Vjeruje se da je uključen u razvoj kroničnih upalnih crijevnih bolesti, izazvati dijabetes, biti odgovoran za pretilost, čak bi i neurološke bolesti poput multiple skleroze i Parkinsonove bolesti mogle imati svoje uzroke - da ne govorimo o depresijama i autističnim poremećajima. Govorimo o mikrobiomu - velikoj zbirci bakterija u ljudskim crijevima. Procjenjuje se da svaka osoba u svom probavnom traktu nosi oko 100 bilijuna bakterijskih stanica, pripada nekoliko tisuća vrsta.
Mikrobiom je u fokusu istraživanja već 20 godina - otkad je nova tehnika omogućila brzu i preciznu analizu ovih bakterija:visokopropusno sekvenciranje. Od tad, sve je više nalaza da mikrobiom, koji se ponekad naziva i drugi ljudski genom, nije samo od središnje važnosti za probavu, ali i utječe, ako nisu kontrole, barem veliki broj tjelesnih funkcija. Imunološki sustav spominje se posebno često.
Znanstvenici sa sveučilišta u Würzburgu i Marburgu sada su prvi put uspjeli eksperimentalno dokazati da bakterijski metaboliti mogu povećati citotoksično djelovanje određenih imunoloških stanica i tako pozitivno utjecati na učinkovitost tumorskih terapija. Idealno, sastav bakterijske vrste u mikrobiomu mogao bi se koristiti za kontrolu njezinog utjecaja na uspjeh terapije.
Istraživački tim objavio je rezultate svog istraživanja u časopisu Nature Communications . Dr. Maik Luu, postdoc u laboratoriju profesora Michaela Hudeceka na Medicinskoj klinici i Poliklinici II Sveučilišne bolnice Würzburg, bio odgovoran za nalaz. Drugi sudionik bio je profesor Alexander Visekruna s Instituta za medicinsku mikrobiologiju i higijenu na Sveučilištu Philipps u Marburgu, gdje je Luu istraživao prije nego što se preselio u Würzburg.
"Uspjeli smo pokazati da su masne kiseline kratkog lanca butirat i, posebno, pentanoati mogu povećati citotoksičnu aktivnost CD8 T stanica, "Maik Luu opisuje središnji rezultat sada objavljene studije. CD8 T stanice se ponekad nazivaju i stanice ubojice. Kao dio imunološkog sustava, njihov je zadatak posebno ubiti stanice koje su štetne za organizam.
Kratkolančane masne kiseline, zauzvrat, spadaju u najdominantniju klasu metabolita crijevnog mikrobioma. Na jednoj ruci, mogu potaknuti metabolizam T stanica induciranjem središnjih regulatora energetskog metabolizma. S druge strane, mogu inhibirati specifične enzime koji reguliraju dostupnost genetskog materijala, a time i ekspresiju gena u T stanicama. Pritom, izazivaju epigenetske promjene.
Kada kratkolančane masne kiseline reprogramiraju CD8 T stanice, jedan od rezultata je povećana proizvodnja proupalnih i citotoksičnih molekula. "
Dr. Maik Luu, Istraživač
U eksperimentu, liječenje pentanoatom masne kiseline povećalo je sposobnost tumorskih specifičnih T stanica da se bore protiv čvrstih modela tumora. "Isti smo učinak mogli primijetiti u borbi protiv tumorskih stanica s takozvanim CAR-T stanicama, ", kaže znanstvenik.
CAR-T stanice su zapisane kao "T stanice receptora himernog antigena". Dok su normalne T stanice uglavnom "slijepe" za tumorske stanice, CAR T stanice mogu prepoznati specifične ciljne antigene na površini tumora i uništiti stanice raka zahvaljujući genetskoj modifikaciji. Michael Hudecek jedan je od vodećih stručnjaka na području istraživanja stanica CAR-T.
"Rezultati su primjer kako metaboliti crijevnih bakterija mogu promijeniti metabolizam i regulaciju gena naših stanica i tako pozitivno utjecati na učinkovitost tumorskih terapija, "kaže Maik Luu. Konkretno, upotreba CAR-T stanica protiv solidnih tumora mogla bi imati koristi od toga.
U tim slučajevima, terapija genetski modificiranim stanicama do sada je bila mnogo manje učinkovita od liječenja hematoloških tumora poput leukemije. To bi se moglo promijeniti ako su CAR-T stanice tretirane pentanoatom ili drugim kratkolančanim masnim kiselinama prije upotrebe u pacijenata, nadaju se znanstvenici.
Taj bi se učinak mogao posebno iskoristiti sastavom bakterijske crijevne kolonizacije - pogotovo jer su Luu i ostali koji su sudjelovali u istraživanju također mogli identificirati bitnog proizvođača pentanoata crijevne flore:bakteriju Megasphaera massiliensis.
Međutim, još je dug put do novih nalaza koji će dovesti do novih terapija za oboljele od raka. U sljedećem koraku, istraživački tim će u početku proširiti spektar istraživanih tumorskih bolesti i, uz druge solidne tumore, pogledajte i hematološke tumorske bolesti poput multiplog mijeloma. U Dodatku, želi intenzivnije istražiti funkcioniranje kratkolančanih masnih kiselina kako bi se identificirala polazišta za ciljane genetske modifikacije.