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

Circa uno su cinque pazienti oncologici trae beneficio dall'immunoterapia, un trattamento che utilizza il sistema immunitario per combattere il cancro. Questo approccio ha mostrato 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 rispondono male ad essa, con l'obiettivo di aiutare più pazienti.

Ora, i ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno scoperto che un ceppo di batteri intestinali, Ruminococcus gnavus, può migliorare gli effetti dell'immunoterapia contro il cancro nei topi. Lo studio, pubblicato su Science Immunology, suggerisce una nuova strategia per sfruttare i microbi intestinali per sbloccare il potenziale inutilizzato dell'immunoterapia nella lotta contro il cancro.

"Il microbioma svolge un ruolo importante nella mobilitazione del sistema immunitario del corpo per attaccare le cellule tumorali", ha spiegato l'autore principale dello studio Marco Colonna, MD, PhD, Robert Roque Bellivou Professor of Pathology.

"Le nostre scoperte hanno fatto luce su un tipo di batteri nell'intestino che aiuta un farmaco immunoterapico a uccidere i tumori nei topi. L'identificazione di tali partner microbici è un passo importante nello sviluppo di probiotici che contribuiranno a migliorare l'efficacia delle immunoterapie e a portare benefici a più pazienti oncologici".

L'immunoterapia contro il cancro utilizza le cellule immunitarie del corpo per colpire e distruggere i tumori. Uno di questi trattamenti utilizza inibitori dei checkpoint immunitari per rimuovere i freni naturali che mantengono tranquille le cellule T immunitarie, prevenendo così danni al corpo. Tuttavia, alcuni tumori contrastano questo sopprimendo le cellule immunitarie attaccanti, il che riduce l'efficacia di tali inibitori.

Colonna e la prima coautrice Martina Molgora, Ph.D., hanno precedentemente avviato una collaborazione con il collega Robert D. Schreiber, Ph.D., in cui hanno 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 alle cellule T di attaccare il tumore in crescita. Hanno quindi dimostrato che il farmaco immunoterapico era più efficace quando bloccava TREM2. Il risultato ha indicato che TREM2 riduce l'efficacia dell'immunoterapia.

In un esperimento che è diventato la base per un nuovo studio, gli scienziati hanno fatto un'osservazione inaspettata. I topi senza TREM2 hanno mostrato una risposta positiva simile all'inibitore del checkpoint quando vivevano con topi che avevano la proteina. Questo risultato si è verificato quando i ricercatori hanno deviato dal loro solito protocollo di separazione dei topi prima del trattamento con l'inibitore.

I topi che vivono insieme portano allo scambio di microbi. I ricercatori hanno suggerito che gli effetti potrebbero essere causati dal metabolismo dei batteri intestinali.

I ricercatori hanno lavorato con Jeffrey E. Gordon, M.D., e la prima coautrice Blanda Di Lucia, Ph.D., per studiare i microbi nell'intestino dei topi trattati con successo con l'immunoterapia. Hanno riscontrato un aumento del numero di Ruminococcus gnavus rispetto all'assenza di tali microbi nei topi che non rispondevano alla terapia.

R. Gnavus è stato trovato nel microbioma intestinale dei pazienti affetti da cancro che hanno risposto bene all’immunoterapia, ha spiegato Colonna. Negli studi clinici, i trapianti fecali di tali pazienti hanno aiutato alcuni pazienti non responsivi a beneficiare dell'immunoterapia.

I ricercatori, tra cui la prima coautrice e studentessa laureata Daria Khantakova, hanno iniettato R. Gnavus nei topi e poi hanno trattato i tumori con un inibitore del checkpoint. I tumori si sono ridotti anche quando TREM2 era disponibile come arma per ridurre l'effetto dell'immunoterapia.

Gordon, direttore dell'Edison Family Center for Genomic Sciences and Systems Biology, ha osservato che prove crescenti suggeriscono che il microbioma migliora l'immunoterapia. L'identificazione di specie rilevanti, come R. Gnavus, potrebbe portare allo sviluppo di una nuova generazione di probiotici che potrebbero lavorare in sinergia con l'immunoterapia per migliorare il trattamento del cancro.

Gli scienziati ora mirano a capire in che modo R. Gnavus promuove il rigetto del tumore, il che potrebbe rivelare nuovi modi per aiutare i pazienti affetti da cancro. Ad esempio, se un microbo produce un metabolita immunoattivante durante la digestione del cibo, ciò apre la possibilità di utilizzare i metaboliti come potenziatori dell'immunoterapia.

I microbi possono anche entrare dall'intestino e innescare una risposta immunitaria nel tumore o attivare le cellule T intestinali, che poi migrano verso il tumore e lanciano un attacco, ha spiegato Colonna. I ricercatori stanno esplorando tutte e tre le possibilità.