Circadiane ritmen kunnen worden gebruikt om de werkzaamheid van kankerimmunotherapie te verbeteren

Een interdisciplinair team van onderzoekers aan de Universiteit van Californië in Irvine heeft ontdekt dat circadiane ritmes – een biologische regulator die de dagelijkse ritmes van fysiologische processen, waaronder de immuunfunctie, reguleert – gebruikt kunnen worden om de effectiviteit van kankerimmunotherapie met checkpointremmers te verbeteren. Deze remmers blokkeren verschillende eiwitten die de binding aan tumorcellen verhinderen, waardoor immuun-T-cellen de tumor kunnen vernietigen.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Immunology, vergroot ons inzicht in de complexe relaties tussen circadiane ritmes, immuunregulatie en tumorontwikkeling. Ook blijkt dat een therapeutische aanpak waarbij de timing van medicijntoediening wordt geoptimaliseerd op basis van individuele circadiane ritmes, nieuwe mogelijkheden biedt voor preventie en behandeling.

"Verstoring van het circadiane ritme is een integraal onderdeel van de moderne samenleving en kan bijdragen aan de toename van verschillende soorten kanker. We ontdekten dat een goede regulering van het circadiane ritme essentieel is voor het onderdrukken van ontstekingen en het behoud van een maximale immuunfunctie", aldus hoofdauteur van de studie Selma Masri, universitair docent biologische chemie aan de Universiteit van Californië, Irvine. "Inzicht in hoe verstoring van het circadiane ritme bijdraagt aan ziekteprogressie kan leiden tot gedragsveranderingen om het risico op kanker te verminderen."

Het team gebruikte geavanceerde single-nucleus RNA-sequencingtechnieken in een genetisch model van colorectale kanker en identificeerde circadiane veranderingen die het aantal myeloïde cellen regelen dat de activering van T-cellen onderdrukt. Ze ontdekten dat verstoring van het interne biologische ritme in de epitheelcellen die de darm bekleden, de cytokinesecretie verandert, wat leidt tot verhoogde ontsteking, een toename van het aantal immunosuppressieve myeloïde cellen en kankerprogressie.

Deze bevindingen tonen aan dat het toedienen van immunotherapie op tijdstippen van de dag waarop immunosuppressieve myeloïde cellen het talrijkst zijn, de werkzaamheid van checkpointblokkade bij de behandeling van solide tumoren aanzienlijk verhoogt.

"Naarmate we ons inzicht in het fundamentele mechanisme van circadiane regulatie van de immuniteit verdiepen, kunnen we mogelijk de kracht van de natuurlijke ritmes van het lichaam benutten om kanker te bestrijden en meer gepersonaliseerde en effectieve behandelingsstrategieën te ontwikkelen", aldus Bridget Fortin, hoofdauteur van de studie en promovendus bij de afdeling Biologische Chemie aan de Universiteit van Californië, Irvine.

Hoewel dit onderzoek een grote stap voorwaarts is in het definiëren van de circadiane controle van antitumorimmuniteit, is het team van mening dat toekomstige onderzoeken zich moeten richten op het verkennen van aanvullende factoren en celtypen die de respons op checkpointremmertherapie beïnvloeden, afhankelijk van het tijdstip van de dag.

Het team bestond tevens uit doctoraalstudenten en docenten van de afdelingen biologische chemie, fysiologie en biofysica, chirurgie en geneeskunde van de UC Irvine School of Medicine.