Štúdia ukazuje, ako môžu črevné baktérie znížiť účinnosť rádioterapie

Štúdia, ktorú viedli Ludwig Chicago, spoluriaditeľ Ralph Weichselbaum a Yang-Xin Fu z University of Texas Southwestern Medical Center, ukázala, ako môžu baktérie v čreve otupiť účinnosť rádioterapie, liečbu, ktorú absolvovala asi polovica všetkých pacientov s rakovinou. Ich zistenia sa objavujú v aktuálnom vydaní časopisu Časopis experimentálnej medicíny .

Naša štúdia identifikuje dve rodiny črevných baktérií, ktoré interferujú s rádioterapiou u myší, a opisuje mechanizmus, ktorým produkujú metabolit- mastnú kyselinu s krátkym reťazcom nazývanú butyrát-; podkopáva terapiu. "

Ralph Weichselbaum, Ludwig Chicago Spolupracovník

V ľudskom tele žije množstvo rôznych komenzálnych baktérií, hlavne črevo, kde sa zúčastňujú na dôležitých fyziologických procesoch od trávenia po reguláciu imunitného systému. Mnoho štúdií ukázalo, že črevné mikróby majú tiež hlboký vplyv na liečbu rakoviny, predovšetkým imunoterapie.

Pretože je známe, že ionizujúce žiarenie aktivuje protinádorové imunitné reakcie, Kaiting Yang, postdoktorandský výskumník vo Weichselbaumovom laboratóriu, skúmali, ako antibiotiká ovplyvňujú výsledky nádorovej rádioterapie.

Tieto štúdie ukázali, že vankomycín, antibiotikum proti grampozitívnym baktériám, jedna z dvoch širokých tried baktérií, zvýšené reakcie na ožarovanie nádorov u myší. Gentamycín, ktorý sa zameriava na gramnegatívne baktérie, nemalo to efekt. Ukázalo sa, že vankomycínová decimácia dvoch rodín grampozitívnych črevných baktérií-; Lachnospiraceae a Ruminococcaceae -; bol najužšie spojený so zlepšenou odozvou. Ďalšia analýza odhalila, že pokles hladín butyrátu, metabolit produkovaný týmito baktériami, sprevádzal efekt.

Kedy Lachnospiraceae boli zavedené do myší úplne bez baktérií, účinok žiarenia na ich nádory bol výrazne znížený a tlmená odpoveď zodpovedala systémovému zvýšeniu hladín butyrátu. Injekcia butyrátu priamo do nádorov mala podobne tlmivý účinok na rádioterapiu.

Pretože butyrát nechránil nádory pred žiarením, vedci obrátili svoju pozornosť na imunitnú odpoveď vyvolanú rádioterapiou. Ich experimenty odhalili, že butyrát interferuje s aktiváciou cytotoxických (alebo zabíjačských) T buniek, imunitné bunky, ktoré sa zameriavajú na rakovinové bunky a je známe, že po rádioterapii napádajú nádory.

Predchádzajúce štúdie vedené Weichselbaumom a Fu ukázali, že ožarovanie aktivuje signálnu cestu v inej imunitnej bunke-dendritickej bunke, ktoré môžu zabíjať T bunky na útok na nádory. Táto biochemická dráha, riadené proteínom s názvom STING, zvyšuje produkciu imunitných stimulačných faktorov dendritických buniek známych ako interferóny typu 1 (IFN-I), čo zvyšuje ich aktiváciu zabíjačských T buniek.

Weichselbaum, Fu, Yang a kolegovia v súčasnej štúdii ukazujú, že butyrát inhibuje krok biochemickej signálnej kaskády, ktorý spája aktiváciu STING s produkciou IFN-I. Pridanie IFN-I k nádorom súčasne injikovaným butyrátom obnovilo terapeutické účinky rádioterapie u myší.

Ich zistenia potvrdzujú a dopĺňajú štúdiu publikovanú inými vedcami v Journal of Clinical Investigation v decembri 2019, ktorý tiež ukázal, že butyrát ohrozuje aktiváciu zabíjačských T buniek dendritickými bunkami po ožiarení nádoru.

Súčasná štúdia má tiež určitý bezprostredný klinický význam. Vedci zistili, že hladiny iných prospešných baktérií ( Akkermansia a Lactobacillus) zvýšenie čreva a nádorov myší po liečbe vankomycínom. To naznačuje, že vyčerpanie butyrátu nemusí byť jediným mechanizmom pozorovaného zlepšenia reakcií na rádioterapiu:liečba antibiotikami môže mikrobióm ovplyvniť aj inými spôsobmi na podporu imunitných reakcií vyvolaných rádioterapiou.

„Naše zistenia ponúkajú vodítka k vývoju nových stratégií na zlepšenie reakcií pacientov na rádioterapiu, "To zahŕňa špecifické zacielenie na konkrétne typy črevných baktérií, ktoré produkujú butyrát-; akonáhle lepšie porozumieme rôznym spôsobom, akými tieto mikróby interagujú s imunitným systémom a terapiou rakoviny."

• Allarity Therapeutics oznamuje plány na testovanie antivírusovej aktivity lieku stenoparib
• Novorodenecká expozícia antibiotikám spojená so zníženou hmotnosťou a výškou u chlapcov