Mikroba usus dapat memacu sistem imun untuk menyerang barah
Satu kajian di seluruh dunia telah mengenal pasti bakteria usus yang dapat meningkatkan kemampuan sistem imun untuk melawan tumor. Penemuan ini dapat membantu meningkatkan dan memperibadikan rawatan imunoterapi untuk kanser.
Imunoterapi adalah istilah umum untuk rawatan yang meningkatkan kemampuan tubuh sendiri untuk mengatasi penyakit.
Salah satu rawatan tersebut menggunakan ubat-ubatan yang disebut inhibitor checkpoint imun.
Ini menyekat protein yang dihasilkan sel barah dan yang melindunginya dari serangan oleh sel imun.
Namun, tidak semua kes barah bertindak balas terhadap rawatan dengan perencat pusat pemeriksaan imun, dan ubat-ubatan tersebut juga boleh menyebabkan kesan sampingan yang teruk.
Baru Komunikasi Alam kajian mendedahkan maklumat yang harus membantu mengenal pasti orang mana yang paling mungkin mendapat manfaat daripada rawatan dengan perencat pusat pemeriksaan imun.
Maklumat berkenaan mekanisme molekul di mana bakteria usus berinteraksi dengan sistem imun untuk mempengaruhi kemampuannya melawan barah.
Institut Penemuan Perubatan Sanford Burnham Prebys di La Jolla, CA, mengetuai pasukan antarabangsa besar yang mengerjakan kajian ini, yang juga melibatkan kerjasama dengan tiga hospital.
Bakteria usus, sistem imun, dan melanoma
Thomas Gajewski adalah seorang profesor imunoterapi barah di University of Chicago, IL, dan tidak terlibat dalam penyelidikan. Dia menggambarkannya sebagai "langkah penting" untuk memperluas "jumlah orang yang mendapat manfaat dari imunoterapi."
Para penyelidik mengenal pasti 11 jenis bakteria usus yang interaksinya dengan sistem imun membantu memperlambat pertumbuhan tumor melanoma pada tikus.
Selain itu, mereka menyoroti jalur pemberian isyarat yang disebut tindak balas protein yang tidak dilipat (UPR) sebagai penghubung utama antara bakteria usus dan kemampuan melawan antumumor sistem imun.
UPR adalah proses selular yang membantu menjaga populasi protein tetap stabil dan sihat dengan membersihkan yang menyebabkan tekanan sel melipat dengan tidak betul.
Para penyelidik mendapati bahawa aktiviti UPR lebih rendah pada orang dengan melanoma yang barahnya bertindak balas terhadap perencat pusat pemeriksaan imun.
Mereka menunjukkan bahawa ini menyoroti aktiviti UPR sebagai penanda berpotensi untuk memilih orang dengan melanoma yang lebih cenderung mendapat manfaat daripada terapi pusat pemeriksaan imun.
"Hasil ini," kata pengarang kajian kanan Ze'ev Ronai, seorang profesor di Sanford Burnham Prebys, "[…] mengenal pasti koleksi strain bakteria yang dapat mengaktifkan imuniti antimonor dan biomarker yang dapat digunakan untuk mengelompokkan orang dengan melanoma untuk rawatan dengan perencat pusat pemeriksaan terpilih. "
Perlu meningkatkan terapi perencat pusat pemeriksaan
Walaupun lebih jarang daripada kebanyakan jenis barah kulit, melanoma adalah kemungkinan besar menyerang tisu berdekatan dan merebak ke tempat lain di dalam badan. Kecenderungannya untuk menyebar menjadikan melanoma barah yang serius dan berpotensi mengancam nyawa.
Menurut American Cancer Society (ACS), melanoma bertanggungjawab untuk sekitar 1 peratus daripada semua kanser kulit tetapi menyumbang kematian paling banyak kepada barah kulit di Amerika Syarikat.
ACS menganggarkan bahawa sepanjang tahun 2019, sekitar 96,480 orang akan mengetahui bahawa mereka menghidap melanoma dan 7,230 orang akan mati kerana barah kulit di A.S.
