Ο ρόλος του μικροβιώματος του εντέρου στην αντίδραση του οργανισμού κατά του καρκίνου
Μια πρόσφατη μελέτη από ερευνητές του Weill Cornell Medicine αποκαλύπτει πώς τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να καθορίσουν αν το αμινοξύ ασπαραγίνη από τη διατροφή θα τροφοδοτήσει την ανάπτυξη όγκων ή θα ενεργοποιήσει τα ανοσοποιητικά κύτταρα κατά του καρκίνου. Αυτή η ανακάλυψη τοποθετεί το μικροβίωμα του εντέρου, το οποίο αποτελείται από τρισεκατομμύρια μικροοργανισμούς που ζουν στο έντερο, σε κεντρικό ρόλο στην αντίδραση του οργανισμού κατά του καρκίνου και στις σύγχρονες θεραπείες, όπως οι ανοσοθεραπείες.
Μια νέα προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στις 2 Ιανουαρίου στο περιοδικό Cell Microbe and Host, θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε μια νέα προσέγγιση στη θεραπεία του καρκίνου και την παρακολούθηση της νόσου. Αντί να στοχεύουν απευθείας τους όγκους, οι κλινικοί γιατροί ενδέχεται στο μέλλον να έχουν τη δυνατότητα να αναδιαμορφώσουν το μικροβίωμα του εντέρου ή τη διατροφή, προκειμένου να πεινάσουν τους όγκους και ταυτόχρονα να ενισχύσουν τα ανοσοποιητικά κύτταρα.
Η σημασία της αλληλεπίδρασης διατροφής και μικροβιώματος
«Η μελέτη μας υποδεικνύει ότι πρέπει να εξετάσουμε πώς η αλληλεπίδραση της διατροφής, του εντερικού μικροβιώματος και των ανοσοποιητικών κυττάρων που διεισδύουν στους όγκους μπορεί να επηρεάσει την ανάπτυξη του καρκίνου και την αντίδραση στη θεραπεία. Δεν μπορούμε να παραβλέψουμε αυτή τη βασική ρύθμιση», δήλωσε ο Δρ. Chunjun (CJ) Guo, ερευνητής στο Metabolic Health και αναπληρωτής καθηγητής ανοσολογίας στο Weill Cornell, που συμμετείχε στη μελέτη.
Η έρευνα προήλθε από μια στενή συνεργασία με τους Δρ. David Artis, διευθυντή του Jill Roberts Institute for Research in Inflammatory Bowel Disease, και Δρ. Nicholas Collins, αναπληρωτή καθηγητή ανοσολογίας, και μέλους του Friedman Center for Nutrition, και οι δύο στο Weill Cornell.
Μηχανισμός δράσης του μικροβιώματος
Οι ερευνητές πρώτα διαπίστωσαν σε μοντέλα ποντικών με ανθρώπινο εντερικό μικροβίωμα ότι ορισμένα βακτήρια μπορούσαν να εξαντλήσουν τα αμινοξέα και να επηρεάσουν την πρόοδο των όγκων. Στη συνέχεια, εστίασαν στην ασπαραγίνη, ένα αμινοξύ που υποστηρίζει τη σύνθεση πρωτεϊνών και προάγει την επιβίωση των κυττάρων. Και τα καρκινικά κύτταρα σε περιβάλλον φτωχό σε θρεπτικά συστατικά, καθώς και τα CD8+ T κύτταρα, τα κυτταρικά ανοσοποιητικά κύτταρα που επιτίθενται και καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα, απαιτούν το αμινοξύ για να είναι ενεργά.
Για να κατανοήσουν την επίδραση του μικροβιώματος στη μεταβολική διαδικασία της ασπαραγίνης, η ομάδα συνεργάστηκε με το Bacteroides ovatus, ένα κοινό εντερικό βακτήριο που διαθέτει ένα γονίδιο, το bo-ansB, το οποίο κωδικοποιεί ένα ένζυμο που διασπά την ασπαραγίνη. Χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικών, οι ερευνητές απέδειξαν ότι όταν το γονίδιο bo-ansB είναι παρόν, το B. ovatus καταναλώνει περισσότερη ασπαραγίνη στο έντερο, με αποτέλεσμα λιγότερη να απορροφάται στην κυκλοφορία του αίματος και να φτάνει στους όγκους.
Συμπεράσματα και μελλοντικές κατευθύνσεις
Όταν το γονίδιο bo-ansB αφαιρέθηκε, τα βακτήρια δεν μπορούσαν να εξαντλήσουν την ασπαραγίνη στο έντερο, με αποτέλεσμα περισσότερη από αυτή να φτάνει στην κυκλοφορία του αίματος και στους όγκους. Αυτό απέδειξε ότι τα βακτήρια ελέγχουν το συνολικό επίπεδο της ασπαραγίνης που φεύγει από το έντερο και διαμορφώνουν το πεδίο μάχης που μοιράζονται οι όγκοι και τα ανοσοποιητικά κύτταρα. Στα μοντέλα ποντικών με καρκίνο του παχέος εντέρου που τρέφονταν με επιπλέον διατροφική ασπαραγίνη, τα βακτήρια με bo-ansB βοήθησαν στην ανάπτυξη των όγκων. Αντίθετα, σε ποντίκια με βακτήρια χωρίς bo-ansB, η ίδια διατροφή πλούσια σε ασπαραγίνη είχε το αντίθετο αποτέλεσμα: περισσότερη ασπαραγίνη έφτασε στον όγκο και απορροφήθηκε από τα CD8+ T κύτταρα, ενεργοποιώντας τα σε μια «βλαστική» κατάσταση που σχετίζεται με μακροχρόνιες και αποτελεσματικές αντι-ογκολογικές αντιδράσεις.
Η μελέτη έδειξε ότι τα υψηλότερα επίπεδα ασπαραγίνης στο μικροπεριβάλλον του όγκου—όταν το bo-ansB αφαιρέθηκε—οδήγησαν τα CD8+ T κύτταρα να εκφράσουν περισσότερους μεταφορείς πρωτεϊνών (SLC1A5) στην επιφάνειά τους, κάτι που είναι σημαντικό για την καταπολέμηση των καρκινικών κυττάρων. Οι βλαστικές CD8⁺ T κύτταρα χρησιμεύουν ως ανανεώσιμη πηγή ανοσοποιητικών κυττάρων που μπορούν να ωριμάσουν σε καρκινοκτόνα T κύτταρα. Μόλις ενεργοποιηθούν, αυτά τα κύτταρα επιτίθενται στους όγκους παράγοντας ισχυρούς ανοσολογικούς παράγοντες που βοηθούν στην καταστροφή των καρκινικών κυττάρων. Η απόφραξη του SLC1A5 εξάλειψε τα οφέλη από τα υψηλότερα επίπεδα ασπαραγίνης.
Πέρα από την ασπαραγίνη, το εργαστήριο του Guo ενδιαφέρεται να εξερευνήσει άλλες οδούς που μπορεί να επηρεάσουν το φορτίο των όγκων, είτε καταστέλλοντας την ανάπτυξή τους είτε ενισχύοντας την αντι-ογκολογική δραστηριότητα.
