Študija kaže, kako lahko črevesne bakterije zmanjšajo učinkovitost radioterapije

Študija, ki sta jo vodila so-direktor Ludwiga Chicaga Ralph Weichselbaum in Yang-Xin Fu iz jugozahodnega medicinskega centra Univerze v Teksasu, je pokazala, kako lahko bakterije v črevesju oslabijo učinkovitost radioterapije, zdravljenje, ki ga je prejelo približno polovica vseh bolnikov z rakom. Njihove ugotovitve so objavljene v aktualni številki časopisa Journal of Experimental Medicine .

Naša študija identificira dve družini črevesnih bakterij, ki motijo ​​radioterapijo pri miših, in opisuje mehanizem, s katerim proizvajajo presnovek- maščobno kislino s kratko verigo, imenovano butirat-; spodkopava terapijo. "

Ralph Weichselbaum, Ludwig Chicago so-direktor

V človeškem telesu živi veliko različnih komenzalnih bakterij, predvsem črevesje, kjer sodelujejo v pomembnih fizioloških procesih, od prebave do uravnavanja imunskega sistema. Številne študije so pokazale, da imajo črevesni mikrobi tudi velik vpliv na zdravljenje raka, predvsem imunoterapije.

Ker je znano, da ionizirajoče sevanje aktivira protitumorske imunske odzive, Kaiting Yang, podoktorski raziskovalec v Weichselbaumovem laboratoriju, preučil, kako antibiotiki vplivajo na rezultate radioterapije tumorja.

Te študije so pokazale, da je vankomicin, antibiotik proti gram-pozitivnim bakterijam, eden od dveh širokih razredov bakterij, okrepljeni odzivi na obsevanje tumorja pri miših. Gentamicin, ki cilja na gram-negativne bakterije, ni imel tega učinka. Izkazalo se je, da je vankomicinovo desetkovanje dveh družin gram-pozitivnih črevesnih bakterij-; Lachnospiraceae in Ruminococcaceae -; je bil najbolj povezan z izboljšanim odzivom. Nadaljnja analiza je pokazala, da je upad ravni butirata, presnovek, ki ga proizvajajo te bakterije, spremljal učinek.

Kdaj Lachnospiraceae so bili vneseni v miši, popolnoma brez bakterij, učinek sevanja na njihove tumorje se je občutno zmanjšal in oslabljen odziv je ustrezal sistemskemu povečanju ravni butirata. Injekcija butirata neposredno v tumorje je imela podoben blažilni učinek na radioterapijo.

Ker butirat ni neposredno ščitil tumorjev pred sevanjem, raziskovalci so svojo pozornost usmerili na imunski odziv, ki ga povzroča radioterapija. Njihovi poskusi so pokazali, da butirat moti aktivacijo citotoksičnih (ali morilskih) celic T, imunske celice, ki ciljajo na rakave celice in za katere je znano, da po radioterapiji napadajo tumorje.

Prejšnje študije, ki sta jih vodila Weichselbaum in Fu, so pokazale, da obsevanje aktivira signalno pot v drugi imunski celici; dendritična celica, ki lahko sprožijo celice morilce za napad na tumorje. Ta biokemična pot, ki ga nadzira protein, imenovan STING, pospešuje proizvodnjo imunsko stimulirajočih faktorjev dendritičnih celic, znanih kot interferoni tipa 1 (IFN-I), kar poveča njihovo aktivacijo ubijalskih T celic.

Weichselbaum, Fu, Yang in sodelavci v sedanji študiji kažejo, da butirat zavira korak biokemične signalne kaskade, ki povezuje aktivacijo STING s proizvodnjo IFN-I. Dodajanje IFN-I tumorjem, ki so jim hkrati injicirali butirat, je pri miših obnovilo terapevtske učinke radioterapije.

Njihove ugotovitve potrjujejo in dodajajo raziskave, ki so jih objavili drugi raziskovalci v Journal of Clinical Investigation decembra 2019, ki je tudi pokazal, da butirat ogroža aktivacijo T -celic ubijalk z dendritičnimi celicami po obsevanju tumorja.

Sedanja študija ima tudi takojšen klinični pomen. Raziskovalci so ugotovili, da je raven drugih koristnih bakterij ( Akkermansia in Laktobacili) povečanje črevesja in znotraj tumorjev miši po zdravljenju z vankomicinom. To kaže, da izčrpavanje butirata morda ni edini mehanizem za opaženo izboljšanje odziva na radioterapijo:zdravljenje z antibiotiki lahko vpliva tudi na mikrobiom na druge načine za podporo imunskim odzivom, ki jih povzroča radioterapija.

"Naše ugotovitve ponujajo namige za razvoj novih strategij za izboljšanje odziva pacientov na radioterapijo, "je dejal Weichselbaum." To vključuje posebno ciljanje na določene vrste črevesnih bakterij, ki proizvajajo butirat; ko bomo bolje razumeli različne načine interakcije teh mikrobov z imunskim sistemom in terapijami raka. "

• Allarity Therapeutics napoveduje načrte za testiranje protivirusne aktivnosti zdravila stenoparib
• Izpostavljenost novorojenčkov antibiotikom, povezana z zmanjšano težo in višino pri dečkih