En mikroskopisk bild av en normal mus tunntarm. Rödfärgade celler uttrycker normala mängder cellytetaggar (MHC-II) som immunceller behöver för att hitta hot som infektioner eller cancer. Dieter med hög fetthalt minskar nivåerna av MHC-II-taggar i tarmcellerna, och därför har immunsystemet svårare att känna igen tarmtumörer. Kredit:Beyaz lab/CSHL, 2021
Immunsystemet förlitar sig på cellyttaggar för att känna igen cancerceller. CSHL-forskare upptäckte möss som åt fettrik kost producerade mindre av dessa taggar på sina tarmceller, vilket undertryckte immuncellers förmåga att identifiera och eliminera tarmtumörer. Den fettrika dieten minskade också förekomsten av vissa bakterier i mössens tarm, vilket normalt hjälper till att upprätthålla produktionen av dessa taggar.
En diet med hög fetthalt ökar förekomsten av kolorektal cancer. Cold Spring Harbor Laboratory Fellow Semir Beyaz och medarbetare från Harvard Medical School och Massachusetts Institute of Technology har upptäckt att hos möss stör fett förhållandet mellan tarmceller och immuncellerna som patrullerar dem och letar efter nya tumörer. Att omkonfigurera tarmmikrobiomet kan vara ett sätt att läka förhållandet.
Immunsystemet patrullerar vävnader som letar efter och eliminerar hot. Vissa immunceller letar efter taggar som skiljer mellan normala och onormala celler. En tagg, kallad MHC-II, hjälper målceller att förstöras. Cellytan MHC-II aktiverar immunsystemet för att förstöra den cellen, oavsett om den bara är utsliten eller på väg att bli cancerös. Beyaz och hans kollegor fann att när möss åt dieter med hög fetthalt, undertrycktes MHC-II-nivåer i tarmceller. Celler med reducerade nivåer av dessa taggar kändes inte igen som onormala och kunde således växa till tumörer. Charlie Chung, en doktorand vid Stony Brook University i Beyazs labb, säger:"Om vi ändrar nivån på dessa immunigenkänningsmolekyler på ett positivt sätt, kommer tumören mer sannolikt att kännas igen av immuncellen. Vi hoppas att detta kan kombineras med de befintliga strategierna, såsom immunterapi, för att utrota tumörer.”
Tarmceller från en mus som fick en diet med hög fetthalt. Tarmcellerna uttrycker mindre av MHC-II-taggen än vad som finns i en tarm från möss som fått en normal diet. Kredit:Beyaz lab/CSHL, 2021
Forskarna fann att en diet med hög fetthalt förändrade musens tarmmikrobiom (blandningen av mikrober i tarmen). Flera bakterier, inklusive de som kallas Helicobacter , öka MHC-II, vilket kan hjälpa immunceller att lokalisera onormala celler. Teamet gjorde ett "smutsigt rumskamrat"-experiment där möss utan dessa bakterier inhystes med de som hade det. De "rena" mössen blev infekterade med Helicobacter bakterier och producerade mer av MHC-II-taggen.
Forskarnas resultat tyder på ett nytt sätt att stärka nuvarande immunterapibehandlingar mot cancer. Att öka produktionen av denna MHC-II-tagg, antingen genom diet, läkemedel eller genom att förändra mikroberna i kroppen, kan hjälpa immunsystemet att känna igen och eliminera cancerceller. Beyaz säger:
"Denna interaktion mellan kost, mikrober och immunigenkänning har potential att hjälpa oss att förklara hur livsstilsfaktorer kan bidra till tumörinitiering, progression eller svar på terapi."
Cancerceller använder många knep för att undvika att bli erkända som onormala av immunsystemet, men Beyaz hoppas att han har hittat flera sätt att överlista dem.
Referens:"Dietary suppression of MHC class II expression in intestinal epitelial cells enhances intestinal tumorigenes" av 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, Meyer, Den Hannizah 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 och Ömer H. Yilmaz, 15 september 2021, Cellstamcell .
DOI:10.1016/j.stem.2021.08.007
Finansiering:National Cancer Institute, Oliver S. och 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 , American Association of Immunologists Career Reentry Fellowship
