Кишечная микробиота влияет на эффективность иммунотерапии рака

Американские ученые показали, что бактерии кишечной микробиоты могут влиять на уровень молекул, которые способны определять эффективность иммунотерапии рака. Эта информация поможет улучшить подходы к ее проведению. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Для выживания и распространения раковых клеток очень важна способность скрываться от иммунитета. Еще в 1990-х годах ученые открыли один из механизмов, который позволяет раку «спрятаться». Он связан с молекулами PD-L1 и PD-L2. Обычно они находятся на поверхности иммунных клеток. PD-L1 и PD-L2 способны взаимодействовать с другой молекулой — PD-1, которая находится на поверхности Т-клеток.

Благодаря этому взаимодействию регулируется работа Т-клеток, и они не атакуют собственные клетки и ткани организма. При этом раковые клетки тоже могут экспрессировать на своей поверхности PD-L1 и PD-L2, тем самым не позволяя Т-клеткам атаковать себя.

Этот механизм стал мишенью для одного из подходов иммунотерапии, при котором ингибируются контрольные точки иммунной системы, в данном случае PD-1 или PD-L1. Благодаря этому собственный иммунитет человека активнее уничтожает опухолевые клетки.

Сейчас такой метод лечения применяется для 25 типов рака. Однако не для всех пациентов он эффективен, и ученые пытаются понять, с чем это связано.

Американские ученые исследовали взаимосвязь между кишечной микробиотой и эффективностью иммунотерапии. Для этого они провели серию экспериментов на мышах, в кишечник которых подселяли кишечную микробиоту пациентов с раком. Для некоторых из этих пациентов иммунотерапия оказалась эффективной, для других — нет. Животные с опухолями реагировали на иммунотерапию так же, как и пациенты, чья кишечная микробиота была им пересажена.

Сравнив две группы мышей, ученые заметили различия в поведении их иммунных клеток. У мышей, которым пересадили кишечную микробиоту от пациентов, для которых иммунотерапия была эффективна, была меньше представлена молекула PD-L2 на поверхности антиген-презентующих клеток. Это клетки, которые распознают патогены или опухоли, помещают на свою поверхность характерные для них белки и презентуют их Т-клеткам, которые затем уничтожают чужеродные клетки.

Напротив, у мышей с кишечной микробиотой от пациентов, для которых иммунотерапия была неэффективна, был повышен уровень PD-L2. Чтобы избавиться от влияния отдельных бактерий микробиоты, ученые обработали обе группы мышей антибиотиками широкого действия. В результате для обеих групп была неэффективна иммунотерапия ингибиторами PD-1. При этом у них повышался уровень PD-L2. На основе этого ученые предположили, что PD-L2 может подавлять активность Т-клеток не только через PD-1, но и через что-то еще.

Тогда ученые обратили внимание на молекулу RGMb, которая известна своей ролью в развитии нервной системы. Когда ученые ввели мышам, для которых анти-PD-1 терапия была неэффективна, антитела, блокирующие RGMb, в них повысилось число Т-клеток. Следовательно, PD-L2 может ингибировать их также за счет связывания с RGMb. При этом на взаимодействие между этими молекулами значительно влияет состав кишечной микробиоты. У мышей с опухолями, кишечная микробиота которых содержала определенные виды бактерий, на Т-клетках в шесть раз реже встречалась молекула RGMb по сравнению с мышами без кишечной микробиоты.

Для них также была эффективна и анти-PD-1, и анти-PD-L1 терапия. Для этого имеет большое значение бактерия Coprobacillus cateniformis, которая способна понижать уровень PD-L2.Ученые надеются определить, какие именно вещества, выделяемые бактериями, способны ингибировать PD-L2 или RGMb. Если это малые молекулы, то они могут легко вводиться в организм в виде таблеток. Исследователи также отметили, что их результаты — это лишь начало, но они будут иметь большое значение, если выводы подтвердятся не только на мышах, но и на людях.