Suolistobakteerit tehostavat syövän immunoterapian vaikutuksia

Noin joka viides syöpäpotilas hyötyy immunoterapiasta, joka käyttää immuunijärjestelmää syövän torjuntaan. Lähestymistapa on osoittanut merkittävää menestystä keuhkosyövän ja melanooman hoidossa. Sen potentiaalin toivossa tutkijat selvittävät strategioita immunoterapian parantamiseksi syövissä, jotka eivät reagoi siihen hyvin, tavoitteenaan auttaa useampia potilaita.

Nyt Washingtonin yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan tutkijat St. Louisissa ovat havainneet, että suolistobakteerikanta Ruminococcus gnavus voi tehostaa syövän siedätyshoidon vaikutuksia hiirillä. Science Immunology -lehdessä julkaistu tutkimus tarjoaa uuden strategian suolistomikrobien hyödyntämiseksi immunoterapian käyttämättömän potentiaalin vapauttamiseksi syövän torjunnassa.

"Mikrobiomilla on tärkeä rooli kehon immuunijärjestelmän mobilisoinnissa hyökkäämään syöpäsoluja vastaan", selitti vanhempi tutkimuksen tekijä, lääketieteen tohtori Marco Colonna, Robert Rock Bellivu -yliopiston patologian professori.

"Tuloksemme valaisivat yhtä suolistobakteerityyppiä, joka auttaa immunoterapialääkettä tappamaan kasvaimia hiirissä. Näiden mikrobikumppaneiden tunnistaminen on tärkeä askel probioottien kehittämisessä, jotka voisivat parantaa immunoterapialääkkeiden tehoa ja hyödyttää useampia syöpäpotilaita."

Syöpäimmunoterapia käyttää kehon omia immuunisoluja kasvainten kohdistamiseen ja tuhoamiseen. Yksi tällainen hoitomuoto käyttää immuunitarkastuspisteiden estäjiä poistamaan luonnolliset jarrut, jotka pitävät immuuni-T-solut hiljaisina ja estävät kehon vaurioitumisen. Jotkut kasvaimet kuitenkin torjuvat tätä tukahduttamalla hyökkääviä immuunisoluja, mikä tekee näistä estäjistä vähemmän tehokkaita.

Colonna ja ensimmäinen kirjoittaja, tohtori Martina Molgor, aloittivat aiemmin yhteistyön kollegansa Robert D. Schreiberin, tohtorin, kanssa, jossa he hävittivät sarkoomat kokonaan hiiriltä käyttämällä kaksijakoista estomenetelmää.

Tutkijat estivät kasvainmakrofagien tuottamaa TREM2-proteiinia estääkseen T-soluja hyökkäämästä kasvavaa kasvainta vastaan. Sitten he osoittivat, että immunoterapialääke oli tehokkaampi, kun TREM2 estettiin. Tulos osoitti, että TREM2 vähensi immunoterapian tehoa.

Uuden tutkimuksen perustana olleessa kokeessa tutkijat tekivät yllättävän havainnon. Hiiret, joilla ei ollut TREM2:ta, osoittivat samanlaisen positiivisen vasteen tarkistuspisteen estäjälle, kun ne pidettiin yhdessä proteiinia sisältävien hiirten kanssa. Tämä tulos saatiin, kun tutkijat poikkesivat tavanomaisesta protokollastaan, jossa hiiret erotettiin toisistaan ennen niiden käsittelyä estäjällä.

Hiirten yhdessä eläminen johtaa mikrobien vaihtoon. Tutkijat arvelivat, että vaikutukset saattavat johtua suolistobakteerien vaihdosta.

Tutkijat työskentelivät yhdessä Jeffrey I. Gordonin, lääketieteen tohtorin, filosofian tohtorin, ja tutkimuksen ensimmäisen kirjoittajan, Blanda Di Lucian, kanssa tutkiakseen immunoterapialla onnistuneesti hoidettujen hiirten suoliston mikrobeja. He havaitsivat Ruminococcus gnavus -bakteerin lisääntyneen verrattuna mikrobien puuttumiseen hiirillä, jotka eivät reagoineet hoitoon.

Colonna selitti, että R. gnavusta on löydetty immunoterapiaan hyvin reagoivien syöpäpotilaiden suoliston mikrobiomista. Kliinisissä tutkimuksissa tällaisten potilaiden ulosteensiirrot auttoivat joitakin immunoterapiaan reagoimattomia hyötymään siitä.

Tutkijat, mukaan lukien tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja jatko-opiskelija Daria Khantakova, injektoivat R. gnavus -bakteeria hiiriin ja hoitivat sitten kasvaimia tarkastuspisteen estäjällä. Kasvaimet kutistuivat, vaikka TREM2 oli käytettävissä aseena immunoterapian vaikutusten vähentämiseksi.

Edisonin perheen genomitieteiden ja systeemibiologian keskuksen johtaja Gordon huomautti, että kasvava näyttö viittaa siihen, että mikrobiomi tehostaa immunoterapiaa. Merkityksellisten lajien, kuten R. gnavusin, tunnistaminen voisi johtaa seuraavan sukupolven probioottien kehittämiseen, jotka voisivat toimia synergistisesti immunoterapian kanssa syövän hoidon parantamiseksi.

Tutkijat pyrkivät nyt ymmärtämään, miten R. gnavus edistää kasvaimen hylkimistä, mikä voisi paljastaa uusia tapoja auttaa syöpäpotilaita. Esimerkiksi jos mikrobi tuottaa immuunijärjestelmää aktivoivaa metaboliittia ruoansulatusprosessin aikana, se voisi avata mahdollisuuden käyttää metaboliitteja immunoterapian tehostajina.

Mikrobit voivat myös päästä sisään suolistosta ja laukaista immuunivasteen kasvaimissa tai aktivoida suoliston T-soluja, jotka sitten siirtyvät kasvaimeen ja käynnistävät hyökkäyksen, Colonna sanoi. Tutkijat selvittävät kaikkia kolmea mahdollisuutta.