Микробы кишечника могут стимулировать иммунную систему атаковать рак
Всемирное исследование выявило кишечные бактерии, которые могут повысить способность иммунной системы бороться с опухолями. Это открытие должно помочь улучшить и персонализировать иммунотерапевтические методы лечения рака.
Иммунотерапия - это общий термин для лечения, которое увеличивает способность организма бороться с болезнями.
В одном из таких методов лечения используются препараты, называемые ингибиторами иммунных контрольных точек.
Они блокируют белки, которые производят раковые клетки, и защищают их от атак иммунных клеток.
Однако не все случаи рака поддаются лечению ингибиторами иммунных контрольных точек, и препараты также могут вызывать серьезные побочные эффекты.
Новый Nature Communications Исследование раскрывает информацию, которая должна помочь определить, какие люди с наибольшей вероятностью получат пользу от лечения ингибиторами иммунных контрольных точек.
Информация касается молекулярных механизмов, посредством которых кишечные бактерии взаимодействуют с иммунной системой, чтобы влиять на ее способность бороться с раком.
Институт медицинских открытий Sanford Burnham Prebys в Ла-Хойя, Калифорния, возглавлял большую международную команду, которая работала над исследованием, которое также включало сотрудничество с тремя больницами.
Кишечные бактерии, иммунная система и меланома
Томас Гаевски - профессор иммунотерапии рака в Чикагском университете, штат Иллинойс, не принимал участия в расследовании. Он описывает это как «важный шаг» на пути к увеличению «числа людей, пользующихся иммунотерапией».
Исследователи идентифицировали 11 штаммов кишечных бактерий, взаимодействие которых с иммунной системой помогло замедлить рост опухолей меланомы у мышей.
Кроме того, они выделили сигнальный путь, называемый развернутым белковым ответом (UPR), как основное звено между кишечными бактериями и противоопухолевой способностью иммунной системы.
UPR - это клеточный процесс, который помогает поддерживать стабильность и здоровье белковых популяций, удаляя те, которые вызваны клеточным стрессом, неправильно сворачиваются.
Исследователи обнаружили, что активность UPR была ниже у людей с меланомой, рак которых реагирует на ингибиторы иммунных контрольных точек.
Они предполагают, что это подчеркивает активность UPR как потенциальный маркер для выбора людей с меланомой, которым с большей вероятностью будет полезна терапия иммунных контрольных точек.
«Эти результаты, - говорит старший автор исследования Зеев Ронаи, профессор из Sanford Burnham Prebys, - […] идентифицируют набор бактериальных штаммов, которые могут включать противоопухолевый иммунитет, и биомаркеры, которые можно использовать для стратификации людей с меланомой для лечения. с некоторыми ингибиторами контрольных точек ».
Необходимо улучшить терапию ингибиторами контрольных точек
Хотя меланома встречается гораздо реже, чем большинство видов рака кожи, она с большей вероятностью проникает в близлежащие ткани и распространяется на другие части тела. Его склонность к распространению делает меланому серьезным и потенциально опасным для жизни раком.
По данным Американского онкологического общества (ACS), меланома является причиной около 1 процента всех случаев рака кожи, но на нее приходится больше всего смертей от рака кожи в Соединенных Штатах.
По оценкам ACS, в течение 2019 года около 96 480 человек узнают о меланоме, а 7230 человек умрут от рака кожи в США.
Лечение ингибиторами иммунных контрольных точек оказало драматическое влияние на повышение выживаемости людей с меланомой, но рак по-прежнему имеет высокий риск смерти после его распространения.
Даже когда врачи комбинируют иммунную контрольную терапию с другими видами лечения, они работают только примерно в половине случаев. Кроме того, люди с реактивным раком могут по-прежнему испытывать аутоиммунные реакции, ограниченную продолжительность ответа и даже сопротивление терапии.
Недавнее исследование добавляет все больше доказательств того, что кишечные микробы могут влиять на эффективность иммунотерапии. Предыдущие исследования показали, например, что некоторые штаммы кишечных бактерий могут повышать эффективность лечения, в то время как некоторые антибиотики и пробиотики могут ее снижать.
Полезная модель мышки
Для своего исследования профессор Ронаи и его коллеги использовали мышей, у которых отсутствует белок пальца RING 5 (RNF5), который помогает клеткам удалять неправильно свернутые белки.
Они обнаружили, что эти мыши могут остановить рост опухоли меланомы, если их иммунная система и популяции кишечных микробов были здоровыми и неповрежденными.
Однако, если они содержали мышей с отсутствием RNF5 вместе с мышами, у которых не было белка, или если они лечили их антибиотиками, животные теряли способность бороться с опухолями меланомы. Это продемонстрировало, что кишечные микробы играют ключевую роль в противоопухолевой иммунной защите.
Дальнейшее исследование выявило участие нескольких компонентов иммунной системы в кишечнике, а снижения UPR в иммунных и кишечных клетках было достаточно для активации иммунных клеток.
Используя передовые методы, команда увидела, что у мышей с молчанием RNF5 были большие популяции из 11 штаммов бактерий. Когда они трансплантировали эти штаммы мышам без микробов, у которых не было кишечных бактерий, они вызвали противоопухолевый ответ и уменьшили рост опухоли меланомы.
В заключительном наборе тестов команда подтвердила результаты в образцах тканей трех отдельных групп людей с меланомой, которые затем получали лечение ингибиторами контрольных точек.
Эти тесты показали, что ответ на лечение коррелировал с уровнями компонентов UPR, что позволяет предположить, что они могут служить потенциальными биомаркерами для прогнозирования того, кто с наибольшей вероятностью получит пользу от иммунотерапии.
Теперь исследователи планируют идентифицировать противоопухолевые молекулы, которые производят кишечные бактерии.Затем они намерены проверить противоопухолевые свойства молекул и выяснить, какие пробиотики могут повысить их эффективность у людей с меланомой.
Профессор Ронаи говорит, что есть еще одна точка зрения, которую они хотят исследовать. Во время исследования они заметили, что мыши с недостатком RNF5 были более восприимчивы к воспалению кишечника. Это также побочный эффект при некоторых методах лечения контрольными точками.
Возможно, команда могла бы использовать «эту мощную модель», добавляет он, чтобы выяснить, как исправить «баланс между аутоиммунитетом и противоопухолевым иммунитетом», чтобы помочь большему количеству людей получить пользу от иммунотерапии.
«Наше исследование устанавливает формальную связь между микробиомом и противоопухолевым иммунитетом и указывает на роль UPR в этом процессе, отвечая на долгожданный вопрос в этой области».
Проф. Зеев Ронаи
