Nährstoff in Rindfleisch und Milchprodukten verbessert Immunreaktion auf Krebs
Wissenschaftler der UChicago University entdecken, dass trans-Vaccensäure (TVA), eine Fettsäure, die in Rind-, Lamm- und Milchprodukten vorkommt, die Fähigkeit von Immunzellen zur Tumorbekämpfung verbessert
Transvaccensäure (TVA), eine langkettige Fettsäure, die in Fleisch und Milchprodukten von Weidetieren wie Kühen und Schafen vorkommt, verbessert die Fähigkeit von CD8+ T-Zellen, in Tumore einzudringen und Krebszellen abzutöten, so eine neue Studie von Forschern der Universität Chicago.
Die Studie, die diese Woche in Nature veröffentlicht wurde, zeigt auch, dass Patienten mit höheren TVA-Konzentrationen im Blut besser auf eine Immuntherapie ansprachen, was darauf hindeutet, dass TVA als Nahrungsergänzungsmittel zur Ergänzung klinischer Krebsbehandlungen eingesetzt werden könnte.
"Es gibt viele Studien, die versuchen, den Zusammenhang zwischen Ernährung und menschlicher Gesundheit zu entschlüsseln, und es ist sehr schwierig, die zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen, da die Menschen eine Vielzahl von Lebensmitteln zu sich nehmen. Wenn wir uns jedoch nur auf die Nährstoffe und Metaboliten aus der Nahrung konzentrieren, können wir erkennen, wie sie die Physiologie und die Pathologie beeinflussen", so Dr. Jing Chen, Janet Davison Rowley Distinguished Service Professor of Medicine an der UChicago und einer der Hauptautoren der neuen Studie. "Indem wir uns auf Nährstoffe konzentrierten, die T-Zellen-Reaktionen aktivieren können, haben wir einen gefunden, der tatsächlich die Anti-Tumor-Immunität durch Aktivierung eines wichtigen Immunweges verstärkt.
Suche nach Nährstoffen, die Immunzellen aktivieren
Chens Labor konzentriert sich darauf zu verstehen, wie Stoffwechselprodukte, Nährstoffe und andere im Blut zirkulierende Moleküle die Entwicklung von Krebs und die Reaktion auf Krebsbehandlungen beeinflussen. Für die neue Studie begannen die beiden Postdoktoranden Hao Fan, PhD, und Siyuan Xia, PhD, beide Co-Erstautoren, mit einer Datenbank von rund 700 bekannten Metaboliten, die aus der Nahrung stammen, und stellten eine "Blutnährstoff"-Stoffbibliothek zusammen, die aus 235 bioaktiven Molekülen besteht, die aus Nährstoffen stammen. Sie untersuchten die Verbindungen in dieser neuen Bibliothek auf ihre Fähigkeit, die Anti-Tumor-Immunität zu beeinflussen, indem sie CD8+ T-Zellen aktivieren, eine Gruppe von Immunzellen, die für die Abtötung von Krebszellen oder virusinfizierten Zellen entscheidend sind.
Nachdem die Wissenschaftler die sechs besten Kandidaten sowohl in menschlichen als auch in Mäusezellen untersucht hatten, stellten sie fest, dass TVA am besten abschnitt. TVA ist die am häufigsten vorkommende Transfettsäure in der menschlichen Milch, aber der Körper kann sie nicht selbst herstellen. Nur etwa 20 % der TVA werden zu anderen Nebenprodukten abgebaut, 80 % zirkulieren im Blut. "Das bedeutet, dass es noch etwas anderes geben muss, was es tut, und so begannen wir, uns näher damit zu befassen", so Chen.
Die Forscher führten dann eine Reihe von Experimenten mit Zellen und Mausmodellen verschiedener Tumorarten durch. Die Fütterung von Mäusen mit einer mit TVA angereicherten Diät reduzierte das Tumorwachstumspotenzial von Melanom- und Dickdarmkrebszellen im Vergleich zu Mäusen, die eine Kontrolldiät erhielten, erheblich. Die TVA-Diät verbesserte auch die Fähigkeit von CD8+ T-Zellen, Tumore zu infiltrieren.
