La nuova formulazione di fibre alimentari migliora la potenza delle immunoterapie contro il cancro

Molte persone non si rendono conto che i trilioni di batteri, virus, e i funghi che risiedono nel tratto gastrointestinale - chiamati collettivamente microbioma intestinale - sono collegati alla salute generale, e in particolare al cancro.

Manipolare il microbioma intestinale per produrre microbi commensali "benefici", che proteggono l'ospite dai patogeni e possono aumentare le risposte immunitarie, tra l'altro, potrebbe potenzialmente aiutare i pazienti a rispondere meglio ai farmaci antitumorali chiamati inibitori del checkpoint immunitario, un tipo di immunoterapia.

A quello scopo, i ricercatori dell'Università del Michigan hanno sviluppato una nuova formulazione di fibre alimentari che migliora la potenza delle immunoterapie contro il cancro modulando il microbioma intestinale. Nel futuro, i malati di cancro trattati con bloccanti del checkpoint immunitario possono trarre beneficio dal consumo di questa fibra alimentare di gel di inulina, disse James Moon, il John G. Searle Professore Associato di Scienze Farmaceutiche presso il College of Pharmacy. I risultati appaiono nel numero del 24 giugno Ingegneria biomedica della natura .

Inulina, una fibra alimentare che si trova nella radice di cicoria, topinambur e altre piante, è un prebiotico che aiuta a produrre batteri commensali che risiedono nel colon. Formulando l'inulina in una formulazione di gel di inulina più mirata al colon, il team è stato in grado di fornire una ricca fonte di nutrienti per consentire ai microbi intestinali benefici di espandersi maggiormente nel tratto gastrointestinale.

Il gel di inulina ha migliorato la terapia con inibitori del checkpoint immunitario nei roditori con carcinoma del colon e melanoma. Ad esempio, quando il gel di inulina è stato combinato con un inibitore del checkpoint immunitario in un modello di roditore di carcinoma del colon, il tasso di eradicazione del tumore è raddoppiato (miglioramento del 100%), rispetto alla sola terapia con inibitori del checkpoint immunitario.

Il consumo del gel di inulina ha ampliato e aumentato il numero di microbi benefici nei topi portatori di tumore. Questi sono microbi commensali benefici che si trovano nei malati di cancro che rispondono bene agli inibitori del checkpoint immunitario.

Gli attuali approcci per ripristinare un microbioma intestinale sano includono l'ingestione orale di probiotici definiti o il trapianto di microbiota fecale. Però, sarebbe molto difficile svilupparli come prodotti farmaceutici a causa della produzione su larga scala e del controllo di qualità".

Kai Han, borsista post-dottorato e primo autore dello studio

Il microbioma umano è recentemente emerso come la prossima frontiera nello sviluppo di farmaci. L'intenso interesse della ricerca sul microbioma è guidato da prove che collegano i potenziali benefici per la salute della modulazione del microbiota intestinale al trattamento di varie malattie, compreso il cancro, diabete, obesità e malattie neurodegenerative. In particolare, una serie di studi recenti ha dimostrato che il microbioma intestinale svolge un ruolo cruciale nel tasso di risposta dei malati di cancro agli inibitori del checkpoint immunitario, Luna ha detto.

"Noi e altri abbiamo dimostrato che il microbioma intestinale ha un ruolo cruciale nelle nostre risposte immunitarie, " Han ha detto. " Quasi il 70% dei linfonodi nel nostro corpo si trova nel tratto gastrointestinale e quindi, i microbi che risiedono nel tratto gastrointestinale interagiscono strettamente con le nostre cellule immunitarie. Il mantenimento di un microbioma intestinale sano nutre il nostro sistema immunitario in modo che le nostre cellule immunitarie possano combattere efficacemente contro il cancro".

Il gruppo ha scelto l'inulina perché voleva qualcosa che potesse essere prontamente tradotto in clinica. L'inulina è una fibra alimentare ampiamente consumata dal pubblico ed è presente in molte piante. È usato come sostituto dello zucchero e in caramelle e burro. Trasformando l'inulina in gel di inulina, i ricercatori hanno scoperto che il gel di inulina ricopre molto meglio il tratto gastrointestinale, lasciando più nutrienti ai microbi commensali.

Il gel di inulina funziona anche con la terapia combinata anti-PD-1 più anti-CTLA-4, (inibitori del checkpoint immunitario ampiamente utilizzati) che trattano molti tipi di cancro, ha detto Han.

Circa il 10-30% dei malati di cancro risponde agli inibitori del checkpoint immunitario, a seconda dei tipi di cancro, e vi è il rischio di gravi complicazioni ed effetti collaterali immuno-correlati, Luna ha detto. Ad esempio, sono comuni le infiammazioni del tratto gastrointestinale e della pelle. Precedenti studi hanno dimostrato che il consumo di inulina può alleviare l'infiammazione gastrointestinale, come colite e IBD.

"Così, il gel di inulina può alleviare l'infiammazione gastrointestinale indotta dagli inibitori del checkpoint immunitario e stiamo testando questa idea ora, " disse Luna.

"Generazione di immunità sistemica antitumorale attraverso la modulazione in situ del microbioma intestinale da parte di un gel di inulina somministrato per via orale"

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