Circadiaanse ritmes kunnen worden gebruikt om de effectiviteit van kankerimmunotherapie te verbeteren

Een interdisciplinair team van onderzoekers van de Universiteit van Californië, Irvine heeft ontdekt dat circadiane ritmes, een biologische regulator die de dagelijkse ritmes van fysiologische processen regelt, inclusief immuunfuncties, kunnen worden gebruikt om de effectiviteit van immunotherapie tegen kanker met behulp van checkpointremmers. Deze remmers blokkeren verschillende eiwitten die voorkomen dat ze zich aan tumorcellen binden, waardoor de T-cellen van het immuunsysteem de tumor kunnen vernietigen.

De studie, gepubliceerd in Nature Immunology, verdiept het begrip van de complexe relaties tussen circadiane ritmes, immuunregulatie en tumorontwikkeling, en toont aan dat een therapeutische aanpak die de timing van de toediening van medicijnen optimaliseert, afhankelijk van individuele circadiane ritmes, opent nieuwe mogelijkheden voor preventie en behandeling.

"Verstoring van het interne biologische ritme is een integraal onderdeel van de moderne samenleving en kan bijdragen aan de toename van de incidentie van verschillende soorten kanker. We ontdekten dat een goede regulatie van het circadiane ritme noodzakelijk is om ontstekingen te onderdrukken en een maximaal immuunsysteem te ondersteunen functie", zegt hoofdauteur van het onderzoek Selma Masri, universitair hoofddocent biologische chemie aan de Universiteit van Californië, Irvine. "Inzicht in hoe verstoring van het circadiane ritme bijdraagt aan de ziekteprogressie kan leiden tot gedragsveranderingen om het risico op kanker te verminderen."

Het team gebruikte geavanceerde single-core RNA-sequencingtechnieken in een genetisch model van colorectale kanker en identificeerde circadiane ritme-afhankelijke veranderingen die het aantal myeloïde cellen controleren die de ziekte onderdrukken T-cel activatie. Ze ontdekten dat verstoring van het intrinsieke biologische ritme in de epitheelcellen aan de binnenkant van de darmen de cytokinesecretie verandert, wat leidt tot verhoogde ontstekingen, verhoogde aantallen immunosuppressieve myeloïde cellen en de progressie van kanker.

Deze bevindingen toonden aan dat het toedienen van immunotherapie op momenten van de dag waarop het aantal immunosuppressieve myeloïde cellen het hoogst is, de effectiviteit van de controlepuntblokkade bij de behandeling van solide tumoren aanzienlijk verhoogt.

"Naarmate we ons begrip van het fundamentele mechanisme van circadiane immuunregulatie verdiepen, zullen we in staat zijn de kracht van de natuurlijke ritmes van het lichaam te benutten om kanker te bestrijden en meer gepersonaliseerde en effectieve behandelstrategieën te ontwikkelen", aldus hoofdonderzoeksauteur Brigitte Fortin, een promovendus op de afdeling. In biologische chemie aan de Universiteit van Californië in Irvine.

Hoewel deze studie een belangrijke stap voorwaarts betekent in het definiëren van de circadiane controle van antitumorimmuniteit, is het team van mening dat toekomstig onderzoek zich moet concentreren op het onderzoeken van aanvullende factoren en celtypen die de respons op therapie met checkpointremmers beïnvloeden als een functie van het tijdstip van de dag.

Het team bestond ook uit studenten en docenten van de University of California Irvine School of Medicine van de afdelingen biologische chemie, fysiologie en biofysica, chirurgie en geneeskunde.