Кишечные бактерии усиливают эффект иммунотерапии рака

Примерно один из пяти пациентов с раком получает пользу от иммунотерапии — лечения, которое использует иммунную систему для борьбы с раком. Такой подход показал значительные успехи при лечении рака легких и меланомы. В надежде на его потенциал, исследователи изучают стратегии для улучшения иммунотерапии при раках, которые плохо на нее реагируют, с целью помочь большему числу пациентов.

Теперь исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что штамм кишечных бактерий — Ruminococcus gnavus — может усилить эффекты иммунотерапии рака у мышей. Исследование, опубликованное в журнале Science Immunology, предлагает новую стратегию использования микробов кишечника для раскрытия неиспользованного потенциала иммунотерапии в борьбе с раком.

«Микробиом играет важную роль в мобилизации иммунной системы организма для атаки на раковые клетки», — объяснил старший автор исследования Марко Колонна, доктор медицинских наук, профессор патологии имени Роберта Рока Белливу.

«Наши результаты проливают свет на один вид бактерий в кишечнике, который помогает иммунотерапевтическому препарату уничтожать опухоли у мышей. Идентификация таких микробных партнеров — важный шаг в разработке пробиотиков, которые помогут улучшить эффективность иммунотерапевтических препаратов и принести пользу большему числу пациентов с раком».

Иммунотерапия рака использует иммунные клетки организма для нацеливания и уничтожения опухолей. Одно из таких лечений использует ингибиторы иммунных контрольных точек, чтобы снять естественные тормоза, которые удерживают иммунные Т-клетки в покое, предотвращая тем самым повреждение организма. Однако некоторые опухоли противостоят этому, подавляя атакующие иммунные клетки, что снижает эффективность таких ингибиторов.

Колонна и первый соавтор Мартина Мольгора, доктор философии, ранее установили сотрудничество с коллегой Робертом Д. Шрайбером, доктором философии, в рамках которого они полностью уничтожили саркомы у мышей, используя двухпронговый подход ингибирования.

Исследователи ингибировали TREM2, белок, производимый опухолевыми макрофагами, чтобы предотвратить атаку Т-клеток на растущую опухоль. Затем они показали, что иммунотерапевтический препарат был более эффективным при блокировке TREM2. Результат указывал на то, что TREM2 снижает эффективность иммунотерапии.

В эксперименте, который стал основой для нового исследования, ученые сделали неожиданное наблюдение. Мыши без TREM2 показали аналогичную положительную реакцию на ингибитор контрольных точек, когда они жили вместе с мышами, у которых был этот белок. Этот результат появился, когда исследователи отклонились от своего обычного протокола разделения мышей перед лечением ингибитором.

Совместное проживание мышей приводит к обмену микробами. Исследователи предположили, что эффекты могут быть вызваны обменом кишечных бактерий.

Исследователи работали с Джеффри И. Гордоном, доктором медицинских наук, и первым соавтором Бландой Ди Лучия, доктором философии, чтобы изучить микробы в кишечнике мышей, успешно леченных иммунотерапией. Они обнаружили увеличение числа Ruminococcus gnavus по сравнению с отсутствием таких микробов у мышей, которые не отвечали на терапию.

R. gnavus был обнаружен в микробиоме кишечника пациентов с раком, хорошо реагирующих на иммунотерапию, пояснил Колонна. В клинических испытаниях фекальные трансплантаты от таких пациентов помогали некоторым нечувствительным пациентам получать пользу от иммунотерапии.

Исследователи, включая первого соавтора и аспиранта Дарью Хантакову, ввели R. gnavus мышам и затем лечили опухоли ингибитором контрольных точек. Опухоли уменьшились, даже когда TREM2 был доступен как оружие для снижения эффекта иммунотерапии.

Гордон, директор Центра геномных наук и системной биологии семьи Эдисонов, отметил, что все больше данных свидетельствует о том, что микробиом усиливает иммунотерапию. Идентификация релевантных видов, таких как R. gnavus, может привести к созданию пробиотиков нового поколения, которые могли бы работать в синергии с иммунотерапией для улучшения лечения рака.

Ученые теперь намерены понять, как R. gnavus способствует отторжению опухоли, что может раскрыть новые способы помощи пациентам с раком. Например, если микроб производит иммунно-активирующий метаболит в процессе переваривания пищи, это открывает возможность использовать метаболиты в качестве усилителей иммунотерапии.

Микробы также могут проникать из кишечника и вызывать иммунный ответ в опухоли или активировать Т-клетки кишечника, которые затем мигрируют к опухоли и начинают атаку, пояснил Колонна. Исследователи изучают все три возможности.