Метаболиты кишечных бактерий могут положительно влиять на эффективность лечения опухолей.

Определенные метаболиты бактерий из кишечника делают иммунные клетки более агрессивными, как показало новое исследование, проведенное учеными из Вюрцбурга и Марбурга. Полученные данные могут помочь улучшить методы лечения рака.

Считается, что он участвует в развитии хронических воспалительных заболеваний кишечника, вызвать диабет, быть ответственным за ожирение, здесь могут быть причины даже неврологических заболеваний, таких как рассеянный склероз и болезнь Паркинсона, не говоря уже о депрессиях и аутических расстройствах. Речь идет о микробиоме - огромном скоплении бактерий в кишечнике человека. По оценкам, в пищеварительном тракте каждого человека содержится около 100 триллионов бактериальных клеток, принадлежность к нескольким тысячам видов.

Микробиом был в центре внимания исследований в течение 20 лет - с тех пор, как новый метод позволил быстро и точно анализировать эти бактерии:высокопроизводительное секвенирование. С того времени, появляется все больше данных о том, что микробиом, который иногда также называют вторым геномом человека, имеет не только центральное значение для пищеварения, но также влияет, если не контролирует, как минимум большое количество функций организма. Особенно часто упоминается иммунная система.

Микробиом влияет на иммунную систему

Ученым из университетов Вюрцбурга и Марбурга впервые удалось экспериментально продемонстрировать, что бактериальные метаболиты способны повышать цитотоксическую активность определенных иммунных клеток и, таким образом, положительно влиять на эффективность лечения опухолей. Идеально, состав видов бактерий в микробиоме можно использовать для контроля его влияния на успех терапии.

Команда исследователей опубликовала результаты своего исследования в журнале. Nature Communications . Доктор Майк Луу, постдок в лаборатории профессора Михаэля Худечека в Медицинской клинике и поликлинике II Университетской клиники Вюрцбурга, был ответственен за находку. Еще одним участником был профессор Александр Висекруна из Института медицинской микробиологии и гигиены Университета Филиппа в Марбурге. где Луу проводил исследования перед переездом в Вюрцбург.

Жирные кислоты увеличивают активность клеток-киллеров

«Мы смогли показать, что бутират короткоцепочечных жирных кислот и, особенно, пентаноат способны увеличивать цитотоксическую активность Т-лимфоцитов CD8, "Майк Луу описывает центральный результат опубликованного исследования. CD8 Т-клетки иногда также называют клетками-киллерами. Как часть иммунной системы, их задача - убивать клетки, вредные для организма.

Короткоцепочечные жирные кислоты, по очереди, принадлежат к наиболее доминирующему классу метаболитов микробиома кишечника. С одной стороны, они могут стимулировать метаболизм Т-клеток, стимулируя центральные регуляторы энергетического обмена. С другой стороны, они могут ингибировать определенные ферменты, которые регулируют доступность генетического материала и, следовательно, экспрессию генов в Т-клетках. При этом они вызывают эпигенетические изменения.

Более эффективная борьба с моделями солидных опухолей

<цитата>

Когда короткоцепочечные жирные кислоты репрограммируют CD8 Т-клетки, один из результатов - увеличение производства провоспалительных и цитотоксических молекул ».

Доктор Майк Луу, Исследователь

В эксперименте Обработка пентаноатом жирных кислот увеличивала способность опухолеспецифических Т-клеток бороться с моделями солидных опухолей. «Мы смогли наблюдать такой же эффект при борьбе с опухолевыми клетками с помощью так называемых CAR-T-клеток, "- говорит ученый.

CAR-T-клетки записываются как «Т-клетки химерного антигенного рецептора». В то время как нормальные Т-клетки в значительной степени «слепы» к опухолевым клеткам, CAR Т-клетки способны распознавать специфические антигены-мишени на поверхности опухоли и уничтожать раковые клетки благодаря генетической модификации. Майкл Худечек - один из ведущих экспертов в области исследований CAR-T-клеток.

Целенаправленный контроль через состав микробиома

«Результаты являются примером того, как метаболиты кишечных бактерий могут изменять метаболизм и генную регуляцию наших клеток и, таким образом, положительно влиять на эффективность лечения опухолей, - говорит Майк Луу. В частности, от этого может выиграть использование CAR-T-клеток против солидных опухолей.

В этих случаях, терапия генетически модифицированными клетками до сих пор была намного менее эффективной, чем лечение гематологических опухолей, таких как лейкемия. Это могло измениться, если CAR-T-клетки обрабатывались пентаноатом или другими короткоцепочечными жирными кислотами перед использованием у пациентов. надеются ученые.

Этот эффект можно было бы конкретно использовать через состав бактериальной колонизации кишечника - тем более, что Луу и другие, участвовавшие в исследовании, также смогли идентифицировать основного продуцента пентаноата кишечной флоры:бактерию Megasphaera massiliensis.

Долгий путь к клиническому применению

Тем не мение, предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем новые открытия приведут к созданию новых методов лечения онкологических больных. На следующем этапе исследовательская группа первоначально расширит спектр исследуемых опухолевых заболеваний и, в дополнение к другим солидным опухолям, также посмотрите на гематологические опухолевые заболевания, такие как множественная миелома. Кроме того, он хочет более интенсивно исследовать функционирование короткоцепочечных жирных кислот, чтобы определить отправные точки для целевых генетических модификаций.

• Состав и структура микробиома носоглотки связаны с тяжестью заболевания COVID-19
• Стимулирование иммунных клеток с образованием специальных структур может усилить химиотерапию рака поджелу…