Vår studie identifiserer to familier av tarmbakterier som forstyrrer strålebehandling hos mus og beskriver mekanismen som en metabolitt de produserer- en kortkjedet fettsyre som kalles butyrat-; undergraver behandlingen. "
Ralph Weichselbaum, Ludwig Chicago meddirektør
Et stort utvalg av kommensale bakterier bor i menneskekroppen, spesielt tarmen, der de deltar i viktige fysiologiske prosesser som spenner fra fordøyelse til regulering av immunsystemet. Mange studier har vist at tarmmikrober også har stor innflytelse på kreftbehandlinger, særlig immunterapier.
Siden ioniserende stråling er kjent for å aktivere antitumorimmunresponser, Kaiting Yang, en postdoktor i Weichselbaums laboratorium, undersøkt hvordan antibiotika påvirker utfallet av tumorstrålebehandling.
Disse studiene viste at vankomycin, et antibiotikum mot grampositive bakterier, en av to brede klasser av bakterier, forbedret respons på tumorbestråling hos mus. Gentamycin, som retter seg mot gramnegative bakterier, hadde ikke den effekten. Det viste seg at vancomycins desimering av to familier av gram-positive tarmbakterier-; Lachnospiraceae og Ruminococcaceae -; var nærmest forbundet med den forbedrede responsen. Ytterligere analyse avslørte at en nedgang i nivåene av butyrat, en metabolitt produsert av disse bakteriene, fulgte med effekten.
Når Lachnospiraceae ble introdusert i mus helt blottet for bakterier, effekten av stråling på svulstene ble betydelig redusert, og den dempede responsen tilsvarte en systemisk økning i butyratnivåer. Injeksjonen av butyrat direkte i svulster hadde en tilsvarende dempende effekt på strålebehandling.
Siden butyrat ikke beskyttet svulstene direkte mot stråling, forskerne vendte oppmerksomheten mot immunresponsen fremkalt av strålebehandling. Eksperimentene deres viste at butyrat forstyrrer aktiveringen av cytotoksiske (eller drepende) T -celler, immunceller som er rettet mot kreftceller og som er kjent for å angripe svulster etter strålebehandling.
Tidligere studier ledet av Weichselbaum og Fu har vist at bestråling aktiverer en signalvei i en annen immuncelle-; den dendritiske cellen, som kan prime drepende T -celler for å angripe svulster. Denne biokjemiske veien, kontrollert av et protein som heter STING, øker dendritiske cellers produksjon av immunstimulerende faktorer kjent som type 1-interferoner (IFN-I), som øker aktiveringen av drepende T -celler.
Weichselbaum, Fu, Yang og kolleger viser i den nåværende studien at butyrat hemmer et trinn i den biokjemiske signalkaskaden som knytter STING-aktivering til produksjonen av IFN-I. Ved å legge til et IFN-I til svulster som samtidig ble injisert med butyrat, gjenopprettet de terapeutiske effektene av strålebehandling hos musene.
Funnene deres bekrefter og legger til de av en studie publisert av andre forskere i Journal of Clinical Investigation i desember 2019, som også viste at butyrat kompromitterer aktiveringen av drepende T -celler av dendritiske celler etter tumorbestråling.
Den nåværende studien har også en umiddelbar klinisk relevans. Forskerne fant at nivået av andre gunstige bakterier ( Akkermansia og Lactobacillus) økning i tarmen og i svulster hos mus etter vankomycinbehandling. Dette antyder at utryddelse av butyrat kanskje ikke er den eneste mekanismen bak den observerte forbedringen i respons på strålebehandling:antibiotikabehandling kan også påvirke mikrobiomet på andre måter for å støtte immunresponsene som fremkalles av strålebehandling.
"Våre funn gir ledetråder til utvikling av nye strategier for å forbedre pasientens respons på strålebehandling, "sa Weichselbaum." Dette inkluderer spesifikk målretting av bestemte typer tarmbakterier som produserer butyrat-; når vi har en bedre forståelse av de forskjellige måtene disse mikroberene interagerer med immunsystemet og kreftbehandlinger. "
Mennesker kontra virus - Kan vi unngå utryddelse i nær fremtid?
Hvorfor bør du inkludere naturlige fiberkilder i kostholdet ditt?
Genetisk tilpasning av tarmbakterier reduserer risikoen for tykktarmskreft hos mus, finner studier
Glycyrrhizic acid som stoffkandidat for COVID-19
Husholdningsdesinfeksjonsmidler kan bidra til fedme hos barn
Tap av mikrobiomer ved bruk av antibiotika påvirker responsen på influensavaksine
Genetisk risiko for autoimmunitet kan være knyttet til forskjeller i tarmmikrobiomet
Barn med økt genetisk risiko for type 1 diabetes har forskjellige tarmmikrobiomer enn de med lav risiko, en ny studie funnet. Et team av forskere ved Linköpings universitet i Sverige og University o
Tannkjøttsykdom og risiko for spiserør og magekreft
Amerikanske forskere har publisert sine nye funn om tannkjøttsykdom i et forskningsbrev i den siste utgaven av tidsskriftet Mage med tittelen, Tannkjøttsykdom, tanntap, og risiko for øsofageal og ga
Organ chip -teknologi forbedrer studiet av tarmen for personlig medisin
Forskere har utviklet teknologi for orgelbrikker ved bruk av donor-avledede tarmceller som gir fordeler i forhold til organoider og gir nye muligheter for personlig medisin. Inne i tarme