Microbiologie in hapklare porties
Arginine etende bacteriën geven regulatoire T-cellen energie
Zoals we keer op keer in onze blog vertellen, herbergt het menselijk lichaam vele andere levende organismen dan zichzelf. Eén zo’n locatie is de darm. De microben in de darmen interageren met onze cellen en beïnvloeden onze gezondheid en het ontstaan van ziekten. Kanker is een ziekte waarbij cellen uit hun normale celcyclus ontsnappen om onbeperkt te groeien. Kankercellen verspreiden zich vaak van de ene plek naar de andere plekken in het lichaam en dit proces wordt metastase genoemd. Metastase vindt bij voorkeur plaats naar bepaalde organen zoals het omentum, vet dat zich voor organen in de buikholte bevindt, zoals de maag en de milt. Het fungeert als een kussen en helpt ook om infecties te bestrijden en wonden in het buikgebied te genezen.
Om de bijdrage van microben aan uitzaaiingen naar plaatsen zoals het omentum te onderzoeken, bestudeerde een onderzoeksgroep de tumorgroei in het omentum nadat het in de buikholte was uitgezaaid bij muizen met en zonder microben (kiemvrije muizen genoemd). Interessant genoeg zagen ze alleen tumorgroei in het omentum bij muizen met microben. Bij nader onderzoek vonden ze enkele tumorcellen in het omentum bij muizen zonder microben, maar geen tumorgroei, wat suggereert dat de tumorcellen wel in staat waren om de omentumruimte te bereiken vanaf de injectieplaats, maar niet in staat waren om in het omentum te groeien bij afwezigheid van microben.
De tumorcellen werden aangevallen door immuuncellen, met name de adaptieve tak van het immuunsysteem (cellen met een specifieke vijand in gedachten). Bij muizen met microben verhinderde een onderdrukkende immuuncel, regulerende T-cellen genaamd (zoals de naam al aangeeft, is hun belangrijkste rol om de andere immuuncellen te stoppen met vechten), dat de andere immuuncellen de tumorcellen aanvielen.
We beschikken over technologie waarmee we in deze cellen kunnen kijken en hun gemoedstoestand kunnen lezen (door hun RNA-productie te lezen). Met behulp van deze sequencingtechnieken zagen de auteurs dat de ontwikkeling van regulerende T-cellen gekoppeld was aan de mTOR-route. mTOR is een eiwit dat een belangrijke signaalmolecule is in de cel. Het blokkeren van mTOR met een medicijn genaamd rapamycine bij muizen zonder microben leidde tot een toename van het aantal regulatoire T-cellen en tumorgroei in het omentum wanneer de muizen werden bezaaid met tumorcellen.
Door specifiek verschillende soorten bacteriën te verwijderen met behulp van smalspectrumantibiotica (chemicaliën die worden gebruikt om bacteriën en schimmels te doden), konden de auteurs vaststellen dat het verlies van Proteobacteriën kon leiden tot het uitblijven van metastase in het omentum. De Proteobacteriën maakten gebruik van arginine (een aminozuur) waardoor de regulerende T-cellen andere immuuncellen blokkeerden om de tumorcellen aan te vallen, waardoor metastase mogelijk werd. Zo is een complexe interactie tussen microben en het menselijk lichaam aan het licht gekomen die inspireert tot nieuwe medische therapieën.
Van darmmicroben is vaak bekend dat ze voedingsstoffen helpen afbreken, zodat hun afwezigheid bij ons selectief kan leiden tot veranderde metabolietconcentraties. Deze metabolieten kunnen in hun nieuwe concentraties onze cellen in een nieuwe toestand brengen. Hier blijkt arginine, een aminozuur, regulerende T-cellen in staat te stellen andere immuuncellen te onderdrukken, waardoor kankercellen in het omentum kunnen groeien zonder dat ze aanvallen van de immuuncellen hoeven af te slaan. Het benadrukt het belang van holistische geneeskunde en het overwegen hoe je voeding je microbiota kan beïnvloeden, die je immuunsysteem beïnvloedt dat je lichaam beschermt tegen aanvallers.
Featured image: AI generated image
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 