Rawatan dengan perencat pusat pemeriksaan imun mempunyai kesan dramatik untuk meningkatkan kadar kelangsungan hidup bagi orang yang menderita melanoma, tetapi barahnya masih mempunyai risiko tinggi untuk menyebabkan kematian setelah ia menyebar.
Walaupun doktor menggabungkan terapi pusat pemeriksaan imun dengan rawatan lain, mereka hanya berfungsi untuk sekitar separuh daripada semua kes. Juga, orang yang menghidap barah responsif mungkin masih mengalami reaksi autoimun, tempoh tindak balas yang terhad, dan bahkan penentangan terhadap terapi.
Kajian baru-baru ini menambah bukti bahawa mikroba usus dapat mempengaruhi keberkesanan imunoterapi. Penyelidikan yang lalu menunjukkan, sebagai contoh, bahawa beberapa jenis bakteria usus dapat meningkatkan keberkesanan rawatan, sementara antibiotik dan probiotik tertentu dapat mengurangkannya.
Model tetikus yang berguna
Untuk penyelidikan mereka, Prof Ronai dan rakannya menggunakan tikus yang kekurangan protein jari RING 5 (RNF5), yang membantu sel mengeluarkan protein yang dilipat dengan tidak betul.
Mereka mendapati bahawa tikus ini dapat menghentikan pertumbuhan tumor melanoma selagi sistem imun dan populasi mikroba usus mereka sihat dan utuh.
Namun, jika mereka menempatkan tikus kekurangan RNF5 dengan tikus yang tidak kekurangan protein, atau jika mereka mengobati mereka dengan antibiotik, haiwan tersebut kehilangan kemampuannya untuk melawan tumor melanoma. Ini menunjukkan bahawa mikroba usus memainkan peranan penting dalam pertahanan imun antitumor.
Pemeriksaan lebih lanjut menunjukkan penglibatan beberapa komponen sistem kekebalan tubuh dalam usus dan penurunan UPR dalam sel imun dan usus sudah cukup untuk mengaktifkan sel-sel imun.
Dengan menggunakan teknik canggih, pasukan melihat bahawa tikus yang disenyapkan RNF5 mempunyai populasi yang lebih besar daripada 11 jenis bakteria. Ketika mereka memindahkan strain ini ke tikus bebas kuman yang tidak mempunyai bakteria usus, mereka memicu tindak balas antitumor dan mengurangkan pertumbuhan tumor melanoma.
Dalam satu set ujian terakhir, pasukan mengesahkan hasil dalam sampel tisu dari tiga kumpulan berasingan orang dengan melanoma yang kemudian menerima rawatan dengan perencat pusat pemeriksaan.
Ujian ini menunjukkan bahawa tindak balas terhadap rawatan berkorelasi dengan tahap komponen UPR, yang menunjukkan bahawa ini dapat berfungsi sebagai biomarker yang berpotensi untuk meramalkan siapa yang paling mungkin mendapat manfaat dari imunoterapi.
Para penyelidik kini merancang untuk mengenal pasti molekul antitumor yang dihasilkan oleh bakteria usus.Mereka kemudian berniat untuk menguji kekuatan antitumor molekul dan mengetahui probiotik mana yang dapat meningkatkan keberkesanannya pada orang dengan melanoma.
Prof Ronai mengatakan bahawa ada juga sudut lain yang ingin mereka terokai. Semasa kajian, mereka melihat bagaimana tikus yang kekurangan RNF5 lebih rentan terhadap radang usus. Ini juga merupakan kesan sampingan dalam beberapa terapi pemeriksaan.
Mungkin pasukan dapat menggunakan "model yang kuat ini," tambahnya, untuk mengetahui bagaimana memperbaiki "keseimbangan antara imunimuniti dan imuniti antitumor" untuk membantu lebih banyak orang mendapat manfaat dari imunoterapi.
"Kajian kami mewujudkan hubungan formal antara mikrobioma dan imuniti antitumor dan menunjukkan peranan UPR dalam proses ini, menjawab pertanyaan yang sudah lama dicari di lapangan."
Prof Ze'ev Ronai
