Crijevne bakterije pojačavaju učinke imunoterapije raka

Otprilike jedan od pet pacijenata oboljelih od raka ima koristi od imunoterapije, liječenja koje koristi imunološki sustav u borbi protiv raka. Ovaj pristup pokazao je značajan uspjeh u liječenju raka pluća i melanoma. Nadajući se njegovom potencijalu, istraživači istražuju strategije za poboljšanje imunoterapije za karcinome koji na nju slabo reagiraju, s ciljem pomoći većem broju pacijenata.

Sada su istraživači na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Washington u St. Louisu otkrili da soj crijevne bakterije - Ruminococcus gnavus - može pojačati učinke imunoterapije raka kod miševa. Studija, objavljena u Science Immunology, predlaže novu strategiju za iskorištavanje crijevnih mikroba za otključavanje neiskorištenog potencijala imunoterapije u borbi protiv raka.

"Mikrobiom igra važnu ulogu u mobilizaciji tjelesnog imunološkog sustava za napad na stanice raka", objasnio je viši autor studije Marco Colonna, dr. Med., Robert Roque Bellivou, profesor patologije.

“Naša otkrića bacaju svjetlo na jednu vrstu bakterije u crijevima koja pomaže lijeku za imunoterapiju da ubije tumore kod miševa. Identificiranje takvih mikrobnih partnera važan je korak u razvoju probiotika koji će pomoći u poboljšanju učinkovitosti imunoterapije i pomoći većem broju pacijenata oboljelih od raka."

Imunoterapija raka koristi tjelesne imunološke stanice za ciljanje i uništavanje tumora. Jedan takav tretman koristi inhibitore imunoloških kontrolnih točaka za uklanjanje prirodnih kočnica koje utišavaju imunološke T-stanice, čime se sprječava oštećenje tijela. Međutim, neki tumori tome se suprotstavljaju potiskivanjem napadajućih imunoloških stanica, što smanjuje učinkovitost takvih inhibitora.

Colonna i prva koautorica Martina Molgora, Ph.D., prethodno su uspostavili suradnju s kolegom Robertom D. Schreiberom, Ph.D., u kojoj su u potpunosti iskorijenili sarkome kod miševa koristeći pristup dvokrake inhibicije.

Istraživači su inhibirali TREM2, protein koji proizvode tumorski makrofagi, kako bi spriječili T stanice da napadnu rastući tumor. Zatim su pokazali da je lijek za imunoterapiju učinkovitiji kada blokira TREM2. Rezultat je pokazao da TREM2 smanjuje učinkovitost imunoterapije.

U eksperimentu koji je postao temelj za novu studiju, znanstvenici su došli do neočekivanog opažanja. Miševi bez TREM2 pokazali su sličan pozitivan odgovor na inhibitor kontrolne točke kada su živjeli s miševima koji su imali protein. Ovaj se rezultat dogodio kada su istraživači odstupili od svog uobičajenog protokola odvajanja miševa prije tretmana inhibitorom.

Zajednički život miševa dovodi do razmjene mikroba. Istraživači su sugerirali da bi posljedice mogle biti uzrokovane metabolizmom crijevnih bakterija.

Istraživači su radili s dr. Sc. Jeffreyjem E. Gordonom i prvim koautorom, dr. Sc. Blandom Di Luciom, na proučavanju mikroba u crijevima miševa koji su uspješno liječeni imunoterapijom. Otkrili su povećanje broja Ruminococcus gnavus u usporedbi s odsutnošću takvih mikroba kod miševa koji nisu reagirali na terapiju.

R. Gnavus je pronađen u crijevnom mikrobiomu pacijenata oboljelih od raka koji su dobro reagirali na imunoterapiju, objasnio je Colonna. U kliničkim ispitivanjima, fekalne transplantacije od takvih pacijenata pomogle su nekim pacijentima koji nisu reagirali da imaju koristi od imunoterapije.

Istraživači, uključujući prvu koautoricu i studenticu diplomskog studija Dariju Khantakovu, ubrizgali su R. Gnavus u miševe i zatim tretirali tumore inhibitorom kontrolnih točaka. Tumori su se smanjili čak i kad je TREM2 bio dostupan kao oružje za smanjenje učinka imunoterapije.

Gordon, direktor Obiteljskog centra Edison za genomske znanosti i sistemsku biologiju, primijetio je da sve više dokaza ukazuje na to da mikrobiom poboljšava imunoterapiju. Identifikacija relevantnih vrsta, kao što je R. Gnavus, mogla bi dovesti do razvoja nove generacije probiotika koji bi mogli djelovati u sinergiji s imunoterapijom za poboljšanje liječenja raka.

Znanstvenici sada žele razumjeti kako R. Gnavus potiče odbacivanje tumora, što bi moglo otkriti nove načine pomoći oboljelima od raka. Na primjer, ako mikrob proizvede metabolit koji aktivira imunitet tijekom probave hrane, to otvara mogućnost korištenja metabolita kao pojačivača imunoterapije.

Mikrobi također mogu ući iz crijeva i pokrenuti imunološki odgovor u tumoru ili aktivirati crijevne T stanice, koje zatim migriraju u tumor i pokreću napad, objasnio je Colonna. Istraživači istražuju sve tri mogućnosti.