מחקר חדש מאוניברסיטת פיטסבורג מראה לראשונה כיצד פעילות גופנית משפרת את תוצאות הסרטן ומשפרת את התגובה לאימונותרפיה בעכברים על ידי עיצוב מחדש של מיקרוביומה של הבטן.
המחקר, שפורסם בכתב העת תָאמצא כי היתרונות הללו מונעים על ידי תרכובת ספציפית הנקראת פורמט, המיוצר על ידי חיידקי מעיים בעכברים המופעלים והיה קשור גם לתוצאות טובות יותר בחולים עם מלנומה.
ידענו כבר כי פעילות גופנית מגדילה את היעילות של אימונותרפיות סרטן, וידענו בנפרד כי פעילות גופנית משנה את המיקרוביומה בעכברים ובבני אדם. מחקר זה מחבר בין אותן נקודות על ידי מראה כיצד שינויים הנגרמים על ידי התעמלות במיקרוביומה של הבטן מגבירים את מערכת החיסון ומשפרים את היעילות האימונותרפית באמצעות פורמט. ממצאים אלה פותחים את הדלת לאסטרטגיות טיפוליות חדשות המכוונות למיקרוביומה. "
מרלי מייזל, דוקטור
הסופרת הראשית קתרין פלפס, תוכנית לתארים מתקדמים במיקרוביולוגיה ואימונולוגיה במעבדה של מייזל, וצוות המחקר התחיל בהשוואה בין עכברים שסיימו ארבעה שבועות של פעילות גופנית קבועה לאלה שנותרו בישיבה. לבעלי החיים שהופעלו היו גידולים קטנים יותר והישרדות טובה יותר כאשר הם מאתגרים עם צורה אגרסיבית של מלנומה. אולם היתרונות הללו נעלמו כאשר השתמשו במכרסמים נטולי נבט או טיפלו בעכברים באנטיביוטיקה שהרגו את מיקרוביומה של הבטן שלהם.
פלפס אמר כי "כאשר הסרנו מיקרובים מהמשוואה, התעמלות כבר לא השפיעה על תוצאות הסרטן בעכברים". "הופתענו לראות אות כה ברור שההשפעות המועילות של פעילות גופנית נבעו מהמיקרוביומה."
בשלב הבא, החוקרים הראו כי מדובר בתרכובות, או מטבוליטים, המיוצרים על ידי חיידקים ולא על ידי החיידקים עצמם המניעים את ההשפעות הללו. לאחר מכן הם השתמשו בכלי למידת מכונה שנקרא שקופית המנתחת מסלולי מטבוליות כדי לזהות פורמט שמקורו במיקרוביוטה כנגן המפתח.
ניסויים נוספים הראו כי מעשים פורמטיים על ידי שיפור עוצמתם של תאי CD8 T, הגדוד הראשי של הריגת סרטן של מערכת החיסון. במודלים של עכברים של מלנומה, אדנוקרצינומה ולימפומה, פורמטים אוראליים יומיים עיכבו מאוד את צמיחת הגידול ושיפר את ההישרדות. הפורמט שיפר גם את היעילות של אימונותרפיה של מעכב מחסום חיסוני בעכברים עם מלנומה.
"זה ממש מרגש לזהות מטבוליט חיידקי ספציפי שחיקה את ההשפעות של פעילות גופנית בעכברים," אמר מייזל. "בעתיד, ניתן לחקור את הפורמט כטיפול מסייע לשיפור היעילות של מעכבי מחסום חיסוני אצל שאינם מגיבים."
כדי לחקור את הרלוונטיות של הפורמטים בבני אדם, מייזל וצוותה בדקו חולי מלנומה מתקדמים שקיבלו טיפול במעכבי מחסום חיסוני. לאנשים עם רמות גבוהות של פורמטים בדם היו הישרדות טובה יותר ללא התקדמות בהשוואה לחולים עם רמות נמוכות של המטבוליט.
וכאשר הם ביצעו השתלות מיקרוביאליות צואתיות (FMT) מאנשים עם רמות גבוהות או נמוכות של פורמט לעכברים עם מלנומה אגרסיבית, באופן מדהים, בעלי החיים שקיבלו את ההשתלה הצואה הפורמטית הגבוהה שיפרו את פעילות תאי T ובקרת גידול טובה יותר.
FMT כבר נחקר כטיפול לשיפור תוצאות אימונותרפיה אצל לא מגיבים. אבל מדוע צואה "תורם סופר" מוביל לתוצאות טובות יותר אינו ברור לחלוטין.
"אנחנו רוצים לתאר סמנים ביולוגיים מטבוליים כדי לזהות את תורמי העל של FMT כי זו באמת קופסה שחורה," אמר מייזל. "נכון לעכשיו כולם מתמקדים במינים חיידקיים, אך המחקר שלנו מציע שזה לא רק אילו חיידקים קיימים, אלא מה הם עושים ואילו מטבוליטים הם מייצרים."
כעת, מייזל וצוותה חוקרים אם שינויים הנגרמים על ידי אימונים במיקרוביומה של הבטן יכולים למלא תפקיד במחלות אחרות כמו הפרעות אוטואימוניות. הם מעוניינים גם להבין את המנגנונים שבהם התרגיל משפיע על המיקרוביומה מלכתחילה.
