Исследование показывает, как кишечные бактерии могут снизить эффективность лучевой терапии

Исследование под руководством содиректора Людвига Чикаго Ральфа Вайксельбаума и Ян-Синь Фу из Юго-западного медицинского центра Техасского университета показало, как бактерии в кишечнике могут снизить эффективность лучевой терапии. лечение получают около половины всех онкологических больных. Их выводы опубликованы в текущем выпуске Журнал экспериментальной медицины .

<цитата>

Наше исследование идентифицирует два семейства кишечных бактерий, которые мешают лучевой терапии у мышей, и описывает механизм, с помощью которого они производят метаболит - короткоцепочечную жирную кислоту, называемую бутиратом, - подрывает терапию ».

Ральф Вайксельбаум, Людвиг Чикаго, содиректор

В организме человека обитают самые разные комменсальные бактерии, особенно кишечник, где они участвуют в важных физиологических процессах, от пищеварения до регуляции иммунной системы. Многие исследования показали, что кишечные микробы также оказывают сильное влияние на лечение рака. прежде всего иммунотерапия.

Поскольку известно, что ионизирующее излучение активирует противоопухолевый иммунный ответ, Кайтинг Ян, научный сотрудник лаборатории Вайксельбаума, изучили, как антибиотики влияют на результаты лучевой терапии опухолей.

Эти исследования показали, что ванкомицин, антибиотик против грамположительных бактерий, один из двух широких классов бактерий, усиление реакции на облучение опухоли у мышей. Гентамицин, который нацелен на грамотрицательные бактерии, не имел такого эффекта. Оказалось, что уничтожение ванкомицином двух семейств грамположительных кишечных бактерий -; Lachnospiraceae а также Ruminococcaceae -; был наиболее тесно связан с улучшенным ответом. Дальнейший анализ показал, что снижение уровня бутирата, метаболит, продуцируемый этими бактериями, сопровождал эффект.

Когда Lachnospiraceae были введены мышам, полностью лишенным бактерий, влияние радиации на их опухоли было заметно уменьшено, а ослабленный ответ соответствовал системному увеличению уровней бутирата. Введение бутирата непосредственно в опухоли оказало аналогичное смягчающее действие на лучевую терапию.

Поскольку бутират не защищал опухоли напрямую от радиации, исследователи обратили внимание на иммунный ответ, вызываемый лучевой терапией. Их эксперименты показали, что бутират препятствует активации цитотоксических (или киллерных) Т-клеток, иммунные клетки, которые нацелены на раковые клетки и, как известно, атакуют опухоли после лучевой терапии.

Предыдущие исследования, проведенные Вейксельбаумом и Фу, показали, что облучение активирует сигнальный путь в другой иммунной клетке - дендритной клетке, которые могут направлять Т-киллеры для атаки опухолей. Этот биохимический путь, контролируется белком STING, увеличивает выработку дендритными клетками иммуностимулирующих факторов, известных как интерфероны типа 1 (IFN-I), что увеличивает активацию ими Т-клеток-киллеров.

Вайксельбаум, Фу, Янг и его коллеги показывают в текущем исследовании, что бутират ингибирует этап биохимического сигнального каскада, который связывает активацию STING с производством IFN-I. Добавление IFN-I к опухолям, одновременно инъецированным бутиратом, восстановило терапевтические эффекты лучевой терапии у мышей.

Их результаты подтверждают и дополняют результаты исследования, опубликованного другими исследователями в Журнал клинических исследований в декабре 2019, которые также показали, что бутират нарушает активацию киллерных Т-клеток дендритными клетками после облучения опухоли.

Настоящее исследование также имеет непосредственное клиническое значение. Исследователи обнаружили, что уровни других полезных бактерий ( Аккермансия а также Лактобациллы) увеличение в кишечнике и в опухолях мышей после лечения ванкомицином. Это предполагает, что истощение бутирата может быть не единственным механизмом наблюдаемого улучшения реакции на лучевую терапию:лечение антибиотиками может также влиять на микробиом другими способами, поддерживая иммунные ответы, вызванные лучевой терапией.

"Наши результаты предлагают ключи к разработке новых стратегий для улучшения реакции пациентов на лучевую терапию, - сказал Вейхзельбаум. - Это включает в себя конкретное нацеливание на определенные типы кишечных бактерий, которые продуцируют бутират; как только мы лучше поймем различные способы взаимодействия этих микробов с иммунной системой и методы лечения рака ».

• Allarity Therapeutics объявляет о планах протестировать противовирусную активность препарата стенопариб
• Воздействие антибиотиков на новорожденных связано с уменьшением веса и роста у мальчиков