Tutkimus osoittaa, kuinka suolistobakteerit voivat heikentää sädehoidon tehokkuutta

Tutkimuksemme tunnistaa kaksi suolistobakteeriperhettä, jotka häiritsevät hiirien sädehoitoa, ja kuvaa mekanismia, jolla niiden tuottama metaboliitti- lyhytketjuinen rasvahappo, jota kutsutaan butyraatiksi- heikentää hoitoa. "

Ralph Weichselbaum, Ludwig Chicagon apulaisjohtaja

Ihmiskehossa asuu monenlaisia ​​kommensalibakteereja, erityisesti suolistosta, joissa he osallistuvat tärkeisiin fysiologisiin prosesseihin aina ruoansulatuksesta immuunijärjestelmän säätelyyn. Monet tutkimukset ovat osoittaneet, että suoliston mikrobeilla on myös syvällinen vaikutus syövän hoitoon, erityisesti immunoterapiat.

Koska ionisoivan säteilyn tiedetään aktivoivan kasvaimen vastaisia ​​immuunivasteita, Kaiting Yang, tutkijatohtori Weichselbaumin laboratoriossa, tutkittiin, miten antibiootit vaikuttavat kasvainsädehoidon tuloksiin.

Nämä tutkimukset osoittivat, että vankomysiini, antibiootti grampositiivisia bakteereja vastaan, yksi kahdesta laajasta bakteeriluokasta, tehostettu vaste tuumorin säteilytykseen hiirillä. Gentamysiini, joka kohdistuu gramnegatiivisiin bakteereihin, ei ollut sitä vaikutusta. Kävi ilmi, että vankomysiini tuhosi kaksi grampositiivisten suolistobakteerien perhettä; Lachnospiraceae ja Ruminococcaceae -; liittyi läheisimmin parantuneeseen vasteeseen. Lisäanalyysi paljasti, että butyraattitasojen lasku, näiden bakteerien tuottama metaboliitti, vaikutuksen mukana.

Kun Lachnospiraceae tuodaan hiiriin, joissa ei ole bakteereja, säteilyn vaikutus niiden kasvaimiin väheni huomattavasti ja vaimennettu vaste vastasi butyraattitasojen systeemiseen nousuun. Butyraatin injektiolla suoraan kasvaimiin vaikutti samoin vaimennus sädehoitoon.

Koska butyraatti ei suoraan suojannut kasvaimia säteilyltä, tutkijat kiinnittivät huomionsa sädehoidon aikaansaamaan immuunivasteeseen. Heidän kokeensa paljastivat, että butyraatti häiritsee sytotoksisten (tai tappaja) T -solujen aktivaatiota, immuunisolut, jotka kohdistuvat syöpäsoluihin ja joiden tiedetään hyökkäävän kasvaimia vastaan ​​sädehoidon jälkeen.

Aiemmat Weichselbaumin ja Fu:n johtamat tutkimukset ovat osoittaneet, että säteilytys aktivoi signalointireitin toisessa immuunisolussa; dendriittisolu, joka voi saada tappaja -T -solut hyökkäämään kasvaimia vastaan. Tämä biokemiallinen reitti, jota kontrolloi STING -niminen proteiini, kiihdyttää dendriittisolujen immuunijärjestelmää stimuloivien tekijöiden tuotantoa, joita kutsutaan tyypin 1 interferoneiksi (IFN-I), mikä lisää niiden tappaja -T -solujen aktivoitumista.

Weichselbaum, Fu, Yang ja kollegat osoittavat tässä tutkimuksessa, että butyraatti estää biokemiallisen signalointikaskadin askeleen, joka yhdistää STING-aktivoinnin IFN-I:n tuotantoon. IFN-I:n lisääminen samanaikaisesti butyraatilla injektoituihin kasvaimiin palautti sädehoidon terapeuttiset vaikutukset hiirillä.

Heidän havaintonsa vahvistavat ja täydentävät muiden tutkijoiden julkaisemaa tutkimusta Journal of Clinical Investigation joulukuussa 2019, joka osoitti myös, että butyraatti vaarantaa tappaja -T -solujen aktivaation dendriittisoluilla kasvaimen säteilytyksen jälkeen.

Tällä tutkimuksella on myös välitöntä kliinistä merkitystä. Tutkijat havaitsivat, että muiden hyödyllisten bakteerien ( Akkermansia ja Lactobacillus) suoliston ja hiirien kasvainten lisääntyminen vankomysiinihoidon jälkeen. Tämä viittaa siihen, että butyraatin ehtyminen ei ehkä ole ainoa mekanismi, joka johtuu havaituista parannuksista sädehoidossa:antibioottihoito saattaa vaikuttaa myös mikrobiomiin muilla tavoin tukemaan sädehoidon aikaansaamia immuunivasteita.

"Tuloksemme tarjoavat vihjeitä uusien strategioiden kehittämisestä potilaiden reaktioiden parantamiseksi sädehoidossa, "sanoi Weichselbaum." Tähän kuuluu erityinen kohdentaminen tietyntyyppisille suolistobakteereille, jotka tuottavat butyraattia; kun meillä on parempi käsitys eri tavoista, joilla nämä mikrobit ovat vuorovaikutuksessa immuunijärjestelmän ja syöpähoitojen kanssa. "

• Allarity Therapeutics ilmoittaa suunnitelmistaan ​​testata stenoparibilääkkeen antiviraalista aktiivisuutta
• Vastasyntyneiden antibioottialtistus liittyy poikien painon ja pituuden vähenemiseen