Манипулирование микробиомом кишечника для производства «полезных» комменсальных микробов, которые защищают хозяина от патогенов и могут стимулировать иммунные реакции, среди прочего, потенциально может помочь пациентам лучше реагировать на противораковые препараты, называемые ингибиторами иммунных контрольных точек, тип иммунотерапии.
С этой целью исследователи из Мичиганского университета разработали новую формулу пищевых волокон, которая улучшает эффективность иммунотерапевтических средств против рака за счет изменения микробиома кишечника. По словам Джеймса Мун, исследователя Джона Дж.
Сирл доцент фармацевтических наук фармацевтического колледжа. Результаты опубликованы в выпуске журнала Nature Biomedical Engineering от 24 июня.
Инулин, диетическое волокно, содержащееся в корне цикория, топинамбура и других растениях, является пребиотиком, который помогает продуцировать комменсальные бактерии, проживающие в толстой кишке. Введя инулин в форму геля инулина, более нацеленного на толстую кишку, команда смогла обеспечить богатый источник питательных веществ, чтобы полезные кишечные микробы могли больше распространяться в желудочно-кишечном тракте.
Гель инулина улучшил терапию ингибиторами иммунных контрольных точек у грызунов с карциномой толстой кишки, а также с меланомой.
Например, когда гель инулина был объединен с ингибитором иммунных контрольных точек на модели грызунов карциномы толстой кишки, скорость эрадикации опухоли удвоилась (100% улучшение) по сравнению с терапией только ингибитором иммунных контрольных точек.
«Потребление геля инулина расширилось и увеличило количество полезных микробов у мышей с опухолями», – сказал Кай Хан, научный сотрудник и первый автор исследования. "Это полезные комменсальные микробы, которые обнаруживаются у онкологических больных, которые хорошо реагируют на ингибиторы иммунных контрольных точек.
«Современные подходы к восстановлению здорового микробиома кишечника включают пероральный прием определенных пробиотиков или трансплантацию фекальной микробиоты», – сказал Хан. «Однако было бы очень сложно разработать их как фармацевтические продукты из-за увеличения масштабов производства и контроля качества."
Микробиом человека недавно стал следующим рубежом в разработке лекарств. Интенсивный исследовательский интерес к микробиому обусловлен доказательствами, связывающими потенциальную пользу для здоровья от регулирования микробиоты кишечника с лечением различных заболеваний, включая рак, диабет, ожирение и нейродегенеративные заболевания. В частности, серия недавних исследований показала, что микробиом кишечника играет решающую роль в скорости реакции больных раком на ингибиторы иммунных контрольных точек, сказал Мун.
«Мы и другие показали, что микробиом кишечника играет решающую роль в наших иммунных реакциях», – сказал Хан. «Около 70% лимфатических узлов в нашем организме расположены в желудочно-кишечном тракте, и поэтому микробы, проживающие в желудочно-кишечном тракте, тесно взаимодействуют с нашими иммунными клетками. Поддержание здорового микробиома кишечника питает нашу иммунную систему, чтобы наши иммунные клетки могли эффективно бороться с раком."
Группа выбрала инулин, потому что ей нужно было что-то, что можно было бы легко перевести в клинику.
Инулин – это диетическое волокно, которое широко потребляется населением и присутствует во многих растениях. Он используется как заменитель сахара, а также в конфетах и масле.
Превратив инулин в гель инулина, исследователи обнаружили, что гель инулина намного лучше покрывает желудочно-кишечный тракт, оставляя больше питательных веществ для микробов-комменсалов.
Гель инулина также работает с комбинированной терапией анти-PD-1 и анти-CTLA-4 (широко используемые ингибиторы иммунных контрольных точек), которые лечат многие типы рака, сказал Хан.
По словам Мун, примерно 10-30% больных раком реагируют на ингибиторы иммунных контрольных точек, в зависимости от типа рака, и существует риск серьезных иммунных осложнений и побочных эффектов. Например, часто встречаются воспаления в желудочно-кишечном тракте и на коже. Предыдущие исследования показали, что потребление инулина может облегчить воспаление желудочно-кишечного тракта, такое как колит и ВЗК.
«Таким образом, гель инулина может облегчить воспаление желудочно-кишечного тракта, вызванное ингибиторами иммунных контрольных точек, и сейчас мы проверяем эту идею», – сказал Мун.
«Формирование системного противоопухолевого иммунитета посредством модуляции микробиома кишечника in situ с помощью перорального введения геля инулина."