Studija pokazuje kako crijevne bakterije mogu umanjiti učinkovitost radioterapije

Naša studija identificira dvije obitelji crijevnih bakterija koje ometaju radioterapiju kod miševa i opisuje mehanizam pomoću kojeg metabolit koji proizvode- masna kiselina kratkog lanca zvana butirat- potkopava terapiju. "

Ralph Weichselbaum, Ludwig Chicago ko-direktor

Veliki broj komenzalnih bakterija nastanjuje ljudsko tijelo, posebno crijeva, gdje sudjeluju u važnim fiziološkim procesima, od probave do regulacije imunološkog sustava. Mnoge su studije pokazale da crijevni mikrobi također imaju dubok utjecaj na terapije raka, prije svega imunoterapije.

Budući da je poznato da ionizirajuće zračenje aktivira imunološke odgovore protiv tumora, Kaiting Yang, postdoktorski istraživač u Weichselbaumovom laboratoriju, ispitivao je kako antibiotici utječu na ishode radioterapije tumora.

Ove studije pokazale su da vankomicin, antibiotik protiv gram-pozitivnih bakterija, jedna od dvije široke klase bakterija, pojačani odgovori na zračenje tumora kod miševa. Gentamicin, koji cilja gram-negativne bakterije, nije imao taj učinak. Pokazalo se da vankomicinovo desetkovanje dvije obitelji gram-pozitivnih crijevnih bakterija-; Lachnospiraceae i Ruminococcaceae -; bio je najuže povezan s poboljšanim odgovorom. Daljnja analiza pokazala je da je pad razine butirata, metabolit koji proizvode ove bakterije, popratio učinak.

Kada Lachnospiraceae su unesene u miševe potpuno lišene bakterija, učinak zračenja na njihove tumore bio je značajno smanjen, a prigušeni odgovor odgovarao je sustavnom povećanju razine butirata. Injekcija butirata izravno u tumore imala je sličan prigušujući učinak na radioterapiju.

Budući da butirat nije izravno štitio tumore od zračenja, istraživači su skrenuli pozornost na imunološki odgovor izazvan radioterapijom. Njihovi pokusi otkrili su da butirat ometa aktivaciju citotoksičnih (ili ubojitih) T stanica, imunološke stanice koje ciljaju stanice raka i za koje je poznato da napadaju tumore nakon radioterapije.

Prethodne studije koje su vodili Weichselbaum i Fu pokazale su da zračenje aktivira signalni put u drugoj imunološkoj stanici; dendritičkoj stanici, koje mogu potaknuti ubojite T stanice da napadnu tumore. Ovaj biokemijski put, kontrolirano proteinom imenom STING, pojačava proizvodnju dendritičkih stanica imuno stimulirajućih faktora poznatih kao interferon tipa 1 (IFN-I), što pojačava njihovu aktivaciju T -stanica ubojica.

Weichselbaum, Fu, Yang i kolege pokazuju u ovoj studiji da butirat inhibira korak biokemijske signalne kaskade koja povezuje STING aktivaciju s proizvodnjom IFN-I. Dodavanjem IFN-I tumorima istodobno injektiranim s butiratom obnovljeni su terapeutski učinci radioterapije kod miševa.

Njihovi nalazi potvrđuju i dodaju onima iz studije koju su objavili drugi istraživači u Journal of Clinical Investigation u prosincu 2019. koji je također pokazao da butirat ugrožava aktivaciju ubojitih T stanica dendritičkim stanicama nakon zračenja tumora.

Trenutna studija također ima neposrednu kliničku važnost. Istraživači su otkrili da razine drugih korisnih bakterija ( Akkermansia i Laktobacili) povećanje crijeva i unutar tumora miševa nakon liječenja vankomicinom. To sugerira da iscrpljivanje butirata možda nije jedini mehanizam iza uočenog poboljšanja u odgovorima na radioterapiju:liječenje antibioticima također može utjecati na mikrobiom na druge načine za potporu imunološkim odgovorima izazvanim radioterapijom.

"Naši nalazi nude tragove za razvoj novih strategija za poboljšanje odgovora pacijenata na radioterapiju, "rekao je Weichselbaum." To uključuje specifično ciljanje određenih vrsta crijevnih bakterija koje proizvode butirat; jednom kad bolje razumijemo različite načine na koje ti mikrobi stupaju u interakciju s imunološkim sustavom i terapijama raka. "

• Allarity Therapeutics najavljuje planove za ispitivanje antivirusne aktivnosti lijeka stenopariba
• Izloženost neonatalnih antibiotika povezana sa smanjenom težinom i visinom u dječaka