Microbiologie in hapklare porties
Microben & uitzaaiingen: onderzoek naar de bacteriële bewoners van kanker
Bacteriën zijn overal, ook op en in ons lichaam. Het geheel van deze microben in het menselijk lichaam wordt het microbioom genoemd en helpt ons voedsel te verteren, speelt een rol bij de ontwikkeling van ons immuunsysteem en kan ons zelfs beschermen tegen andere schadelijke microben. Omdat bacteriën betrokken zijn bij zoveel processen in ons lichaam, is het geen verrassing dat ze ook hun weg kunnen vinden naar tumoren. Maar hoe ze daar precies terechtkomen en wat ze doen, blijft een mysterie. Zouden ze de effecten van een kankerbehandeling kunnen versterken? Of kunnen ze die juist belemmeren? Onderzoekers van het Nederlands Kanker Instituut (NKI) zijn een stap dichter bij het antwoord op deze vragen gekomen.
Uitzaaiingen zijn secundaire tumoren
De meeste vormen van kanker beginnen met een ‘primaire tumor’, maar kunnen zich ook door het lichaam verspreiden om ‘secundaire tumoren’ te vormen. Deze secundaire tumoren worden uitzaaiingen genoemd en worden gevormd door kankercellen die zich door het lichaam verplaatsen, weg van waar de primaire tumor zich heeft ontwikkeld. Op deze manier kan kanker zich verspreiden naar andere organen en veel moeilijker te behandelen worden. Wetenschappers weten al dat primaire tumoren veel verschillende soorten bacteriën kunnen bevatten en dat deze bacteriepopulaties verschillen van die in gezonde delen van het lichaam. Om meer te weten te komen over welke effecten tumorbewonende bacteriën zouden kunnen hebben op kankerbehandelingen, besloten wetenschappers van het NKI de bacteriële bewoners van uitzaaiingen te onderzoeken.
Metagenomics – een DNA-puzzel
Om hun vraag te beantwoorden, namen de onderzoekers meer dan 4100 weefselmonsters (biopten) van uitgezaaide tumoren en gebruikten verschillende methoden om de bacteriën te identificeren die daarin werden aangetroffen. Een van deze methoden is metagenomics, waarbij alle stukjes genetische informatie (DNA) die in een monster worden gevonden, worden vergeleken met een bibliotheek van bekende microben en vervolgens wordt geprobeerd de stukjes bij elkaar te puzzelen om te bepalen welke microben zich in het monster bevinden.
Kenmerken van bacteriën in uitzaaiingen
Toen de bacteriën geïdentificeerd waren, keken ze naar wat we al weten over de soorten die ze in de monsters vonden. Het viel hen op dat meer dan tweederde van de bacteriën die in tumoren leven anaeroob zijn, wat betekent dat ze zonder zuurstof gedijen – vergelijkbaar met bijvoorbeeld de bacteriën die in onze darmen leven. Dit is logisch, want het gebrek aan zuurstof (hypoxie genoemd) is een gemeenschappelijk kenmerk van de meeste tumoren en een manier waarop ze er vaak in slagen om de immuunreactie van het lichaam te omzeilen. De onderzoekers concluderen ook dat de samenstelling van een microbiële gemeenschap in een metastase afhangt van het orgaan waarin deze zich vormt – een hersentumor zou dus andere bacteriesoorten hebben dan een tumor in de darm.
Een vijand van onze vijand is onze vriend
Maar wat gebeurt er met deze bacteriën tijdens de behandeling van kanker? Om deze vraag te beantwoorden, gebruikten de onderzoekers tumorweefselmonsters van patiënten die met verschillende kankertherapieën werden behandeld. Ze vergeleken de monsters van tumoren voor en na de behandeling en zagen dat in de tumoren van patiënten die werden behandeld met immunotherapie, de diversiteit aan bacteriën na de behandeling aanzienlijk afnam. Bovendien zagen ze dat deze afname in diversiteit nog duidelijker was bij patiënten die beter werden na de behandeling.
Immunotherapie is een behandeling die het immuunsysteem van de patiënt versterkt, zodat het beter in staat is om kankercellen te vinden en te bestrijden. De onderzoekers denken dat deze afname in bacteriële diversiteit na immunotherapie veroorzaakt zou kunnen worden door het vermogen van sommige bacteriën om tumorcellen te infecteren. Wanneer een bacterie een cel binnendringt, worden stukjes eiwit afkomstig van de bacterie als een vlag op het oppervlak van de geïnfecteerde cel gepresenteerd. De cellen van ons immuunsysteem herkennen deze vlag als een signaal dat de cel die ermee zwaait geïnfecteerd is en vernietigd moet worden. De boost die het immuunsysteem krijgt van immuuntherapie zou het beter kunnen maken in het opmerken van deze vlaggen en het vervolgens doden van de geïnfecteerde kankercellen.
Een bacterie die aan de kant van kanker vecht
Helaas lijken sommige bacteriën het tegenovergestelde te doen – de behandeling van kanker moeilijker maken. Ze kunnen tumorcellen helpen om de immuunrespons van het lichaam te omzeilen en zo ook immuuntherapiebehandelingen belemmeren. In dit onderzoek zagen onderzoekers dat bij patiënten met niet-kleincellige longkanker (NSCLC, de meest voorkomende vorm van longkanker) die Fusobacterium in hun uitgezaaide tumoren hadden, de immunotherapiebehandeling minder effectief was. Andere onderzoeken hebben een verband gevonden tussen deze bacterie en de groei van darmtumoren, dus het is mogelijk dat de bacterie ook tumoren in andere kankersoorten, waaronder NSCLC, kan beschermen.
Met hun resultaten laten de onderzoekers zien waarom het belangrijk is om de bacteriën die in tumoren leven te bestuderen. Deze onzichtbare kankerbewoners lijken kankerbehandelingen te kunnen beïnvloeden, zowel positief als negatief, en zouden in de toekomst ook doelwit kunnen worden van nieuwe behandelingen.
Link to the original post: Battaglia et al., A pan-cancer analysis of the microbiome in metastatic cancer, Cell (April 9, 2024), https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.021
Featured image: Created by author
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 