Tarmbakterier øger effekten af immunterapi mod kræft

Omkring hver femte kræftpatient drager fordel af immunterapi, en behandling, der bruger immunsystemet til at bekæmpe kræft. Tilgangen har vist betydelig succes i behandlingen af lungekræft og melanom. I håb om dens potentiale udforsker forskere strategier til at forbedre immunterapi for kræftformer, der ikke reagerer godt på den, med det mål at hjælpe flere patienter.

Nu har forskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis fundet ud af, at en stamme af tarmbakterier, Ruminococcus gnavus, kan forstærke virkningerne af kræftimmunterapi hos mus. Undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Science Immunology, tilbyder en ny strategi til at bruge tarmmikrober til at frigøre det uudnyttede potentiale ved immunterapi til at bekæmpe kræft.

"Mikrobiomet spiller en vigtig rolle i at mobilisere kroppens immunsystem til at angribe kræftceller," forklarede Marco Colonna, MD, seniorforfatter og professor i patologi ved Robert Rock Bellivu.

"Vores resultater kaster lys over en enkelt type tarmbakterier, der hjælper et immunterapilægemiddel med at dræbe tumorer hos mus. At identificere disse mikrobielle partnere er et vigtigt skridt i udviklingen af probiotika, der kan forbedre effektiviteten af immunterapilægemidler og gavne flere kræftpatienter."

Kræftimmunterapi bruger kroppens immunceller til at målrette og ødelægge tumorer. En sådan behandling bruger immuncheckpoint-hæmmere til at fjerne de naturlige bremser, der holder immun-T-celler stille og forhindrer skade på kroppen. Nogle tumorer modvirker dog dette ved at undertrykke de angribende immunceller, hvilket gør disse hæmmere mindre effektive.

Colonna og den første medforfatter, Martina Molgor, PhD, har tidligere etableret et samarbejde med kollegaen Robert D. Schreiber, PhD, hvor de fuldstændigt udryddede sarkomer hos mus ved hjælp af en tostrenget hæmningsmetode.

Forskerne hæmmede TREM2, et protein produceret af tumormakrofager, for at forhindre T-celler i at angribe den voksende tumor. De viste derefter, at immunterapimidlet var mere effektivt, når TREM2 var blokeret. Resultatet indikerede, at TREM2 reducerede immunterapiens effektivitet.

I det eksperiment, der dannede grundlag for den nye undersøgelse, gjorde forskerne en overraskende observation. Mus uden TREM2 viste en lignende positiv reaktion på checkpoint-hæmmeren, når de blev holdt sammen med mus, der havde proteinet. Dette resultat opstod, da forskerne afveg fra deres sædvanlige protokol med at adskille musene, før de blev behandlet med hæmmeren.

At mus lever sammen resulterer i en udveksling af mikrober. Forskerne spekulerede i, at virkningerne kan skyldes en udveksling af tarmbakterier.

Forskerne arbejdede sammen med Jeffrey I. Gordon, MD, PhD, og første medforfatter Blanda Di Lucia, PhD, for at studere mikroberne i tarmene hos mus, der var blevet behandlet med immunterapi med succes. De fandt en stigning i Ruminococcus gnavus sammenlignet med fraværet af sådanne mikrober hos mus, der ikke reagerede på behandlingen.

R. gnavus er blevet fundet i tarmmikrobiomet hos kræftpatienter, der reagerer godt på immunterapi, forklarede Colonna. I kliniske forsøg hjalp fækale transplantationer fra sådanne patienter nogle ikke-respondere med at drage fordel af immunterapi.

Forskerne, inklusive første medforfatter og ph.d.-studerende Daria Khantakova, injicerede R. gnavus i mus og behandlede derefter tumorerne med en checkpoint-hæmmer. Tumorerne skrumpede, selv når TREM2 var tilgængeligt som et våben til at reducere virkningerne af immunterapien.

Gordon, direktør for Edison Family Center for Genome Sciences and Systems Biology, bemærkede, at voksende beviser tyder på, at mikrobiomet forbedrer immunterapi. Identifikation af relevante arter, såsom R. gnavus, kan føre til udvikling af næste generations probiotika, der kan virke synergistisk med immunterapi for at forbedre kræftbehandlingen.

Forskerne sigter nu mod at forstå, hvordan R. gnavus fremmer tumorafstødning, hvilket kan afsløre nye måder at hjælpe kræftpatienter på. Hvis mikroben for eksempel producerer en immunaktiverende metabolit under fordøjelsesprocessen, kan dette åbne op for muligheden for at bruge metabolitterne som immunterapiboostere.

Mikrober kan også trænge ind fra tarmen og udløse et immunrespons i tumorer eller aktivere intestinale T-celler, som derefter migrerer til tumoren og starter et angreb, sagde Colonna. Forskere undersøger alle tre muligheder.