Døgnrytmer kan bruges til at forbedre effekten af immunterapi mod kræft

Et tværfagligt forskerhold ved University of California, Irvine, har fundet ud af, at døgnrytmer – en biologisk regulator, der styrer de daglige rytmer i fysiologiske processer, herunder immunfunktionen – kan bruges til at forbedre effektiviteten af kræftimmunterapi ved hjælp af checkpoint-hæmmere. Disse hæmmere blokerer forskellige proteiner, der forhindrer binding til tumorceller, hvilket gør det muligt for immune T-celler at ødelægge tumoren.

Undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Nature Immunology, forbedrer vores forståelse af de komplekse sammenhænge mellem døgnrytmer, immunregulering og tumorudvikling og viser, at en terapeutisk tilgang, der optimerer timingen af lægemiddeladministration baseret på individuelle døgnrytmer, tilbyder nye veje til forebyggelse og behandling.

"Forstyrrelser i døgnrytmen er en integreret del af det moderne samfund og kan bidrage til stigningen i forskellige typer kræft. Vi fandt ud af, at korrekt regulering af døgnrytmen er afgørende for at undertrykke inflammation og opretholde maksimal immunfunktion," sagde hovedforfatter Selma Masri, adjunkt i biologisk kemi ved University of California, Irvine. "Forståelse af, hvordan forstyrrelser i døgnrytmen bidrager til sygdomsprogression, kan føre til adfærdsændringer, der reducerer kræftrisikoen."

Holdet brugte banebrydende teknikker til enkeltnukleus-RNA-sekventering i en genetisk model af kolorektal cancer og identificerede døgnrytmeafhængige ændringer, der kontrollerer antallet af myeloidceller, der undertrykker T-celleaktivering. De fandt, at forstyrrelse af den interne biologiske rytme i epitelcellerne, der beklæder tarmen, ændrer cytokinsekretionen, hvilket fører til øget inflammation, en stigning i antallet af immunsuppressive myeloidceller og kræftprogression.

Disse resultater viser, at levering af immunterapi på tidspunkter af dagen, hvor immunsuppressive myeloidceller er mest talrige, øger effektiviteten af checkpoint-blokade signifikant i behandlingen af solide tumorer.

"Efterhånden som vi uddyber vores forståelse af den grundlæggende mekanisme for døgnrytmeregulering af immunitet, kan vi muligvis udnytte kraften i kroppens naturlige rytmer til at bekæmpe kræft og udvikle mere personlige og effektive behandlingsstrategier," sagde hovedforfatter af studiet, Bridget Fortin, en ph.d.-studerende ved Institut for Biologisk Kemi ved University of California, Irvine.

Selvom denne undersøgelse repræsenterer et betydeligt skridt fremad i definitionen af døgnrytmen i forhold til at definere antitumorimmunitet, mener teamet, at fremtidige undersøgelser bør fokusere på at udforske yderligere faktorer og celletyper, der påvirker responsen på checkpoint-hæmmerbehandling afhængigt af tidspunktet på dagen.

Holdet omfattede også kandidatstuderende og fakultet fra UC Irvine School of Medicines afdelinger for biologisk kemi, fysiologi og biofysik, kirurgi og medicin.