Metabolity črevných baktérií môžu pozitívne ovplyvniť účinnosť nádorových terapií

Ako ukazuje nová štúdia vedcov z Würzburgu a Marburgu, niektoré metabolity baktérií z čreva spôsobujú, že imunitné bunky sú agresívnejšie. Zistenia by mohli pomôcť zlepšiť liečbu rakoviny.

Verí sa, že sa podieľa na rozvoji chronických zápalových črevných ochorení, vyvolať cukrovku, byť zodpovedný za obezitu, dokonca aj neurologické choroby, ako je skleróza multiplex a Parkinsonova choroba, tu môžu mať svoje príčiny - nehovoriac o depresiách a autistických poruchách. Hovoríme o mikrobióme - rozsiahlej zbierke baktérií v ľudskom čreve. Odhaduje sa, že každý človek nosí v tráviacom trakte asi 100 biliónov bakteriálnych buniek, patriaci k niekoľkým tisícom druhov.

Mikrobióm je stredobodom výskumu už 20 rokov - odvtedy, čo nová technika umožnila rýchlo a presne analyzovať tieto baktérie:vysokovýkonné sekvenovanie. Odvtedy, Existuje stále viac zistení, že mikrobióm, ktorý sa niekedy označuje aj ako druhý ľudský genóm má nielen zásadný význam pre trávenie, ale aj vplyvy, ak nie ovládanie, aspoň veľký počet telesných funkcií. Obzvlášť často sa spomína imunitný systém.

Mikrobióm ovplyvňuje imunitný systém

Vedcom z univerzít vo Würzburgu a Marburgu sa teraz prvýkrát podarilo experimentálne preukázať, že bakteriálne metabolity sú schopné zvýšiť cytotoxickú aktivitu určitých imunitných buniek, a tak pozitívne ovplyvniť účinnosť nádorových terapií. V ideálnom prípade zloženie bakteriálnych druhov v mikrobióme by sa dalo použiť na kontrolu jeho vplyvu na úspech terapie.

Vedecký tím publikoval výsledky svojej štúdie v časopise Prírodné komunikácie . Doktor Maik Luu, postdoc v laboratóriu profesora Michaela Hudca na Lekárskej klinike a poliklinike II Fakultnej nemocnice vo Würzburgu, bol zodpovedný za nález. Ďalším účastníkom bol profesor Alexander Visekruna z Ústavu lekárskej mikrobiológie a hygieny na Philippsovej univerzite v Marburgu, kde Luu robil výskum predtým, ako sa presťahoval do Würzburgu.

Mastné kyseliny zvyšujú aktivitu zabíjačských buniek

„Dokázali sme ukázať, že butyrát mastných kyselín s krátkym reťazcom a, najmä, pentanoát je schopný zvýšiť cytotoxickú aktivitu CD8 T buniek, „Maik Luu opisuje ústredný výsledok teraz publikovanej štúdie. T bunky CD8 sa niekedy tiež nazývajú zabíjačské bunky. Ako súčasť imunitného systému je ich úlohou konkrétne zabíjať bunky škodlivé pre organizmus.

Mastné kyseliny s krátkym reťazcom, zasa patria do najdominantnejšej triedy metabolitov črevného mikrobiómu. Na jednej strane, môžu zvýšiť metabolizmus T buniek indukciou centrálnych regulátorov energetického metabolizmu. Na druhej strane, môžu inhibovať špecifické enzýmy, ktoré regulujú prístupnosť genetického materiálu a tým aj génovú expresiu v T bunkách. Pritom vyvolávajú epigenetické zmeny.

S modelmi solídnych nádorov sa bojuje účinnejšie

Keď mastné kyseliny s krátkym reťazcom preprogramujú T-bunky CD8, jedným z výsledkov je zvýšená produkcia prozápalových a cytotoxických molekúl. “

Doktor Maik Luu, Výskumník

V experimente, ošetrenie pentanoátom mastnej kyseliny zvýšilo schopnosť nádorovo špecifických T buniek bojovať proti modelom solídnych nádorov. „Rovnaký účinok sme mohli pozorovať pri boji s nádorovými bunkami takzvanými bunkami CAR-T, “hovorí vedec.

Bunky CAR-T sú zapísané ako "T bunky chimérického antigénneho receptora". Zatiaľ čo normálne T bunky sú do značnej miery „slepé“ voči nádorovým bunkám, CAR T bunky sú schopné rozpoznať špecifické cieľové antigény na povrchu nádoru a zničiť rakovinové bunky vďaka genetickej modifikácii. Michael Hudecek je jedným z popredných odborníkov v oblasti výskumu buniek CAR-T.

Cielená kontrola prostredníctvom zloženia mikrobiómu

„Výsledky sú príkladom toho, ako môžu metabolity črevných baktérií zmeniť metabolizmus a génovú reguláciu našich buniek, a teda pozitívne ovplyvniť účinnosť nádorových terapií, "hovorí Maik Luu. Najmä použitie buniek CAR-T proti solídnym nádorom by z toho mohlo mať prospech.

V týchto prípadoch terapia geneticky modifikovanými bunkami bola doteraz oveľa menej účinná ako liečba hematologických nádorov, ako je leukémia. To by sa mohlo zmeniť, ak by boli bunky CAR-T pred použitím u pacientov ošetrené pentanoátom alebo inými mastnými kyselinami s krátkym reťazcom, dúfajú vedci.

Tento účinok by sa mohol konkrétne využiť prostredníctvom zloženia bakteriálnej črevnej kolonizácie - najmä preto, že Luu a ďalší účastníci štúdie boli tiež schopní identifikovať základného producenta pentanoátu črevnej flóry:baktériu Megasphaera massiliensis.

Dlhá cesta ku klinickým aplikáciám

Avšak, je ešte dlhá cesta, kým nové zistenia povedú k novým terapiám pre pacientov s rakovinou. V ďalšom kroku, výskumný tím spočiatku rozšíri spektrum vyšetrovaných nádorových chorôb a, okrem iných solídnych nádorov, pozrite sa aj na hematologické nádorové ochorenia, ako je mnohopočetný myelóm. Navyše, chce intenzívnejšie skúmať fungovanie mastných kyselín s krátkym reťazcom, aby identifikoval východiská pre cielené genetické modifikácie.

• Zloženie a štruktúra nazofaryngeálneho mikrobiómu súvisí so závažnosťou ochorenia COVID-19
• Stimulácia imunitných buniek k vytvoreniu špeciálnych štruktúr môže zosilniť chemoterapiu rakoviny pankreasu