I ett överraskande fynd, forskare vid University of Michigan Rogel Cancer Center visade att proteinet NLRP6 förvärrade de svåra symptomen på gastrointestinal transplantat-mot-värd-sjukdom. Att slå ut detta protein hos möss ledde till betydligt bättre överlevnad och mindre allvarlig GVHD.
Graft-mot-värd-sjukdom, ett svar på donatorns benmärg, orsakar symtom som liknar ulcerös kolit, inklusive diarré och buksmärtor. Rent generellt, mekanismerna som orsakar kolit överlappar dem som orsakar GVHD, och många av behandlingarna liknar varandra.
Studier har visat att NLRP6 minskar symtomen vid kolit. Så när forskare tittade på NLRP6:s påverkan på transplantat-mot-värd-sjukdom, de antog att det också skulle vara skyddande.
"Det finns många anledningar till att NLRP6 verkade fungera bra vid de andra sjukdomarna, men när det gäller GVHD, det verkade göra tvärtom. Hos möss där vi slog ut NLRP6, istället för att göra värre, de gjorde det bättre. Det var en stor överraskning, "säger författare till studien, Pavan Reddy, M.D., biträdande chef för Rogel Cancer Center och avdelningschef för hematologi/onkologi vid Michigan Medicine.
I deras studie, publicerad i Naturmikrobiologi , laget jämförde musmodeller som uttryckte NLRP6 och de där proteinet eliminerades. I båda modellerna, mössen hade genomgått en benmärgstransplantation.
Den andra överraskningen var att NLRP6 spelade en roll som inte var beroende av mikrobiomsammansättning. Tidigare data hade föreslagit att NLRP6:s skyddsroll är direkt relaterad till mikroberna i tarmkanalen:desto fler bra mikrober, den mer skyddande effekten.
I den här studien, forskare mätte nivåerna av olika mikrober, arbetade sedan med att ändra mikrobiomet, utplåna vissa mikrober eller uppfödda möss för att dela deras mikrobiom. De utvecklade möss i en bakteriefri miljö och utsatte dem sedan för ett mikrobiom med och utan NLRP6. Varje gång, de utan NLRP6 hade bättre resultat.
"Även när vi gjorde alla dessa manipulationer, skyddet fanns fortfarande hos NLRP6-knockout-mössen. Sammansättningen av mikrobiomet verkar inte spela någon roll, till skillnad från andra sjukdomsprocesser, "säger studieförfattaren Hideaki Fujiwara, M.D., Ph.D., en postdoktoral forskare i Reddys lab.
Gräver djupare, forskare hittade en metabolit som kallas taurin som verkar vara, till viss del, ansvarig för att slå på NLRP6 och i slutändan göra GVHD sämre. Förändringar i mikrobiomet kan leda till överskott av taurin, som signalerar NLRP6, vilket i sin tur utlöser GVHD.
"Att bara mäta förändringar i mikrobiomet är inte alltid tillräckligt. Vi måste titta på vad som specifikt förändras och konsekvenserna av dessa förändringar. En förändring som leder till generering av metaboliter som taurin eller andra proteiner eller enzymer måste förstås för att förstå effekterna av mikrobiomet på GVHD, säger medförfattaren Grace Chen, M.D., Ph.D., docent i hematologi/onkologi vid Michigan Medicine.
"Konceptuellt, om vi kan rikta in detta protein och blockera NLRP6, vi kan mildra intestinal GVHD. Eller, om du ser det åt andra hållet, ändra kost eller mikrobiom för att undvika en för stor mängd taurin kan vara ett annat sätt att minska GVHD, "Säger Reddy.
NLRP6 uttrycks i tarmceller men inte i tumörcellerna forskarna studerade. Detta innebär att benmärgstransplantationen kan göra sitt jobb för att eliminera tumören. I princip, blockering av NLRP6 kan begränsa GVHD utan att begränsa transplantationens antitumöreffekt.
Reddy konstaterar att det för närvarande inte finns någon blockerare mot NLRP6 och att eventuell klinisk nytta fortfarande behöver undersökas. Hans laboratorium planerar att följa upp med mer studier av taurin och andra metaboliter, inklusive hur ändringen påverkar NLRP6 och GVHD.