Un'immagine al microscopio di un normale intestino tenue di topo. Le cellule colorate di rosso esprimono quantità normali di tag sulla superficie cellulare (MHC-II) necessari alle cellule immunitarie per trovare minacce come infezioni o cancro. Le diete ricche di grassi riducono i livelli di tag MHC-II nelle cellule intestinali e quindi il sistema immunitario ha difficoltà a riconoscere i tumori intestinali. Credito:Beyaz lab/CSHL, 2021
Il sistema immunitario si basa sui tag della superficie cellulare per riconoscere le cellule tumorali. I ricercatori del CSHL hanno scoperto che i topi che mangiavano diete ricche di grassi producevano meno di questi tag sulle loro cellule intestinali, sopprimendo la capacità delle cellule immunitarie di identificare ed eliminare i tumori intestinali. La dieta ricca di grassi ha anche ridotto la presenza di alcuni batteri nell'intestino dei topi, che normalmente aiutano a mantenere la produzione di questi tag.
Una dieta ricca di grassi aumenta l'incidenza del cancro del colon-retto. Il collega del Cold Spring Harbor Laboratory, Semir Beyaz e i collaboratori della Harvard Medical School e del Massachusetts Institute of Technology, hanno scoperto che nei topi il grasso interrompe la relazione tra le cellule intestinali e le cellule immunitarie che le pattugliano alla ricerca di tumori emergenti. La riconfigurazione del microbioma intestinale può essere un modo per curare la relazione.
Il sistema immunitario pattuglia i tessuti cercando ed eliminando le minacce. Alcune cellule immunitarie cercano tag che distinguano tra cellule normali e anormali. Un tag, chiamato MHC-II, aiuta le cellule a bersaglio per la distruzione. L'MHC-II della superficie cellulare attiva il sistema immunitario per distruggere quella cellula, sia che sia appena esaurita o che stia per diventare cancerosa. Beyaz e i suoi colleghi hanno scoperto che quando i topi mangiavano diete ricche di grassi, i livelli di MHC-II venivano soppressi nelle cellule intestinali. Le cellule con livelli ridotti di questi tag non sono state riconosciute come anormali e quindi potrebbero trasformarsi in tumori. Charlie Chung, uno studente laureato della Stony Brook University nel laboratorio di Beyaz, afferma:"Se alteriamo il livello di queste molecole di riconoscimento immunitario in modo positivo, è più probabile che il tumore venga riconosciuto dalla cellula immunitaria. Ci auguriamo che questo possa essere abbinato alle strategie esistenti, come l'immunoterapia, per eradicare i tumori".
Cellule intestinali di un topo che sono state alimentate con una dieta ricca di grassi. Le cellule intestinali esprimono meno del tag MHC-II di quanto si trovi in un intestino di topi alimentati con una dieta normale. Credito:Beyaz lab/CSHL, 2021
I ricercatori hanno scoperto che una dieta ricca di grassi ha cambiato il microbioma intestinale del topo (la miscela di microbi nell'intestino). Diversi batteri, inclusi quelli chiamati Helicobacter , aumentano l'MHC-II, che può aiutare le cellule immunitarie a localizzare le cellule anormali. Il team ha condotto un esperimento di "compagno di stanza sporco" in cui i topi senza questi batteri sono stati alloggiati con quelli che li avevano. I topi "puliti" sono stati infettati dall'Helicobacter batteri e ha prodotto più tag MHC-II.
I risultati degli scienziati suggeriscono un nuovo modo per potenziare gli attuali trattamenti di immunoterapia contro il cancro. Aumentare la produzione di questo tag MHC-II, tramite dieta, farmaci o modificando i microbi nel corpo, può aiutare il sistema immunitario a riconoscere ed eliminare le cellule tumorali. Beyaz dice:
"Questa interazione tra dieta, microbi e riconoscimento immunitario ha il potenziale per aiutarci a spiegare in che modo i fattori dello stile di vita possono contribuire all'inizio, alla progressione o alla risposta alla terapia del tumore".
Le cellule tumorali usano molti trucchi per evitare di essere riconosciute come anormali dal sistema immunitario, ma Beyaz spera di aver trovato diversi modi per superarle in astuzia.
Riferimento:"La soppressione dietetica dell'espressione di MHC di classe II nelle cellule epiteliali intestinali migliora la tumorigenesi intestinale" di Semir Beyaz, Charlie Chung, Haiwei Mou, Khristian E. Bauer-Rowe, Michael E. Xifaras, Ilgin Ergin, Lenka Dohnalova, Moshe Biton, Karthik Shekhar, Onur Eskiocak, Katherine Papciak, Kadir Ozler, Mohammad Almeqdadi, Brian Yueh, Miriam Fein, Damodaran Annamalai, Eider Valle-Encinas, Aysegul Erdemir, Karoline Dogum, Vyom Shah, Aybuke Alici-Garipcan, Hannah V. Meyer, Deniz M. Özata, Eran Elinav, Alper Kucukural, Pawan Kumar, Jeremy P. Mc Aleer, James G. Fox, Christoph A. Thaiss, Aviv Regev, Jatin Roper, Stuart H. Orkin e Ömer H. Yilmaz, 15 settembre 2021, Cellula Staminale .
DOI:10.1016/j.stem.2021.08.007
Finanziamenti:National Cancer Institute, Oliver S. e Jennie R. Donaldson Charitable Trust, Mathers Foundation, STARR Cancer Consortium, Mark Foundation For Cancer Research, National Institutes of Health, Massachusetts Institute of Technology Stem Cell Initiative, Pew Foundation, Howard Hughes Medical Institute , Borsa di studio per il rientro alla carriera dell'American Association of Immunologists
