Кишкові бактерії підсилюють ефект імунотерапії раку

Приблизно кожен п’ятий хворий на рак отримує користь від імунотерапії, лікування, яке використовує імунну систему для боротьби з раком. Цей підхід показав значний успіх у лікуванні раку легенів і меланоми. Сподіваючись на його потенціал, дослідники вивчають стратегії покращення імунотерапії ракових захворювань, які погано реагують на неї, 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 ефекти імунотерапії раку у мишей. Дослідження, опубліковане в 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 Роберт Рок Белліву.

«Наші результати проливають світло на один тип бактерій у кишечнику, які допомагають імунотерапевтичним препаратам знищувати пухлини у мишей. Виявлення таких мікробних партнерів є важливим кроком у розробці пробіотиків, які допоможуть підвищити ефективність імунотерапії та принести користь більшій кількості хворих на рак».

Імунотерапія раку використовує імунні клітини організму для націлювання та знищення пухлин. В одному з таких методів лікування використовуються інгібітори імунних контрольних точок, щоб усунути природні гальма, які заспокоюють імунні Т-клітини, тим самим запобігаючи пошкодженню організму. Однак деякі пухлини протистоять цьому, пригнічуючи атакуючі імунні клітини, що знижує ефективність таких інгібіторів.

Колонна та перший співавтор Мартіна Молгора, доктор філософії, раніше започаткували співпрацю з колегою Робертом Д. Шрайбером, доктором філософії, під час якого вони повністю знищили саркоми у мишей, використовуючи підхід двостороннього інгібування.

Дослідники інгібували TREM2, білок, що виробляється пухлинними макрофагами, щоб запобігти нападу Т-клітин на зростаючу пухлину. Потім вони показали, що препарат для імунотерапії був більш ефективним при блокуванні TREM2. Результат показав, що TREM2 знижує ефективність імунотерапії.

У експерименті, який став основою для нового дослідження, вчені зробили несподіване спостереження. Миші без TREM2 показали подібну позитивну відповідь на інгібітор контрольної точки, коли вони жили з мишами, які мали білок. Цей результат стався, коли дослідники відхилилися від свого звичайного протоколу розділення мишей перед лікуванням інгібітором.

Спільне життя мишей призводить до обміну мікробами. Дослідники припустили, що наслідки можуть бути спричинені метаболізмом кишкових бактерій.

Дослідники працювали з Джеффрі Е. Гордоном, доктором медичних наук, і першим співавтором, доктором філософії Бландою Ді Лучіа, щоб досліджувати мікроби в кишечнику мишей, яких успішно лікували за допомогою імунотерапії. Вони виявили збільшення кількості Ruminococcus gnavus порівняно з відсутністю таких мікробів у мишей, які не реагували на терапію.

Р. Gnavus був виявлений у мікробіомі кишківника хворих на рак, які добре відреагували на імунотерапію, пояснив Колонна. Під час клінічних випробувань трансплантація фекалій від таких пацієнтів допомогла деяким пацієнтам, які не реагували, отримати користь від імунотерапії.

Дослідники, включно з першим співавтором і аспіранткою Дарією Хантаковою, ввели R. Gnavus мишам, а потім обробили пухлини інгібітором контрольних точок. Пухлини зменшувалися, навіть коли TREM2 був доступний як зброя для зменшення ефекту імунотерапії.

Гордон, директор сімейного центру геномних наук і системної біології Едісона, зазначив, що все більше доказів свідчить про те, що мікробіом покращує імунотерапію. Ідентифікація відповідних видів, таких як R. Gnavus, може призвести до розробки нового покоління пробіотиків, які могли б працювати в синергії з імунотерапією для покращення лікування раку.

Тепер вчені прагнуть зрозуміти, як R. Gnavus сприяє відторгненню пухлини, що може відкрити нові шляхи допомоги хворим на рак. Наприклад, якщо мікроб виробляє метаболіт, що активує імунітет, під час перетравлення їжі, це відкриває можливість використовувати метаболіти як підсилювачі імунотерапії.

Мікроби також можуть проникати з кишечника та викликати імунну відповідь у пухлині або активувати кишкові Т-клітини, які потім мігрують до пухлини та починають атаку, пояснив Колонна. Дослідники вивчають усі три можливості.