Hoe lichaamsbeweging je microbioom transformeert om kanker effectiever te bestrijden

Een onderzoek van de Universiteit van Pittsburgh (VS) heeft een verrassend mechanisme ontdekt achter de voordelen van lichaamsbeweging in de strijd tegen kanker. Volgens de onderzoekers verkleint lichaamsbeweging niet alleen de tumorgrootte bij muizen, maar verbetert het ook de respons op immunotherapie door het darmmicrobioom te beïnvloeden.

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Cell , identificeerde de verbinding formiaat, geproduceerd door darmbacteriën bij sportende dieren, als verantwoordelijk voor deze gunstige effecten. Dezezelfde verbinding is ook in verband gebracht met verbeterde resultaten bij menselijke patiënten met melanoom.

"We wisten al dat lichaamsbeweging de effectiviteit van kankerimmunotherapie verbetert en ook het microbioom beïnvloedt. Wat we niet wisten, was hoe deze twee factoren met elkaar verbonden waren", legt Marlies Meisel uit, hoofdauteur van de studie en hoogleraar aan de afdeling Immunologie van de Pitt School of Medicine. "Ons werk toont aan dat door lichaamsbeweging veroorzaakte veranderingen in het darmmicrobioom het immuunsysteem versterken en de immunotherapie verbeteren dankzij de opzet."

Het team, onder leiding van Catherine Phelps, vergeleek muizen die vier weken lang bewogen met muizen die niet bewogen. De actieve muizen ontwikkelden kleinere tumoren en leefden langer wanneer ze werden geconfronteerd met een agressieve vorm van melanoom. Deze voordelen verdwenen echter wanneer de dieren werden behandeld met antibiotica of werden grootgebracht zonder microbioom, wat bevestigde dat darmbacteriën cruciaal waren.

"Toen we de bacteriën hadden geëlimineerd, had bewegen geen effect meer op kanker. Het was verrassend om te zien dat alles afhing van het microbioom ", merkt Phelps op.

Met behulp van kunstmatige intelligentie identificeerden de onderzoekers formiaat als de metaboliet die geproduceerd werd door de bacteriën die deze positieve effecten genereerden. In modellen van melanoom, adenocarcinoom en lymfoom verminderde orale toediening van formiaat de tumorgroei aanzienlijk en verbeterde de effectiviteit van immunotherapie op basis van immuuncheckpointremmers.

Om te testen of deze bevindingen relevant waren voor mensen, analyseerde het team bloedmonsters van patiënten met gevorderd melanoom die behandeld werden met immunotherapie. Degenen met hogere formiaatniveaus in hun bloed hadden een betere progressievrije overleving.

Ze voerden ook fecale transplantaties uit bij muizen met monsters van menselijke patiënten met hoge of lage formiaatniveaus. De muizen die microbiota ontvingen van patiënten met hoge formiaatniveaus vertoonden een verhoogde T-celactiviteit en verbeterde tumorcontrole.

Fecale transplantatie wordt al onderzocht als therapie om de resultaten van immunotherapie te verbeteren bij patiënten die niet reageren . Het is echter niet helemaal duidelijk waarom sommige "superdonor"-ontlasting betere resultaten oplevert.

"We willen metabole biomarkers beschrijven om superdonoren van FMT te identificeren, want dit is echt een black box", merkt Meisel op. "Momenteel richt iedereen zich op bacteriesoorten, maar ons onderzoek suggereert dat het niet alleen gaat om welke microben aanwezig zijn, maar ook om wat ze doen en welke metabolieten ze produceren."