțiale ale volumului.

Corelațiile Pearson pe două fețe au fost utilizate pentru a măsura IMC față de TGU. Un ANOVA cu două căi a fost utilizat cu testul de comparații multiple Tukey pentru a examina diferențele în TGU între tipurile de cancer, între țesuturi și între sexe. Datele au fost analizate în GraphPad Prism 7.0 (San Diego, CA, SUA), iar liniile directoare de raportare REMARK au fost utilizate acolo unde este cazul (27). Semnificația statistică a fost determinată ca valori ale P mai mici de 0,05.

Au fost raportate sexul, înălțimea, greutatea, IMC, LBM estimat și procentul estimat de grăsime corporală (% BF) (Tabelul suplimentar 1, disponibil online). Dintre 97 de femei și 91 de bărbați, IMC a variat de la 17,4% la 49,3 kg/m 2 (medie [SD] = 27,7 [5,1]) și% BF a variat de la 11,1% la 55,5%. Multe imagini STS PET și CT au fost luate de la talie în jos, iar unele imagini de cancer mamar au fost luate de peste L3, astfel estimat că% BF nu a putut fi calculat folosind metoda nivelului vertebral L3.

Datele PET și CT au relevat o corelație pozitivă între IMC și TGU în cancerul de sân (r = 0,36; P = 0,02), dar o corelație negativă în NSCLC (r = -0,26; P = 0,048) (Figura 1). În aceste cohorte, am calculat raportul țintă la fundal, unde tumora SUV a fost împărțită la SUV în aorta descendentă. Corelațiile Pearson între raportul țintă la fond și IMC pentru cancerul de sân (r = 0,25; P = 0,13) și NSCLC (r = -0,34; P Figura 1). HNSCC TGU a fost mai mare decât în ​​cazul cancerului de sân (P Figura 2). STG TGU a fost mai mare decât cancerul de sân TGU (P = .002) (Figura 2). Acest lucru se poate datora unei proporții mai mari de bărbați din grupul HNSCC (17,1% femei) și din grupul STS (52,9% femei) comparativ cu cohorta de cancer mamar 100% feminin, deoarece bărbații au avut o absorbție mai mare de glucoză în aproape toate țesuturile. Tabelul 2, disponibil online). Această observație reflectă probabil rata metabolică mai mare a bărbaților (29).

Rezultatele noastre nu demonstrează nicio corelație semnificativă statistic a IMC cu TGU în STS (35), dar rapoartele anterioare sugerează o legătură slabă între severitatea STS și obezitate (36, 37). Nu am detectat nicio corelație între IMC și SUV în HNSCC, susținând un studiu anterior care demonstrează că, chiar și în contextul diabetului, obezitatea în sine nu este corelată cu riscul de HNSCC (38). Deși rezultatele noastre nu pot confirma că TGU este modificată de obezitate, acest studiu oferă o explicație potențială pentru rolul obezității în riscul și progresia cancerului la pacienții cu o gamă largă de IMC. Cu toate acestea, dimensiunea limitată a eșantionului ar fi putut reduce puterea studiului nostru.

Influența stării de sănătate și a tratamentului nu a putut fi studiată aici. Hiperglicemia cronică, nivelurile mai ridicate de insulină circulantă, inflamația crescută, glucocorticoizii crescuți și mai multe mecanisme conexe asupra metabolismului sistemic al glucozei la pacienții obezi pot avea un impact asupra progresiei tumorii (39). Acești factori și alți factori legați de obezitate pot reduce TGU în NSCLC și pot reduce riscul (40) și pot îmbunătăți supraviețuirea (41) în toate etapele și subtipurile histologice ale cancerului pulmonar (42). Chimioterapia poate crește sau reduce absorbția de FDG a tumorii și a celulelor imune (43). Terapiile antidiabetice [metformina (44) și inhibitorii SGLT2 (45)] pot reduce, de asemenea, TGU în mai multe tipuri de cancer.

Pe scurt, metabolismul glucozei tumorale a fost legat de IMC într-un mod dăunător și protector în cancerul de sân și, respectiv, de plămâni. Imaginile PET și CT disponibile public au fost achiziționate prin intermediul TCIA al Institutului Național al Cancerului și analizate în software-ul open source gratuit, demonstrând utilitatea crescândă a resurselor partajate în oncologie. Deși limitat de disponibilitatea informațiilor clinice, am evidențiat un presupus mecanism fiziologic pentru impactul obezității asupra agresivității mai multor tipuri de tumori. Studiile prospective trebuie concepute astfel încât să includă parametri clinici pentru a caracteriza mai bine metabolismul glucozei neregulat.

Finanțarea

Acest studiu a fost susținut de subvenții de la Serviciul de Sănătate Publică din SUA (K99/R00 CA-215315, P50 CA121974-11A1, CTSA UL1TR000142, P30 DK045735), Institutul Național de Sănătate, Programul de Formare pentru Oameni de Știință Medicală T32GM007205, și de un Yale Cancer Center Premiul pentru inovație.

Note

Finanțatorul nu a avut niciun rol în proiectarea studiului; colectarea, analiza și interpretarea datelor; scrierea manuscrisului; și decizia de a trimite manuscrisul spre publicare.

Conflictele de interese: Nici unul.

Contribuțiile autorului: Conceptualizare: BPL și RJP; Organizarea datelor: BPL; Analiză formală: BPL; Achiziție de finanțare: RJP; Investigație: BPL; Metodologie: BPL; Vizualizare: BPL; Scriere, schiță originală: BPL; Scriere, revizuire și editare: BPL și RJP.

Dorim să îi mulțumim lui Ilan Tal pentru asistența sa în procesarea imaginilor și îmbunătățirea software-ului.