I batteri intestinali potenziano gli effetti dell'immunoterapia contro il cancro

Circa un paziente oncologico su cinque trae beneficio dall'immunoterapia , un trattamento che utilizza il sistema immunitario per combattere il cancro. L'approccio ha dimostrato un successo significativo nel trattamento del cancro ai polmoni e del melanoma. Sperando nel suo potenziale, i ricercatori stanno esplorando strategie per migliorare l'immunoterapia per i tumori che non rispondono bene, con l'obiettivo di aiutare un maggior numero di pazienti.

Ora, i ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno scoperto che un ceppo di batteri intestinali, Ruminococcus gnavus, può potenziare gli effetti dell'immunoterapia contro il cancro nei topi. Lo studio, pubblicato sulla rivista Science Immunology, offre una nuova strategia per l'utilizzo dei microbi intestinali e per sbloccare il potenziale inesplorato dell'immunoterapia nella lotta contro il cancro.

"Il microbioma svolge un ruolo importante nel mobilitare il sistema immunitario dell'organismo per attaccare le cellule tumorali", ha spiegato l'autore principale dello studio, Marco Colonna, MD, professore di patologia Robert Rock Bellivu.

"I nostri risultati fanno luce su un singolo tipo di batteri intestinali che aiuta un farmaco immunoterapico a uccidere i tumori nei topi. Identificare questi partner microbici è un passo importante nello sviluppo di probiotici che potrebbero migliorare l'efficacia dei farmaci immunoterapici e apportare benefici a un maggior numero di pazienti oncologici."

L'immunoterapia contro il cancro utilizza le cellule immunitarie dell'organismo per colpire e distruggere i tumori. Uno di questi trattamenti utilizza inibitori dei checkpoint immunitari per rimuovere i freni naturali che mantengono inattivi i linfociti T immunitari, prevenendo danni all'organismo. Tuttavia, alcuni tumori contrastano questo meccanismo sopprimendo le cellule immunitarie attaccanti, rendendo questi inibitori meno efficaci.

Colonna e la prima coautrice, Martina Molgor, PhD, avevano precedentemente avviato una collaborazione con il collega Robert D. Schreiber, PhD, grazie alla quale avevano completamente eradicato i sarcomi nei topi utilizzando un approccio di inibizione a due punte.

I ricercatori hanno inibito TREM2, una proteina prodotta dai macrofagi tumorali, per impedire ai linfociti T di attaccare il tumore in crescita. Hanno poi dimostrato che il farmaco immunoterapico era più efficace quando TREM2 veniva bloccato. Il risultato indicava che TREM2 riduceva l'efficacia dell'immunoterapia.

Nell'esperimento che ha costituito la base del nuovo studio, gli scienziati hanno fatto un'osservazione sorprendente. I topi senza TREM2 hanno mostrato una risposta positiva simile all'inibitore del checkpoint quando sono stati ospitati insieme a topi che presentavano la proteina. Questo risultato si è verificato quando i ricercatori hanno deviato dal loro protocollo abituale, che prevedeva di separare i topi prima di trattarli con l'inibitore.

La convivenza nei topi provoca uno scambio di microbi. I ricercatori hanno ipotizzato che gli effetti possano essere dovuti a uno scambio di batteri intestinali.

I ricercatori, in collaborazione con il Dott. Jeffrey I. Gordon e la prima coautrice Blanda Di Lucia, hanno studiato i microbi intestinali di topi trattati con successo con l'immunoterapia. Hanno riscontrato un aumento di Ruminococcus gnavus rispetto all'assenza di tali microbi nei topi che non rispondevano alla terapia.

R. gnavus è stato trovato nel microbioma intestinale di pazienti oncologici che rispondono bene all'immunoterapia, ha spiegato Colonna. Negli studi clinici, i trapianti fecali da questi pazienti hanno aiutato alcuni pazienti non responder a trarre beneficio dall'immunoterapia.

I ricercatori, tra cui la prima coautrice e dottoranda Daria Khantakova, hanno iniettato R. gnavus nei topi e poi trattato i tumori con un inibitore dei checkpoint immunitari. I tumori si sono ridotti anche quando TREM2 era disponibile come arma per ridurre gli effetti dell'immunoterapia.

Gordon, direttore dell'Edison Family Center for Genome Sciences and Systems Biology, ha osservato che prove sempre più numerose suggeriscono che il microbioma possa potenziare l'immunoterapia. L'identificazione di specie rilevanti, come R. gnavus, potrebbe portare allo sviluppo di probiotici di nuova generazione che potrebbero agire in sinergia con l'immunoterapia per migliorare il trattamento del cancro.

Gli scienziati ora mirano a comprendere come R. gnavus promuova il rigetto tumorale, il che potrebbe aprire nuove strade per aiutare i pazienti oncologici. Ad esempio, se il microbo produce un metabolita immunoattivante durante il processo digestivo, questo potrebbe aprire la possibilità di utilizzare i metaboliti come potenziatori dell'immunoterapia.

I microbi possono anche entrare dall'intestino e innescare una risposta immunitaria nei tumori o attivare le cellule T intestinali, che poi migrano verso il tumore e lo attaccano, ha affermato Colonna. I ricercatori stanno esplorando tutte e tre le possibilità.