Das Team führte auch eine Reihe von molekularen und genetischen Analysen durch, um zu verstehen, wie TVA die T-Zellen beeinflusst. Dazu gehörte eine neue Technik zur Überwachung der Transkription einzelsträngiger DNA, die so genannte kethoxal-unterstützte einzelsträngige DNA-Sequenzierung (KAS-seq), die von Chuan He, PhD, dem John T. Wilson Distinguished Service Professor für Chemie an der UChicago und einem weiteren Hauptautor der Studie, entwickelt wurde. Diese zusätzlichen Tests, die sowohl von den Labors von Chen als auch von He durchgeführt wurden, zeigten, dass TVA einen Rezeptor auf der Zelloberfläche namens GPR43 inaktiviert, der normalerweise durch kurzkettige Fettsäuren aktiviert wird, die häufig von der Darmmikrobiota produziert werden. TVA überwältigt diese kurzkettigen Fettsäuren und aktiviert einen zellulären Signalprozess, den so genannten CREB-Signalweg, der an einer Vielzahl von Funktionen beteiligt ist, darunter Zellwachstum, Überleben und Differenzierung. Das Team zeigte auch, dass bei Mausmodellen, bei denen der GPR43-Rezeptor ausschließlich aus CD8+ T-Zellen entfernt wurde, auch deren verbesserte Fähigkeit zur Tumorbekämpfung fehlte.
Schließlich arbeitete das Team auch mit Justin Kline, MD, Professor für Medizin an der UChicago, zusammen, um Blutproben von Patienten zu analysieren, die sich einer CAR-T-Zell-Immuntherapie für Lymphome unterzogen. Sie stellten fest, dass Patienten mit höheren TVA-Werten tendenziell besser auf die Behandlung ansprachen als Patienten mit niedrigeren Werten. In Zusammenarbeit mit Wendy Stock, MD, der Anjuli Seth Nayak-Professorin für Medizin, testeten sie auch Zelllinien von Leukämiepatienten und stellten fest, dass TVA die Fähigkeit eines Immuntherapie-Medikaments, Leukämiezellen abzutöten, verbesserte.
Fokus auf die Nährstoffe, nicht auf die Nahrung
Die Studie deutet darauf hin, dass TVA als Nahrungsergänzungsmittel zur Unterstützung verschiedener T-Zell-basierter Krebstherapien eingesetzt werden könnte, obwohl Chen darauf hinweist, dass es wichtig ist, die optimale Menge des Nährstoffs selbst und nicht die Nahrungsquelle zu bestimmen. Es gibt immer mehr Belege für die gesundheitsschädlichen Auswirkungen eines übermäßigen Verzehrs von rotem Fleisch und Milchprodukten. Diese Studie sollte also nicht als Ausrede dafür genommen werden, mehr Cheeseburger und Pizza zu essen, sondern sie zeigt vielmehr, dass Nährstoffergänzungen wie TVA zur Förderung der T-Zell-Aktivität eingesetzt werden könnten. Chen ist der Meinung, dass es auch andere Nährstoffe geben könnte, die dasselbe bewirken können.
"Es gibt erste Daten, die darauf hindeuten, dass andere pflanzliche Fettsäuren über einen ähnlichen Rezeptor Signale aussenden. Daher halten wir es für sehr wahrscheinlich, dass pflanzliche Nährstoffe dasselbe bewirken können, indem sie ebenfalls den CREB-Signalweg aktivieren", sagte er.
Die neue Forschung zeigt auch, wie vielversprechend dieser "metabolomische" Ansatz ist, um zu verstehen, wie die Bausteine der Ernährung unsere Gesundheit beeinflussen. Chen sagte, dass sein Team hofft, eine umfassende Bibliothek der im Blut zirkulierenden Nährstoffe aufzubauen, um ihre Auswirkungen auf die Immunität und andere biologische Prozesse wie das Altern zu verstehen.
"Nach Millionen von Jahren der Evolution gibt es nur ein paar hundert Stoffwechselprodukte aus der Nahrung, die im Blut zirkulieren, was bedeutet, dass sie eine gewisse Bedeutung für unsere Biologie haben könnten", so Chen. "Zu sehen, dass ein einzelner Nährstoff wie TVA einen sehr gezielten Mechanismus auf einen bestimmten Typ von Immunzellen ausübt, mit einer sehr tiefgreifenden physiologischen Reaktion auf der Ebene des gesamten Organismus - das finde ich wirklich erstaunlich und faszinierend."
Die Studie "Trans-Vaccensäure reprogrammiert CD8+ T-Zellen und Anti-Tumor-Immunität" wurde von den National Institutes of Health (Zuschüsse CA140515, CA174786, CA276568, 1375 HG006827, K99ES034084), einem UChicago Biological Sciences Division Pilot Project Award, dem Ludwig Center at UChicago, dem Sigal Fellowship in Immuno-Onkologie, dem Margaret E. Early Medical Research Trust, die AASLD Foundation, ein Harborview Foundation Gift Fund und das Howard Hughes Medical Institute.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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