Obraz mikroskopowy normalnego jelita cienkiego myszy. Komórki zabarwione na czerwono wyrażają normalne ilości znaczników powierzchni komórek (MHC-II) potrzebnych komórkom odpornościowym do wykrywania zagrożeń, takich jak infekcje lub rak. Diety wysokotłuszczowe obniżają poziom znaczników MHC-II w komórkach jelitowych, przez co układ odpornościowy ma trudności z rozpoznaniem guzów jelitowych. Źródło:laboratorium Beyaz/CSHL, 2021
Układ odpornościowy rozpoznaje komórki rakowe na podstawie znaczników na powierzchni komórki. Naukowcy z CSHL odkryli, że myszy, które spożywały dietę wysokotłuszczową, wytwarzały mniej tych znaczników na komórkach jelitowych, hamując zdolność komórek odpornościowych do identyfikowania i eliminowania guzów jelitowych. Dieta wysokotłuszczowa zmniejszyła też obecność pewnych bakterii w jelitach myszy, co zwykle pomaga utrzymać produkcję tych tagów.
Dieta wysokotłuszczowa zwiększa zachorowalność na raka jelita grubego. Kolega z Cold Spring Harbor Laboratory Semir Beyaz i współpracownicy z Harvard Medical School i Massachusetts Institute of Technology odkryli, że u myszy tłuszcz zaburza relacje między komórkami jelitowymi a komórkami odpornościowymi, które je patrolują w poszukiwaniu pojawiających się guzów. Rekonfiguracja mikrobiomu jelitowego może być sposobem na uzdrowienie związku.
Układ odpornościowy patroluje tkanki w poszukiwaniu i eliminowaniu zagrożeń. Niektóre komórki odpornościowe szukają znaczników, które odróżniają komórki prawidłowe od nieprawidłowych. Jeden znacznik, zwany MHC-II, pomaga celować komórki do zniszczenia. MHC-II na powierzchni komórki aktywuje układ odpornościowy, aby zniszczyć tę komórkę, niezależnie od tego, czy jest ona właśnie zużyta, czy wkrótce stanie się rakowa. Beyaz i jego koledzy odkryli, że kiedy myszy jadły dietę bogatą w tłuszcze, poziom MHC-II był tłumiony w komórkach jelitowych. Komórki z obniżonymi poziomami tych znaczników nie były rozpoznawane jako nieprawidłowe, a zatem mogły rosnąć w guzy. Charlie Chung, absolwent Uniwersytetu Stony Brook w laboratorium Beyaz, mówi:„Jeśli zmienimy poziom tych cząsteczek rozpoznających układ odpornościowy w pozytywny sposób, nowotwór zostanie bardziej prawdopodobnie rozpoznany przez komórkę odpornościową. Mamy nadzieję, że można to połączyć z istniejącymi strategiami, takimi jak immunoterapia, w celu wyeliminowania guzów”.
Komórki jelitowe myszy karmione dietą wysokotłuszczową. Komórki jelitowe wyrażają mniej znacznika MHC-II niż znajduje się w jelicie myszy karmionych normalną dietą. Źródło:laboratorium Beyaz/CSHL, 2021
Naukowcy odkryli, że dieta wysokotłuszczowa zmieniła mikrobiom jelitowy myszy (mieszaninę drobnoustrojów w jelitach). Kilka bakterii, w tym te zwane Helicobacter , zwiększają poziom MHC-II, który może pomóc komórkom odpornościowym zlokalizować nieprawidłowe komórki. Zespół przeprowadził eksperyment „brudnego współlokatora”, w którym myszy bez tych bakterii były trzymane z tymi, które je miały. „Czyste” myszy zostały zakażone Helicobacter bakterie i wytworzyły więcej znacznika MHC-II.
Odkrycia naukowców sugerują nowy sposób na wzmocnienie obecnych metod immunoterapii przeciwko rakowi. Zwiększenie produkcji tego znacznika MHC-II, poprzez dietę, leki lub zmianę drobnoustrojów w organizmie, może pomóc układowi odpornościowemu rozpoznać i wyeliminować komórki rakowe. Beyaz mówi:
„Ta interakcja między dietą, drobnoustrojami i rozpoznawaniem układu odpornościowego może pomóc nam wyjaśnić, w jaki sposób czynniki związane ze stylem życia mogą przyczyniać się do inicjacji, progresji guza lub odpowiedzi na terapię”.
Komórki rakowe używają wielu sztuczek, aby uniknąć rozpoznania ich przez układ odpornościowy jako nieprawidłowe, ale Beyaz ma nadzieję, że znalazł kilka sposobów, aby je przechytrzyć.
Odniesienie:„Dietetyczna supresja ekspresji MHC klasy II w komórkach nabłonka jelit zwiększa powstawanie nowotworów jelit” 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, 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 i Ömer H. Yilmaz, 15 września 2021 r. Komórka Komórka Macierzysta .
DOI:10.1016/j.stem.2021.08.007
Finansowanie:National Cancer Institute, Oliver S. i 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 , Amerykańskie Stowarzyszenie Immunologów Kariera Reentry Fellowship
