Darmbakterien verbessern den Angriff des Immunsystems auf Tumore

Mit dem Krieg gegen Krebs auf Hochtouren, neue Wege der Untersuchung stehen ständig in den Vordergrund. Eine neuartige Studie zur Darmflora von Mäusen hat überraschend positive Antikrebswirkungen gezeigt.
Die natürliche Darmflora scheint die Reaktion des Immunsystems auf Tumore zu stärken.

Forschung durchgeführt an der Universität von Chicago und kürzlich veröffentlicht in Wissenschaft fanden heraus, dass die Zugabe bestimmter Bakterien in den Verdauungstrakt von Mäusen die Fähigkeit ihres Immunsystems erhöht, Tumorzellen anzugreifen.

Der positive Effekt der hinzugefügten Bakterienflora war ähnlich stark wie der von Checkpoint-Inhibitoren, einer Art erfolgreicher Antitumor-Droge.

Wenn orale Dosen von Bakterien in Verbindung mit Checkpoint-Inhibitoren verabreicht wurden, war das Tumorwachstum nahezu beseitigt.

Studienleiter Dr. Thomas Gajewski sagte:

"Unsere Ergebnisse zeigen eindeutig eine signifikante, wenn auch unerwartete Rolle für bestimmte Darmbakterien bei der Verbesserung der Reaktion des Immunsystems auf Melanom und möglicherweise viele andere Tumorarten."

Checkpoint-Inhibitoren

T-Zellen, eine Art weißer Blutkörperchen, sind zentrale Merkmale der Immunantwort. Sie jagen infizierte oder Krebszellen und zerstören sie.

Tumorzellen können sich jedoch an spezifische T-Zell-Rezeptoren anheften, diese abschalten und sie inert machen.

Checkpoint-Inhibitoren, wie Anti-PD-L1-Antikörper, blockieren die Fähigkeit der Tumorzellen, sich an die T-Zellen zu binden. Dies wiederum hält die T-Zellen aktiv und ist auf der Suche nach fehlerhaften oder fehlerhaften Zellen.

Obwohl sich Checkpoint-Inhibitoren bei der Behandlung einer Reihe von Krebsarten als sehr erfolgreich erwiesen haben, haben nur etwa 1 von 3 Patienten eine starke Reaktion. Dies hat Forscher verwirrt.

Dr. Gajewski und sein Team bemerkten eine ähnliche Reaktion bei den Mäusen, die sie verwendeten. Mäuse, die vom Jackson Laboratory (JAX) gekauft wurden, zeigten eine viel robustere, natürliche Immunantwort auf Tumore als Mäuse, die von Taconic Biosciences (TAC) gekauft wurden.

Dieser deutliche Unterschied verschwand jedoch vollständig, nachdem die zwei Mäuse-Stämme 3 Wochen zusammen im selben Käfig verbracht hatten. Das Forschungsteam vermutete, dass die Mäuse möglicherweise Mikroben teilen, was den TAC-Mäusen eine verstärkte Antitumor-Antwort verschafft.

Stuhltransplantation

Nach ihrer Vorahnung übertrugen sie JAX-Fäkalien in die Mägen von TAC-Mäusen. Die Ergebnisse waren wie erwartet. Die Reaktion der TAC-Mäuse auf den Tumor war nun so robust wie die der JAX-Mäuse. Der umgekehrte Prozess der Übertragung von TAC-Fäkalien in JAX-Mäuse ergab keinen Effekt.

Um die Stärke der bakteriellen Antwort zu testen, verglich das Team die Wirkung des bakteriellen Transfers mit Anti-PD-L1-Antikörpern (einem Checkpoint-Inhibitor). Die Antworten waren gleichwertig, und als die Methoden kombiniert wurden, waren die Ergebnisse noch positiver.

Der nächste Schritt des Teams bestand darin, die spezifischen Bakterien zu finden, die die Reaktion vermittelt haben. Nach dem Testen der prominenteren Arten von Bakterien fiel eine auf: Bifidobakterien.

In der nächsten Testphase wurden Bifidobakterien oral an TAC-Mäuse verabreicht. Bereits nach 2 Wochen zeigten die Mäuse eine deutliche Verbesserung ihrer spontanen T-Zell-Reaktion auf die Tumorinsertion.

Diese Reaktion war genauso stark wie bei der Übertragung der Fäkalien im Großhandel.

Beeindruckend war, dass die positiven Effekte der Bifidobakterien relativ lange anhielten. TAC-Mäuse, die 6 Wochen nach dem Einströmen der Bakterien Tumoren ausgesetzt waren, zeigten immer noch eine starke Immunantwort.

Möglicher Mechanismus von Bifidobakterien

• Bifidobakterien werden im Darm, im Mund und in der Vagina gefunden
• Orale Dosen von Bifidobakterien können Kinderdurchfall lindern
• Sie fermentieren Zucker, um Milchsäure in unserem Darm zu produzieren.

Erfahren Sie mehr über Bakterien

Bifidobakterien gehören zu den sogenannten guten Bakterien, die einen gesunden Darm besiedeln. Sie sind ein natürlicher Bewohner im menschlichen Darm und unterstützen zusammen mit einem Großteil der Darmflora die Verdauung.

Dr. Gajewski theoretisiert, dass die Bifidobakterien die Immunantwort auslösen könnten, indem sie mit wandernden dendritischen Zellen interagieren.

Dendritische Zellen spielen eine entscheidende Rolle bei der Initiierung der T-Zell-Immunantwort. Sie produzieren auch wichtige Chemikalien, die Immunantwort vermitteln - wie Zytokine und CD40 - und stellen sicher, dass die richtigen Untertypen von T-Zellen eingeschaltet und bereit für den Kampf sind.

Dendritische Zellen wurden als "Leiter des Immunorchesters" bezeichnet.

Das Team vermutet, dass Bifidobakterien Abschnitte im Darm besiedeln. Dadurch können sie mit den Zellen interagieren, die direkt mit dendritischen Zellen kommunizieren, die wiederum tumorabtötende T-Zellen aktivieren.

Dr. Gajewski kommentierte:

"Das Feld hat kürzlich enge Verbindungen zwischen dem Darm-Mikrobiom und dem Immunsystem erkannt. Dieser Befund bietet eine neue Möglichkeit, diese Verbindung zu nutzen, um die Immuntherapie durch die selektive Modulation von Darmbakterien zu verbessern."

Die Autoren merken auch an, dass dies nur das erste Stück eines erstaunlich komplizierten Puzzles ist. Andere Bakterien (natürlich vorhanden oder sonstwie) könnten für die Tumorsuppression noch vorteilhafter sein; einige könnten natürlich negative Auswirkungen haben.

Dr. Gajewskis Team an der University of Chicago sucht bereits nach den nächsten bakteriellen Konkurrenten.

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