Ripristino dei microbi intestinali benefici per migliorare l'efficacia dell'immunoterapia contro il cancro

Il microbioma intestinale:la raccolta di batteri, virus, fungo, e altri microrganismi che risiedono nel nostro tratto gastrointestinale; possono avere un impatto su di noi in una varietà di modi diversi, dal nostro metabolismo al nostro umore. La ricerca suggerisce anche che il microbioma intestinale può modulare il sistema immunitario, come influenzare le risposte agli agenti patogeni. Prove emergenti hanno anche dimostrato che gli squilibri nel microbioma intestinale possono influenzare le risposte a determinati trattamenti contro il cancro.

Ora, I ricercatori finanziati dal NIBIB stanno studiando se un gel a base di fibre può ripristinare i microbi benefici nell'intestino per migliorare l'efficacia degli inibitori del checkpoint immunitario, un tipo di trattamento immunoterapico del cancro.

Il microbioma intestinale è un'area emergente di scoperte scientifiche, e stiamo iniziando a capire come i cambiamenti a questo complesso ecosistema possono influenzare la salute e le malattie umane. Questo studio è un esempio promettente che illustra che i biomateriali potrebbero essere utilizzati per modulare il microbioma intestinale, regolare le risposte immunitarie e potenzialmente aumentare i trattamenti antitumorali esistenti ."

David Rampula, dottorato di ricerca, Direttore della Divisione di Discovery Science &Technology, Istituto Nazionale di Imaging Biomedico e Bioingegneria

L'immunoterapia del cancro è un tipo di trattamento che recluta il nostro sistema immunitario per aiutare a riconoscere e attaccare le cellule tumorali. Il tipo più comune di immunoterapia contro il cancro è un trattamento noto come inibitore del checkpoint immunitario, che blocca le interazioni sulle cellule immunitarie che altrimenti ostacolerebbero la loro capacità di uccidere le cellule tumorali. Mentre questo approccio ha rivoluzionato i trattamenti contro il cancro, solo una minoranza di pazienti risponde a questo tipo di terapia. Cosa c'è di più, la ricerca indica che i pazienti con squilibri nel loro microbioma intestinale possono avere meno probabilità di rispondere a questo trattamento.

Molti laboratori di ricerca stanno cercando modi per manipolare il microbioma intestinale per migliorare l'immunoterapia del cancro, compresa l'ingestione orale di probiotici o il trapianto di microbiota fecale (feci), ha spiegato James Moon, dottorato di ricerca, il John G. Searle Professore di Scienze Farmaceutiche e Ingegneria Biomedica presso l'Università del Michigan. Il suo laboratorio sta perseguendo un approccio alternativo sviluppando un gel di ritenzione del colon fatto di inulina, una fibra alimentare ampiamente consumata, che può modulare il microbioma intestinale per migliorare le risposte all'immunoterapia del cancro.

L'inulina è un prebiotico, cioè una sostanza non digeribile che "nutre" i batteri sani nell'intestino, stimolando così selettivamente i microbi benefici nel tratto gastrointestinale. Inulina, che è ampiamente disponibile, si trova in molti frutti, la verdura, ed erbe aromatiche, e la ricerca ha dimostrato che l'inulina può aumentare la crescita di batteri favorevoli nell'intestino umano. Basandosi su questa conoscenza, i ricercatori hanno studiato se l'inulina potrebbe migliorare le risposte a un inibitore del checkpoint immunitario in più modelli murini di cancro.

Nel loro studio, recentemente segnalato in Ingegneria biomedica della natura , i ricercatori hanno scoperto che i topi portatori di tumore trattati con inulina più un inibitore del checkpoint immunitario avevano ridotto la crescita del cancro e aumentato la sopravvivenza rispetto ai topi che avevano ricevuto solo l'inibitore del checkpoint immunitario. I ricercatori hanno anche valutato come questi trattamenti hanno influenzato il microbioma intestinale dei topi.

Rispetto al solo inibitore del checkpoint immunitario, il trattamento combinato ha aumentato significativamente i livelli di diversi tipi di batteri benefici, alcuni di oltre 15 volte, che sono stati associati a una risposta favorevole a questo tipo di immunoterapia tra i pazienti con cancro. Ulteriore, il trattamento con il solo inibitore del checkpoint immunitario ha effettivamente ridotto il livello di un tipo di batteri benefici di quasi il 100%, ma il trattamento con inulina è stato in grado di ripristinare parzialmente i batteri.

Prossimo, i ricercatori volevano indagare se l'esposizione prolungata all'inulina nell'intestino potesse amplificare ulteriormente il suo effetto. Hanno sviluppato un gel di inulina, che viene somministrato per via orale, ma è viscoso e probabilmente ricopre il rivestimento del colon nei topi. Rispetto ai topi portatori di tumore trattati con un inibitore del checkpoint immunitario e inulina non modificata, i topi che sono stati trattati con un inibitore del checkpoint immunitario più il gel di inulina avevano notevolmente ritardato la crescita del tumore e aumentato la sopravvivenza.

I ricercatori hanno anche esaminato come il trattamento combinato del gel di inulina e dell'inibitore del checkpoint immunitario abbia influenzato il sistema immunitario dei topi. Hanno scoperto che questo trattamento ha migliorato le risposte delle cellule T antitumorali (globuli bianchi che possono attaccare le cellule tumorali).

"In questo studio, abbiamo progettato un biomateriale che prende di mira e manipola i batteri favorevoli nell'intestino, che abbiamo scoperto per migliorare il trattamento immunoterapico del cancro nei topi, "Moon ha detto. "Il nostro gel di inulina ritentiva del colon può fornire un approccio per ripristinare un microbioma intestinale sano nei pazienti con cancro in futuro".

Moon ha evidenziato la natura preclinica del suo lavoro, e ha notato che il suo laboratorio sta pianificando di esaminare la sicurezza e gli effetti di modulazione del microbioma del loro gel di inulina in volontari sani, che potrebbe essere seguito da una sperimentazione clinica in pazienti con cancro.

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