Estudio revela cómo ciertas bacterias intestinales comprometen la radioterapia
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Un estudio dirigido por el codirector de Ludwig Chicago Ralph Weichselbaum y Yang-Xin Fu del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas ha demostrado cómo las bacterias en el intestino puede opacar la eficacia de la radioterapia, un tratamiento que reciben aproximadamente la mitad de todos los pacientes con cáncer. Sus hallazgos aparecen en la edición actual del Journal of Experimental Medicine.
«Nuestro estudio identifica dos familias de bacterias intestinales que interfieren con la radioterapia en ratones y describe el mecanismo por el cual un metabolito que producen, un ácido graso de cadena corta llamado butirato, socava la terapia», dijo Weichselbaum.
Una amplia Una variedad de bacterias comensales habitan en el cuerpo humano, particularmente en el intestino, donde participan en importantes procesos fisiológicos que van desde la digestión hasta la regulación del sistema inmunitario. Muchos estudios han demostrado que los microbios intestinales también tienen una profunda influencia en las terapias contra el cáncer, sobre todo en las inmunoterapias.
Dado que se sabe que la radiación ionizante activa las respuestas inmunitarias antitumorales, Kaiting Yang, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Weichselbaum, examinó cómo los antibióticos afectan los resultados de la radioterapia tumoral.
Estos estudios demostraron que la vancomicina, un antibiótico contra las bacterias grampositivas, una de las dos amplias clases de bacterias, mejoró las respuestas a la irradiación tumoral en ratones. La gentamicina, que se dirige a las bacterias gramnegativas, no tuvo ese efecto. Resultó que la destrucción por vancomicina de dos familias de bacterias intestinales grampositivas, Lachnospiraceae y Ruminococcaceae, se asoció más estrechamente con la respuesta mejorada. Un análisis posterior reveló que una disminución en los niveles de butirato, un metabolito producido por estas bacterias, acompañó el efecto.
Cuando se introdujeron Lachnospiraceae en ratones completamente desprovistos de bacterias, el efecto de la radiación en sus tumores disminuyó notablemente. y la respuesta amortiguada correspondió a un aumento sistémico en los niveles de butirato. La inyección de butirato directamente en los tumores tuvo un efecto amortiguador similar sobre la radioterapia.
Dado que el butirato no protegía directamente a los tumores de la radiación, los investigadores centraron su atención en la respuesta inmunitaria provocada por la radioterapia. Sus experimentos revelaron que el butirato interfiere con la activación de las células T citotóxicas (o asesinas), células inmunitarias que se dirigen a las células cancerosas y se sabe que atacan los tumores después de la radioterapia.
Estudios anteriores dirigidos por Weichselbaum y Fu han demostrado que la irradiación activa una vía de señalización en otra célula inmunitaria, la célula dendrítica, que puede preparar a las células T asesinas para que ataquen los tumores. Esta vía bioquímica, controlada por una proteína llamada STING, aumenta la producción de factores inmunoestimulantes de las células dendríticas conocidos como interferones tipo 1 (IFN-I), lo que aumenta la activación de las células T asesinas.
Weichselbaum, Fu, Yang y sus colegas muestran en el estudio actual que el butirato inhibe un paso de la cascada de señalización bioquímica que vincula la activación de STING con la producción de IFN-I. Agregar un IFN-I a los tumores inyectados simultáneamente con butirato restauró los efectos terapéuticos de la radioterapia en los ratones.
Sus hallazgos confirman y se suman a los de un estudio publicado por otros investigadores en el Journal of Clinical Investigation en diciembre. 2019, que también mostró que el butirato compromete la activación de las células T asesinas por parte de las células dendríticas después de la irradiación del tumor.
El estudio actual también tiene cierta relevancia clínica inmediata. Los investigadores encontraron que los niveles de otras bacterias beneficiosas (Akkermansia y Lactobacillus) aumentan en el intestino y dentro de los tumores de ratones después del tratamiento con vancomicina. Esto sugiere que el agotamiento de butirato podría no ser el único mecanismo detrás de la mejora observada en las respuestas a la radioterapia: el tratamiento con antibióticos también podría afectar el microbioma de otras maneras para respaldar las respuestas inmunitarias provocadas por la radioterapia.
«Nuestros hallazgos ofrecen pistas al desarrollo de nuevas estrategias para mejorar las respuestas de los pacientes a la radioterapia», dijo Weichselbaum. «Esto incluye la orientación específica de tipos particulares de bacterias intestinales que producen butirato una vez que tengamos una mejor comprensión de las diversas formas en que estos microbios interactúan con el sistema inmunológico y las terapias contra el cáncer».
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El STING de la radiación Más información: Kaiting Yang et al. La supresión del interferón tipo I local por el butirato derivado de la microbiota intestinal afecta los efectos antitumorales de la radiación ionizante, Journal of Experimental Medicine (2021). DOI: 10.1084/jem.20201915 Información de la revista: Journal of Experimental Medicine , Journal of Clinical Investigation
Proporcionado por el Instituto Ludwig para la investigación del cáncer Cita: El estudio revela cómo ciertos las bacterias intestinales comprometen la radioterapia (27 de enero de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-01-reveals-gut-bacteria-compromise-radiotherapy.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.