Darmbacteriën versterken de effecten van immunotherapie op kanker

Ongeveer één op de vijf kankerpatiënten heeft baat bij immunotherapie, een behandeling waarbij het immuunsysteem wordt gebruikt om kanker te bestrijden. Deze aanpak heeft aanzienlijk succes opgeleverd bij de behandeling van longkanker en melanoom. In de hoop op het potentieel ervan onderzoeken onderzoekers strategieën om de immunotherapie te verbeteren voor kankers die er slecht op reageren, met als doel meer patiënten te helpen.

Onderzoekers van de Washington University School of Medicine in St. Louis hebben ontdekt dat een darmbacteriestam – Ruminococcus gnavus – de effecten van kankerimmunotherapie bij muizen kan versterken. De studie, gepubliceerd in Science Immunology, suggereert een nieuwe strategie voor het benutten van darmmicroben om het onaangeboorde potentieel van immunotherapie in de strijd tegen kanker te ontsluiten.

“Het microbioom speelt een belangrijke rol bij het mobiliseren van het immuunsysteem van het lichaam om kankercellen aan te vallen”, legt senior studieauteur Marco Colonna, MD, PhD, Robert Roque Bellivou, hoogleraar pathologie, uit.

“Onze bevindingen werpen licht op één type bacterie in de darmen die een immunotherapiemedicijn helpt tumoren bij muizen te doden. Het identificeren van dergelijke microbiële partners is een belangrijke stap in de ontwikkeling van probiotica die de effectiviteit van immuuntherapieën zullen helpen verbeteren en meer kankerpatiënten ten goede zullen komen."

Kankerimmunotherapie maakt gebruik van de immuuncellen van het lichaam om tumoren aan te pakken en te vernietigen. Bij één van deze behandelingen wordt gebruik gemaakt van immuuncheckpointremmers om de natuurlijke remmen te verwijderen die de immuun-T-cellen stil houden, waardoor schade aan het lichaam wordt voorkomen. Sommige tumoren gaan dit echter tegen door aanvallende immuuncellen te onderdrukken, waardoor de effectiviteit van dergelijke remmers afneemt.

Colonna en eerste co-auteur Martina Molgora, Ph.D., zijn eerder een samenwerking aangegaan met collega Robert D. Schreiber, Ph.D., waarin ze sarcomen bij muizen volledig uitroeiden met behulp van een tweeledige remmingsaanpak.

/p>

De onderzoekers remden TREM2, een eiwit geproduceerd door tumormacrofagen, om te voorkomen dat T-cellen de groeiende tumor aanvallen. Vervolgens toonden ze aan dat het immunotherapiemedicijn effectiever was bij het blokkeren van TREM2. Het resultaat gaf aan dat TREM2 de effectiviteit van immunotherapie vermindert.

In een experiment dat de basis werd voor een nieuw onderzoek, deden wetenschappers een onverwachte observatie. Muizen zonder TREM2 vertoonden een vergelijkbare positieve reactie op de checkpoint-remmer toen ze leefden met muizen die het eiwit hadden. Dit resultaat vond plaats toen de onderzoekers afweken van hun gebruikelijke protocol voor het scheiden van muizen vóór de behandeling met de remmer.

Muizen die samenleven leiden tot de uitwisseling van microben. De onderzoekers suggereerden dat de effecten veroorzaakt kunnen worden door het metabolisme van darmbacteriën.

De onderzoekers werkten samen met Jeffrey E. Gordon, M.D., en eerste co-auteur Blanda Di Lucia, Ph.D., om de microben in de ingewanden van muizen te bestuderen die met succes werden behandeld met immunotherapie. Ze vonden een toename van het aantal Ruminococcus gnavus vergeleken met de afwezigheid van dergelijke microben bij muizen die niet op de therapie reageerden.

R. Gnavus werd aangetroffen in het darmmicrobioom van kankerpatiënten die goed reageerden op immunotherapie, legde Colonna uit. In klinische onderzoeken hielpen fecale transplantaties van dergelijke patiënten sommige niet-reagerende patiënten profiteren van immunotherapie.

De onderzoekers, waaronder eerste co-auteur en afgestudeerde student Daria Khantakova, injecteerden R. Gnavus in muizen en behandelden de tumoren vervolgens met een checkpoint-remmer. Tumoren krompen zelfs toen TREM2 beschikbaar kwam als wapen om het effect van immunotherapie te verminderen.

Gordon, directeur van het Edison Family Center for Genomic Sciences and Systems Biology, merkte op dat er steeds meer aanwijzingen zijn dat het microbioom immunotherapie verbetert. Identificatie van relevante soorten, zoals R. Gnavus, zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van een nieuwe generatie probiotica die in synergie met immunotherapie zouden kunnen werken om de behandeling van kanker te verbeteren.

Wetenschappers willen nu begrijpen hoe R. Gnavus de afstoting van tumoren bevordert, wat nieuwe manieren zou kunnen onthullen om kankerpatiënten te helpen. Als een microbe bijvoorbeeld tijdens de vertering van voedsel een immuunactiverende metaboliet produceert, opent dit de mogelijkheid om de metabolieten te gebruiken als versterkers van de immunotherapie.

Microben kunnen ook vanuit de darmen binnendringen en een immuunreactie in de tumor veroorzaken of T-cellen in de darm activeren, die vervolgens naar de tumor migreren en een aanval lanceren, legt Colonna uit. Onderzoekers onderzoeken alle drie de mogelijkheden.