Darmbacteriën regelen de immuniteit van kanker in de lever
Wetenschappers hebben ontdekt dat darmbacteriën de groei van kanker in de lever regelen via een voorheen onbekend proces.
Door met muismodellen te werken, ontdekten ze dat darmbacteriën de immuunrespons van de lever op zowel primaire als uitgezaaide tumoren kunnen reguleren.
Hoewel uit eerdere onderzoeken al was gebleken dat de enorme kolonies bacteriën die in de darmen leven, invloed kunnen hebben op hoe het immuunsysteem omgaat met kanker, was het niet duidelijk hoe dit in de lever gebeurde.
De nieuwe studie onthult nu dat een bepaalde soort van de Clostridium geslacht dat in de darmen aanwezig is, kan de antitumoractiviteit in de lever blokkeren door galzuren te veranderen.
Een rapport over het onderzoek - dat werd geleid door het National Cancer Institute (NCI) in de National Institutes of Health (NIH) in Bethesda, MD - is te vinden in het tijdschrift Wetenschap.
Ze geven niet alleen nieuwe inzichten in het ontstaan van kanker in de lever, maar de bevindingen roepen ook de vraag op of het verminderen van de specifieke microben het immuunsysteem zou kunnen helpen om de kanker te bestrijden.
Darmmicroben en leverkanker
Het menselijke spijsverteringskanaal herbergt een "complexe en dynamische populatie" van microben, gewoonlijk de darmmicrobiota genoemd.
Deze enorme kolonies bacteriën en andere micro-organismen hebben een grote impact op de menselijke gezondheid en ziekte; ze helpen het immuunsysteem om ziekteverwekkers te bestrijden en ze zijn essentieel voor de spijsvertering en stofwisseling. In de lever helpen ze bijvoorbeeld bij het reguleren van de aanmaak van galzuren.
Een verstoring van de samenstelling van de darmflora is in verband gebracht met de ontwikkeling van vele infecties en ziekten die ontstekingen veroorzaken, waaronder die welke de lever aantasten.
Er zijn twee soorten tumoren die zich in de lever kunnen ontwikkelen: primaire en secundaire tumoren. Primaire levertumoren ontstaan door kanker die in de lever begint.
Secundaire levertumoren - of uitgezaaide levertumoren - zijn tumoren die ontstaan door kankers die ergens anders in het lichaam ontstaan, zoals de dikke darm.
De onderzoekers merken op dat primaire en uitgezaaide leverkanker "een belangrijke doodsoorzaak is in de Verenigde Staten".
Lever en darm staan in ‘intiem’ contact
In hun studiepaper leggen de onderzoekers uit dat de lever "intiem overspraak heeft met de darmen" en voortdurend wordt blootgesteld aan bijproducten van darmbacteriën door contact met bloed uit de darmen. In feite is bloed uit de darmen goed voor 70 procent van de bloedtoevoer naar de lever.
Met dit - samen met het feit dat darmmicrobiota de immuunfunctie van de lever kunnen beïnvloeden en betrokken zijn bij de aanmaak van galzuren, en dat galzuren een rol spelen bij het ontstaan van leverkanker - in het achterhoofd, besloten de onderzoekers te onderzoeken hoe alle dit komt samen om de groei van levertumoren te beïnvloeden.
Door tests uit te voeren in muismodellen van primaire en uitgezaaide leverkanker, ontdekten ze dat het behandelen van de dieren met antibiotica niet alleen hun darmbacteriën verminderde, maar dat het ook leidde tot kleinere en minder tumoren.
Ze ontdekten ook dat deze effecten samenvielen met een toename van het aantal natuurlijke killercellen (NKC's) in de lever. NKC's zijn krachtige moordenaars van kankercellen.
Verdere tests toonden aan dat de toename van NKC's het resultaat was van antibiotica die de expressie van een celeiwit genaamd CXCL16 verhogen, dat NKC's oproept. De cellen met dit eiwit vormen het weefsel, of endotheel, dat de kleine bloedvaten bekleedt die de lever doordringen.
"We vroegen ons af", zegt de corresponderende studie-auteur Dr. Tim F. Greten van het NCI's Center for Cancer Research, "waarom hebben muizen die met antibiotica zijn behandeld meer CXCL16-productie in deze endotheelcellen?"
Hij zegt dat het 'kritieke punt' van de studie was toen ze ontdekten dat 'galzuren de expressie van CXCL16 kunnen beheersen'.
Hij en zijn collega's ontdekten toen dat als ze 'muizen met galzuren behandelden', ze 'daadwerkelijk het aantal NKT-cellen in de lever konden veranderen, en daarmee het aantal tumoren in de lever'.
Meer Clostridium bevorderde de verspreiding van kanker
Een laatste reeks experimenten onthulde dat Clostridium - een geslacht van bacteriën dat zowel bij mensen als bij muizen voorkomt - speelde een sleutelrol bij deze activiteit.
Een bijzonder interessante bevinding was dat Clostridium beïnvloedt de hoeveelheid CXCL16 die in de lever aanwezig is, aangezien de gal recycleert tussen de darm en de lever.
Door de hoeveelheid van deze bacteriën in de darmen te verhogen, verminderde niet alleen de hoeveelheid NKC's in de lever, maar het bevorderde ook de verspreiding van kanker bij de muizen, merken de auteurs op.
In een gerelateerd Perspectief-artikel, Drs. Nadine Hartmann en Mitchell Kronenberg, van het La Jolla Institute for Allergy and Immunology in Californië, putten uit hoogtepunten uit de studie en leggen uit dat "zoals voor de meeste biologische systemen, galfunctie verschillende facetten heeft."
En paradoxaal genoeg helpt de galfunctie niet alleen het spijsverteringssysteem om "vetten te emulgeren en voedingslipiden te absorberen, maar na modificatie door het microbioom veranderen secundaire galzuren de immuunfunctie om leverkanker en levermetastasen te bevorderen."
"Deze [studie] is een geweldig voorbeeld van hoe wat we leren van fundamenteel onderzoek ons inzicht kan geven in kanker en mogelijke behandelingen."
Dr. Tim F. Greten
