Vores undersøgelse identificerer to familier af tarmbakterier, der forstyrrer strålebehandling hos mus og beskriver den mekanisme, hvormed en metabolit de producerer- en kortkædet fedtsyre kaldet butyrat- undergraver behandlingen. "
Ralph Weichselbaum, Ludwig Chicago meddirektør
En lang række forskellige bakterier befinder sig i menneskekroppen, især tarmen, hvor de deltager i vigtige fysiologiske processer lige fra fordøjelse til regulering af immunsystemet. Mange undersøgelser har vist, at tarmmikrober også har en dybtgående indflydelse på kræftbehandlinger, især immunterapier.
Da ioniserende stråling vides at aktivere antitumorimmunrespons, Kaiting Yang, en postdoktor i Weichselbaums laboratorium, undersøgt, hvordan antibiotika påvirker resultaterne af tumorstrålebehandling.
Disse undersøgelser viste, at vancomycin, et antibiotikum mod grampositive bakterier, en af to brede klasser af bakterier, forbedrede reaktioner på tumorbestråling hos mus. Gentamycin, som retter sig mod gram-negative bakterier, havde ikke den effekt. Det viste sig, at vancomycins decimering af to familier af gram-positive tarmbakterier-; Lachnospiraceae og Ruminococcaceae -; var tættest forbundet med det forbedrede svar. Yderligere analyse viste, at et fald i niveauer af butyrat, en metabolit produceret af disse bakterier, ledsagede effekten.
Hvornår Lachnospiraceae blev introduceret i mus fuldstændig blottet for bakterier, effekten af stråling på deres tumorer blev især reduceret, og den dæmpede reaktion svarede til en systemisk stigning i butyratniveauer. Injektion af butyrat direkte i tumorer havde en tilsvarende dæmpende effekt på strålebehandling.
Da butyrat ikke direkte beskytter tumorerne mod stråling, forskerne henledte deres opmærksomhed på immunresponset fremkaldt af strålebehandling. Deres eksperimenter afslørede, at butyrat forstyrrer aktiveringen af cytotoksiske (eller dræber) T -celler, immunceller, der er målrettet mod kræftceller, og som vides at angribe tumorer efter strålebehandling.
Tidligere undersøgelser ledet af Weichselbaum og Fu har vist, at bestråling aktiverer en signalvej i en anden immuncelle-; den dendritiske celle, som kan prime dræber T -celler til at angribe tumorer. Denne biokemiske vej, styret af et protein ved navn STING, øger dendritiske cellers produktion af immunstimulerende faktorer kendt som type 1-interferoner (IFN-I), hvilket øger deres aktivering af dræber -T -celler.
Weichselbaum, Fu, Yang og kolleger viser i den aktuelle undersøgelse, at butyrat hæmmer et trin i den biokemiske signalkaskade, der forbinder STING-aktivering med produktionen af IFN-I. Tilføjelse af et IFN-I til tumorer, der samtidigt blev injiceret med butyrat, genoprettede de terapeutiske virkninger af strålebehandling hos musene.
Deres fund bekræfter og tilføjer dem fra en undersøgelse offentliggjort af andre forskere i Journal of Clinical Investigation i december 2019, som også viste, at butyrat kompromitterer aktiveringen af dræber -T -celler af dendritiske celler efter tumorbestråling.
Den nuværende undersøgelse har også en umiddelbar klinisk relevans. Forskerne fandt ud af, at niveauer af andre gavnlige bakterier ( Akkermansia og Lactobacillus) stigning i tarmen og inden for tumorer hos mus efter vancomycinbehandling. Dette tyder på, at butyratudtømning muligvis ikke er den eneste mekanisme bag den observerede forbedring af reaktionerne på strålebehandling:antibiotikabehandling kan også påvirke mikrobiomet på andre måder for at understøtte immunrespons fremkaldt af strålebehandling.
"Vores resultater giver spor til udviklingen af nye strategier til forbedring af patienters reaktion på strålebehandling, "sagde Weichselbaum." Dette inkluderer den specifikke målretning mod bestemte typer tarmbakterier, der producerer butyrat-; når vi har en bedre forståelse af de forskellige måder, hvorpå disse mikrober interagerer med immunsystemet og kræftbehandlinger. "
Forskere udvikler peptider, der genopretter balancen i tarmbakterier og vender aterosklerose
Flagende potentielle molekylære forudsigere for reaktion på biologiske terapier ved ulcerøs colitis
Blodprøve for mikrobielt DNA kan advare om kræft
Forskning viser, hvordan tarmmikrober påvirker maveinfluenza
Irritabel tarmsygdom øger risikoen for demens
Kost og ernæring påvirker mikrobiomet i tyktarmsslimhinden
Mundhygiejne og sværhedsgraden af COVID-19-forbindelsen
Britiske forskere har fundet en sammenhæng mellem dårlig mundhygiejne og sværhedsgraden af COVID-19 sygdom forårsaget af alvorlig akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infektion. Und
Børn er immunforberedt på SARS-CoV-2
Mindst 30 nye sygdomme er opstået i de sidste 20 år og truer nu tilsammen sundheden for hundredvis af millioner af mennesker. For mange af disse sygdomme, der er ingen behandling, helbrede, eller vacc
Forskere udvikler peptider, der genopretter balancen i tarmbakterier og vender aterosklerose
Forskere fortsætter med at undersøge tarmbakteriernes rolle for sundhed, herunder dets forbindelse til depression, autoimmune sygdomme, mentalt helbred, og fedme. Nu, et team af forskere ved Scripps