Nuestro estudio identifica dos familias de bacterias intestinales que interfieren con la radioterapia en ratones y describe el mecanismo por el cual un metabolito que producen, un ácido graso de cadena corta llamado butirato, socava la terapia ".
Ralph Weichselbaum, Codirector de Ludwig Chicago
Una amplia variedad de bacterias comensales habitan el cuerpo humano, particularmente el intestino, donde participan en importantes procesos fisiológicos que van desde la digestión hasta la regulación del sistema inmunológico. Muchos estudios han demostrado que los microbios intestinales también tienen una profunda influencia en las terapias contra el cáncer, más notablemente inmunoterapias.
Dado que se sabe que la radiación ionizante activa las respuestas inmunitarias antitumorales, Kaiting Yang, investigador postdoctoral en el laboratorio de Weichselbaum, examinó cómo los antibióticos afectan los resultados de la radioterapia tumoral.
Estos estudios demostraron que la vancomicina, un antibiótico contra bacterias grampositivas, una de dos amplias clases de bacterias, respuestas mejoradas a la irradiación tumoral en ratones. Gentamicina que se dirige a las bacterias gramnegativas, no tuvo ese efecto. Resultó que la destrucción de la vancomicina de dos familias de bacterias intestinales grampositivas; Lachnospiraceae y Ruminococcaceae -; estuvo más estrechamente asociado con la mejora de la respuesta. Un análisis más detallado reveló que una disminución en los niveles de butirato, un metabolito producido por estas bacterias, acompañó el efecto.
Cuando Lachnospiraceae se introdujeron en ratones completamente desprovistos de bacterias, el efecto de la radiación sobre sus tumores se redujo notablemente y la respuesta atenuada se correspondió con un aumento sistémico de los niveles de butirato. La inyección de butirato directamente en los tumores tuvo un efecto amortiguador similar sobre la radioterapia.
Dado que el butirato no protegió directamente a los tumores de la radiación, los investigadores centraron su atención en la respuesta inmunitaria provocada por la radioterapia. Sus experimentos revelaron que el butirato interfiere con la activación de las células T citotóxicas (o asesinas), células inmunes que se dirigen a las células cancerosas y que se sabe que atacan los tumores después de la radioterapia.
Estudios previos dirigidos por Weichselbaum y Fu han demostrado que la irradiación activa una vía de señalización en otra célula inmunitaria; la célula dendrítica, que puede preparar a las células T asesinas para atacar tumores. Esta vía bioquímica, controlado por una proteína llamada STING, aumenta la producción de las células dendríticas de factores inmunoestimulantes conocidos como interferones de tipo 1 (IFN-I), lo que aumenta la activación de las células T asesinas.
Weichselbaum, Fu Yang y sus colegas muestran en el estudio actual que el butirato inhibe un paso de la cascada de señalización bioquímica que vincula la activación de STING con la producción de IFN-I. La adición de un IFN-I a los tumores inyectados simultáneamente con butirato restauró los efectos terapéuticos de la radioterapia en los ratones.
Sus hallazgos confirman y se suman a los de un estudio publicado por otros investigadores en el Revista de investigación clínica en diciembre de 2019, que también mostró que el butirato compromete la activación de las células T asesinas por las células dendríticas después de la irradiación del tumor.
El estudio actual también tiene cierta relevancia clínica inmediata. Los investigadores encontraron que los niveles de otras bacterias beneficiosas ( Akkermansia y Lactobacillus) aumento en el intestino y dentro de los tumores de ratones después del tratamiento con vancomicina. Esto sugiere que el agotamiento del butirato podría no ser el único mecanismo detrás de la mejora observada en las respuestas a la radioterapia:el tratamiento con antibióticos también podría afectar el microbioma de otras formas para apoyar las respuestas inmunes provocadas por la radioterapia.
"Nuestros hallazgos ofrecen pistas para el desarrollo de nuevas estrategias para mejorar las respuestas de los pacientes a la radioterapia, ", dijo Weichselbaum." Esto incluye la orientación específica de tipos particulares de bacterias intestinales que producen butirato, una vez que tengamos una mejor comprensión de las diversas formas en que estos microbios interactúan con el sistema inmunológico y las terapias contra el cáncer ".
Intestino permeable y vuelo espacial:el mecanismo revelado
Microbioma intestinal relacionado con problemas de comportamiento en niños
La calidad del sueño podría ser un indicador de un estudio posterior de la enfermedad de Alzheimer
Nueva herramienta para descifrar el microbioma intestinal
Nuevo modelo de trasplante de microbioma vaginal
Los niños son inmunes preparados para el SARS-CoV-2
Las bacterias intestinales pueden predecir el riesgo de hipertensión pulmonar
Un equipo de investigadores ha descubierto que la microflora de las bacterias en el intestino de los seres humanos podría contribuir al desarrollo de la hipertensión arterial pulmonar (HAP). El estudi
Antibiótico X-206 eficaz contra el SARS-CoV-2 in vitro
La pandemia de COVID-19 continúa causando muchos casos graves y fatales de enfermedad neumónica, a menudo termina en disfunción multiorgánica y colapso cardiovascular. Sin vacuna ni terapia probada, S
El microbioma intestinal también es una realidad en la vida fetal
Un estudio publicado en el Revista de investigación clínica muestra que tanto en ratones como en humanos, el intestino fetal tiene su propio microbioma, que probablemente se deriva directamente del