Кишкові бактерії посилюють ефект імунотерапії раку

Приблизно кожен п'ятий хворий на рак отримує користь від імунотерапії – методу лікування, який використовує імунну систему для боротьби з раком. Цей підхід продемонстрував значний успіх у лікуванні раку легенів та меланоми. Сподіваючись на його потенціал, дослідники вивчають стратегії покращення імунотерапії для видів раку, які погано на неї реагують, з метою допомогти більшій кількості пацієнтів.

Тепер дослідники з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі виявили, що штам кишкових бактерій Ruminococcus gnavus може посилити ефект імунотерапії раку у мишей. Дослідження, опубліковане в журналі Science Immunology, пропонує нову стратегію використання кишкових мікробів для розкриття невикористаного потенціалу імунотерапії в боротьбі з раком.

«Мікробіом відіграє важливу роль у мобілізації імунної системи організму для атаки ракових клітин», – пояснив старший автор дослідження Марко Колонна, доктор медичних наук, професор патології імені Роберта Рока Белліву.

«Наші результати проливають світло на один тип кишкових бактерій, які допомагають імунотерапевтичному препарату знищувати пухлини у мишей. Виявлення цих мікробних партнерів є важливим кроком у розробці пробіотиків, які можуть покращити ефективність імунотерапевтичних препаратів та принести користь більшій кількості онкохворих».

Імунотерапія раку використовує імунні клітини організму для впливу на пухлини та їх знищення. Один з таких методів лікування передбачає використання інгібіторів імунних контрольних точок для усунення природних гальм, які утримують імунні Т-клітини в спокої, запобігаючи пошкодженню організму. Однак деякі пухлини протидіють цьому, пригнічуючи атакуючі імунні клітини, що робить ці інгібітори менш ефективними.

Колонна та перша співавторка дослідження Мартіна Молгор, доктор філософії, раніше встановили співпрацю з колегою Робертом Д. Шрайбером, доктором філософії, в рамках якої вони повністю знищили саркоми у мишей за допомогою двостороннього підходу інгібування.

Дослідники пригнічували TREM2, білок, що виробляється пухлинними макрофагами, щоб запобігти атаці Т-клітин на зростаючу пухлину. Потім вони показали, що імунотерапевтичний препарат був ефективнішим, коли TREM2 був заблокований. Результат показав, що TREM2 знижував ефективність імунотерапії.

В експерименті, який ліг в основу нового дослідження, вчені зробили несподіване спостереження. Миші без TREM2 показали подібну позитивну реакцію на інгібітор контрольних точок, коли їх розміщували з мишами, які мали цей білок. Цей результат стався, коли дослідники відхилилися від свого звичайного протоколу розділення мишей перед обробкою їх інгібітором.

Спільне проживання у мишей призводить до обміну мікробами. Дослідники припустили, що цей ефект може бути пов'язаний з обміном кишкових бактерій.

Дослідники працювали з Джеффрі І. Гордоном, доктором медичних наук, доктором філософії, та першим співавтором Бландою Ді Люсією, доктором філософії, щоб вивчити мікроби в кишечнику мишей, яких успішно лікували імунотерапією. Вони виявили збільшення кількості Ruminococcus gnavus порівняно з відсутністю таких мікробів у мишей, які не реагували на терапію.

Колонна пояснив, що R. gnavus був виявлений у кишковому мікробіомі онкохворих, які добре реагують на імунотерапію. У клінічних випробуваннях трансплантація фекалій від таких пацієнтів допомогла деяким пацієнтам, які не реагують на лікування, отримати користь від імунотерапії.

Дослідники, включаючи першу співавторку та аспірантку Дарію Хантакову, ввели мишам R. gnavus, а потім обробили пухлини інгібітором контрольних точок. Пухлини зменшувалися навіть за наявності TREM2 як засобу для зменшення ефектів імунотерапії.

Гордон, директор Центру геномних наук та системної біології родини Едісонів, зазначив, що все більше доказів свідчать про те, що мікробіом посилює імунотерапію. Виявлення відповідних видів, таких як R. gnavus, може призвести до розробки пробіотиків наступного покоління, які могли б синергічно працювати з імунотерапією для покращення лікування раку.

Зараз вчені прагнуть зрозуміти, як R. gnavus сприяє відторгненню пухлини, що може відкрити нові способи допомоги онкологічним хворим. Наприклад, якщо мікроб виробляє імуноактивуючий метаболіт під час процесу травлення, це може відкрити можливість використання метаболітів як підсилювачів імунотерапії.

Мікроби також можуть потрапляти з кишечника та викликати імунну відповідь у пухлинах або активувати кишкові Т-клітини, які потім мігрують до пухлини та розпочинають атаку, сказав Колонна. Дослідники вивчають усі три можливості.