Bakteri usus meningkatkan efek imunoterapi kanker

Sekitar satu dari lima pasien kanker mendapat manfaat dari imunoterapi, pengobatan yang menggunakan sistem imun untuk melawan kanker. Pendekatan ini telah menunjukkan keberhasilan yang signifikan dalam mengobati kanker paru-paru dan melanoma. Dengan harapan potensinya, para peneliti mengeksplorasi strategi untuk meningkatkan imunoterapi bagi kanker yang tidak meresponsnya dengan baik, dengan tujuan membantu lebih banyak pasien.

Kini, para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis telah menemukan bahwa strain bakteri usus, Ruminococcus gnavus, dapat meningkatkan efek imunoterapi kanker pada tikus. Studi yang dipublikasikan dalam jurnal Science Immunology ini menawarkan strategi baru untuk menggunakan mikroba usus guna membuka potensi imunoterapi yang belum dimanfaatkan untuk melawan kanker.

"Mikrobioma memainkan peran penting dalam memobilisasi sistem imun tubuh untuk menyerang sel kanker," jelas penulis studi senior Marco Colonna, MD, Profesor Patologi Robert Rock Bellivu.

"Temuan kami mengungkap satu jenis bakteri usus yang membantu obat imunoterapi membunuh tumor pada tikus. Mengidentifikasi mitra mikroba ini merupakan langkah penting dalam mengembangkan probiotik yang dapat meningkatkan efektivitas obat imunoterapi dan bermanfaat bagi lebih banyak pasien kanker."

Imunoterapi kanker menggunakan sel imun tubuh untuk menargetkan dan menghancurkan tumor. Salah satu pengobatan tersebut menggunakan inhibitor titik pemeriksaan imun untuk menghilangkan rem alami yang menjaga sel T imun tetap tenang, sehingga mencegah kerusakan pada tubuh. Namun, beberapa tumor melawannya dengan menekan sel imun yang menyerang, sehingga inhibitor ini menjadi kurang efektif.

Colonna dan rekan penulis pertama Martina Molgor, PhD, sebelumnya menjalin kerja sama dengan rekannya Robert D. Schreiber, PhD, di mana mereka memberantas sarkoma secara tuntas pada tikus menggunakan pendekatan penghambatan bercabang dua.

Para peneliti menghambat TREM2, protein yang diproduksi oleh makrofag tumor, untuk mencegah sel T menyerang tumor yang sedang tumbuh. Mereka kemudian menunjukkan bahwa obat imunoterapi lebih efektif ketika TREM2 diblokir. Hasilnya menunjukkan bahwa TREM2 mengurangi efektivitas imunoterapi.

Dalam percobaan yang menjadi dasar penelitian baru ini, para ilmuwan membuat pengamatan yang mengejutkan. Tikus tanpa TREM2 menunjukkan respons positif yang serupa terhadap penghambat checkpoint ketika mereka ditempatkan bersama tikus yang memiliki protein tersebut. Hasil ini terjadi ketika para peneliti menyimpang dari protokol biasa mereka untuk memisahkan tikus sebelum mengobatinya dengan penghambat.

Hidup bersama pada tikus mengakibatkan terjadinya pertukaran mikroba. Para peneliti menduga bahwa efek tersebut mungkin disebabkan oleh pertukaran bakteri usus.

Para peneliti bekerja sama dengan Jeffrey I. Gordon, MD, PhD, dan rekan penulis pertama Blanda Di Lucia, PhD, untuk mempelajari mikroba dalam usus tikus yang berhasil diobati dengan imunoterapi. Mereka menemukan peningkatan jumlah Ruminococcus gnavus dibandingkan dengan tidak adanya mikroba tersebut pada tikus yang tidak merespons terapi.

R. gnavus telah ditemukan dalam mikrobioma usus pasien kanker yang merespons imunoterapi dengan baik, jelas Colonna. Dalam uji klinis, transplantasi feses dari pasien tersebut membantu beberapa pasien yang tidak merespons mendapatkan manfaat dari imunoterapi.

Para peneliti, termasuk rekan penulis pertama dan mahasiswa pascasarjana Daria Khantakova, menyuntikkan R. gnavus ke tikus dan kemudian mengobati tumor dengan penghambat checkpoint. Tumor menyusut bahkan ketika TREM2 tersedia sebagai senjata untuk mengurangi efek imunoterapi.

Gordon, direktur Edison Family Center for Genome Sciences and Systems Biology, mencatat bahwa bukti yang berkembang menunjukkan bahwa mikrobioma meningkatkan imunoterapi. Mengidentifikasi spesies yang relevan, seperti R. gnavus, dapat mengarah pada pengembangan probiotik generasi berikutnya yang dapat bekerja secara sinergis dengan imunoterapi untuk meningkatkan pengobatan kanker.

Para ilmuwan kini ingin memahami bagaimana R. gnavus mendorong penolakan tumor, yang dapat mengungkap cara baru untuk membantu pasien kanker. Misalnya, jika mikroba menghasilkan metabolit pengaktif kekebalan selama proses pencernaan, hal ini dapat membuka kemungkinan penggunaan metabolit sebagai penguat imunoterapi.

Mikroba juga dapat masuk dari usus dan memicu respons imun pada tumor atau mengaktifkan sel T usus, yang kemudian bermigrasi ke tumor dan melancarkan serangan, kata Colonna. Para peneliti tengah menjajaki ketiga kemungkinan tersebut.