I metaboliti dei batteri intestinali possono influenzare positivamente l'efficacia delle terapie tumorali

Alcuni metaboliti dei batteri dell'intestino rendono le cellule immunitarie più aggressive, come rivela un nuovo studio condotto da scienziati di Würzburg e Marburg. I risultati potrebbero aiutare a migliorare le terapie contro il cancro.

Si ritiene che sia coinvolto nello sviluppo di malattie infiammatorie croniche intestinali, innescare il diabete, essere responsabile dell'obesità, anche malattie neurologiche come la sclerosi multipla e il Parkinson potrebbero avere qui le loro cause, per non parlare delle depressioni e dei disturbi autistici. Stiamo parlando del microbioma, la vasta collezione di batteri nell'intestino umano. Si stima che ogni persona trasporti circa 100 trilioni di cellule batteriche nel tratto digestivo, appartenenti a diverse migliaia di specie.

Il microbioma è stato al centro della ricerca per 20 anni, da quando una nuova tecnica ha permesso di analizzare questi batteri in modo rapido e preciso:il sequenziamento ad alto rendimento. Da allora, c'è stato un numero crescente di scoperte che il microbioma, che a volte è indicato anche come il secondo genoma umano, non è solo di fondamentale importanza per la digestione, ma anche influenze, se non controlli, almeno un gran numero di funzioni corporee. Il sistema immunitario è menzionato particolarmente frequentemente.

Il microbioma influenza il sistema immunitario

Scienziati delle università di Würzburg e Marburg sono ora riusciti per la prima volta a dimostrare sperimentalmente che i metaboliti batterici sono in grado di aumentare l'attività citotossica di alcune cellule immunitarie e quindi influenzare positivamente l'efficacia delle terapie antitumorali. Idealmente, la composizione delle specie batteriche nel microbioma potrebbe essere utilizzata per controllarne l'influenza sul successo della terapia.

Il team di ricerca ha pubblicato i risultati del suo studio sulla rivista Comunicazioni sulla natura . Dottor Maik Luu, postdoc nel laboratorio del professor Michael Hudecek presso la clinica medica e il policlinico II dell'ospedale universitario di Würzburg, era responsabile del ritrovamento. Un altro partecipante è stato il professor Alexander Visekruna dell'Istituto di microbiologia medica e igiene dell'Università Philipps di Marburg, dove Luu ha fatto ricerche prima di trasferirsi a Würzburg.

Gli acidi grassi aumentano l'attività delle cellule killer

"Siamo stati in grado di dimostrare che gli acidi grassi a catena corta butirrato e, in particolare, pentanoato sono in grado di aumentare l'attività citotossica delle cellule T CD8, " Maik Luu descrive il risultato centrale dello studio ora pubblicato. Le cellule T CD8 sono talvolta chiamate anche cellule killer. Come parte del sistema immunitario, è loro compito uccidere specificamente le cellule dannose per l'organismo.

Acidi grassi a catena corta, a sua volta, appartengono alla classe più dominante di metaboliti del microbioma intestinale. Da una parte, possono aumentare il metabolismo delle cellule T inducendo regolatori centrali del metabolismo energetico. D'altra parte, possono inibire specifici enzimi che regolano l'accessibilità al materiale genetico e quindi l'espressione genica nelle cellule T. Così facendo, inducono cambiamenti epigenetici.

I modelli di tumore solido vengono combattuti in modo più efficace

Quando gli acidi grassi a catena corta riprogrammano le cellule T CD8, uno dei risultati è l'aumento della produzione di molecole pro-infiammatorie e citotossiche".

Dottor Maik Luu, Ricercatore

Nell'esperimento, il trattamento con il pentanoato di acidi grassi ha aumentato la capacità delle cellule T tumore-specifiche di combattere i modelli di tumore solido. "Siamo stati in grado di osservare lo stesso effetto combattendo le cellule tumorali con le cosiddette cellule CAR-T, "dice lo scienziato.

Le cellule CAR-T sono scritte come "cellule T del recettore dell'antigene chimerico". Mentre le cellule T normali sono in gran parte "cieche" rispetto alle cellule tumorali, Le cellule CAR T sono in grado di riconoscere antigeni bersaglio specifici sulla superficie del tumore e di distruggere le cellule tumorali grazie a una modificazione genetica. Michael Hudecek è uno dei massimi esperti nel campo della ricerca sulle cellule CAR-T.

Controllo mirato tramite la composizione del microbioma

"I risultati sono un esempio di come i metaboliti dei batteri intestinali possono modificare il metabolismo e la regolazione genica delle nostre cellule e quindi influenzare positivamente l'efficienza delle terapie antitumorali, " dice Maik Luu. In particolare, l'uso delle cellule CAR-T contro i tumori solidi potrebbe trarne beneficio.

In questi casi, la terapia con cellule geneticamente modificate è stata finora molto meno efficace del trattamento dei tumori ematologici come la leucemia. Questo potrebbe cambiare se le cellule CAR-T fossero trattate con pentanoato o altri acidi grassi a catena corta prima di essere utilizzate nei pazienti, sperano gli scienziati.

Questo effetto potrebbe essere sfruttato in modo specifico attraverso la composizione della colonizzazione intestinale batterica, soprattutto perché Luu e gli altri coinvolti nello studio sono stati anche in grado di identificare il produttore essenziale di pentanoato della flora intestinale:il batterio Megasphaera massiliensis.

Una lunga strada verso le applicazioni cliniche

Però, c'è ancora molta strada da fare prima che le nuove scoperte portino a nuove terapie per i malati di cancro. In un passaggio successivo, il team di ricerca amplierà inizialmente lo spettro delle malattie tumorali indagate e, oltre ad altri tumori solidi, guarda anche alle malattie tumorali ematologiche come il mieloma multiplo. Inoltre, vuole studiare più intensamente il funzionamento degli acidi grassi a catena corta al fine di identificare i punti di partenza per modifiche genetiche mirate.

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