Bakteri usus meningkatkan efek imunoterapi kanker

Sekitar satu dari lima pasien kanker mendapat manfaat dari imunoterapi, yaitu pengobatan yang menggunakan sistem kekebalan untuk melawan kanker. Pendekatan ini telah menunjukkan keberhasilan yang signifikan dalam pengobatan kanker paru-paru dan melanoma. Berharap akan potensinya, para peneliti sedang menjajaki strategi untuk meningkatkan imunoterapi bagi penyakit kanker yang memberikan respons buruk terhadap imunoterapi, dengan tujuan membantu lebih banyak pasien.

Sekarang, 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. Penelitian yang dipublikasikan di Science Immunology ini menyarankan strategi baru dalam memanfaatkan mikroba usus guna membuka potensi imunoterapi yang belum dimanfaatkan dalam melawan kanker.

“Mikrobioma berperan penting dalam memobilisasi sistem kekebalan tubuh untuk menyerang sel kanker,” jelas penulis studi senior Marco Colonna, MD, PhD, Profesor Patologi Robert Roque Bellivou.

“Temuan kami menjelaskan satu jenis bakteri di usus yang membantu obat imunoterapi membunuh tumor pada tikus. Mengidentifikasi mitra mikroba tersebut merupakan langkah penting dalam pengembangan probiotik yang akan membantu meningkatkan efektivitas imunoterapi dan memberi manfaat bagi lebih banyak pasien kanker."

Imunoterapi kanker menggunakan sel kekebalan tubuh untuk menargetkan dan menghancurkan tumor. Salah satu pengobatan tersebut menggunakan penghambat pos pemeriksaan kekebalan untuk menghilangkan rem alami yang menjaga sel T kekebalan tetap tenang, sehingga mencegah kerusakan pada tubuh. Namun, beberapa tumor mengatasi hal ini dengan menekan sel kekebalan yang menyerang, sehingga mengurangi efektivitas inhibitor tersebut.

Colonna dan rekan penulis pertama Martina Molgora, Ph.D., sebelumnya menjalin kolaborasi dengan rekannya Robert D. Schreiber, Ph.D., di mana mereka sepenuhnya memberantas sarkoma pada tikus menggunakan pendekatan penghambatan dua cabang.

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 dalam memblokir TREM2. Hasilnya menunjukkan bahwa TREM2 mengurangi efektivitas imunoterapi.

Dalam sebuah eksperimen yang menjadi dasar penelitian baru, para ilmuwan melakukan pengamatan yang tidak terduga. Tikus tanpa TREM2 menunjukkan respons positif serupa terhadap penghambat pos pemeriksaan ketika mereka hidup dengan tikus yang memiliki protein tersebut. Hasil ini terjadi ketika para peneliti menyimpang dari protokol yang biasa mereka lakukan yaitu memisahkan tikus sebelum diberi pengobatan dengan inhibitor.

Tikus yang hidup bersama menyebabkan terjadinya pertukaran mikroba. Para peneliti berpendapat bahwa efek tersebut mungkin disebabkan oleh metabolisme bakteri usus.

Para peneliti bekerja sama dengan Jeffrey E. Gordon, M.D., dan rekan penulis pertama Blanda Di Lucia, Ph.D., 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 ditemukan dalam mikrobioma usus pasien kanker yang merespons imunoterapi dengan baik, jelas Colonna. Dalam uji klinis, transplantasi tinja dari pasien tersebut membantu beberapa pasien yang tidak responsif mendapatkan manfaat dari imunoterapi.

Para peneliti, termasuk rekan penulis pertama dan mahasiswa pascasarjana Daria Khantakova, menyuntikkan R. Gnavus ke tikus dan kemudian mengobati tumornya dengan inhibitor pos pemeriksaan. Tumor menyusut bahkan ketika TREM2 tersedia sebagai senjata untuk mengurangi efek imunoterapi.

Gordon, direktur Pusat Keluarga Edison untuk Ilmu Genomik dan Biologi Sistem, mencatat bahwa semakin banyak bukti yang menunjukkan bahwa mikrobioma meningkatkan imunoterapi. Identifikasi spesies yang relevan, seperti R. Gnavus, dapat mengarah pada pengembangan probiotik generasi baru yang dapat bersinergi dengan imunoterapi untuk meningkatkan pengobatan kanker.

Para ilmuwan kini bertujuan untuk memahami bagaimana R. Gnavus mendorong penolakan tumor, yang dapat mengungkap cara-cara baru untuk membantu pasien kanker. Misalnya, jika suatu mikroba menghasilkan metabolit pengaktif kekebalan selama pencernaan makanan, hal ini membuka kemungkinan penggunaan metabolit tersebut sebagai peningkat 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, jelas Colonna. Peneliti sedang menjajaki ketiga kemungkinan tersebut.