Døgnrytme kan bruges til at forbedre effektiviteten af cancerimmunterapi

Et tværfagligt team af forskere fra University of California, Irvine har fundet ud af, at døgnrytmer, en biologisk regulator, der kontrollerer de daglige rytmer af fysiologiske processer, herunder immunfunktioner, kan bruges til at forbedre effektiviteten af kræftimmunterapi ved hjælp af checkpoint-hæmmere. Disse inhibitorer blokerer forskellige proteiner, der forhindrer dem i at binde sig til tumorceller, hvilket tillader immunsystemets T-celler at ødelægge tumoren.

Undersøgelsen, publiceret i Nature Immunology, uddyber forståelsen af de komplekse sammenhænge mellem døgnrytmer, immunregulering og tumorudvikling og viser, at en terapeutisk tilgang, der optimerer timingen af administration af lægemidler afhængig af individuelle døgnrytmer, åbner op for nye muligheder for forebyggelse og behandling.

"Forstyrrelse af den indre biologiske rytme er en integreret del af det moderne samfund og kan bidrage til stigningen i forekomsten af forskellige typer kræft. Vi fandt ud af, at korrekt regulering af døgnrytmer er nødvendig for at undertrykke inflammation og understøtte maksimalt immunsystem funktion," sagde hovedforfatter af undersøgelsen Selma Masri, lektor i biologisk kemi ved University of California, Irvine. "Forståelse af, hvordan forstyrrelse af døgnrytmer bidrager til sygdomsprogression, kan føre til adfærdsændringer for at reducere kræftrisiko."

Teamet brugte avancerede single-core RNA-sekventeringsteknikker i en genetisk model for kolorektal cancer og identificerede døgnrytmeafhængige ændringer, der kontrollerer antallet af myeloide celler, der undertrykker T-celle aktivering. De fandt ud af, at afbrydelse af den iboende biologiske rytme i epitelcellerne i tarmene ændrer cytokinsekretion, hvilket fører til øget inflammation, øget antal immunsuppressive myeloidceller og cancerprogression.

Disse resultater viste, at administration af immunterapi på tidspunkter af dagen, hvor antallet af immunsuppressive myeloidceller er højest, øger effektiviteten af checkpoint-blokade signifikant ved behandling af solide tumorer.

"I takt med at vi uddyber vores forståelse af den grundlæggende mekanisme bag døgntidsimmunregulering, vil vi være i stand til at udnytte kraften i kroppens naturlige rytmer til at bekæmpe kræft og udvikle mere personlige og effektive behandlingsstrategier," sagde hovedforfatter af undersøgelsen Brigitte Fortin, en ph.d.-studerende i afdelingen. I biologisk kemi fra University of California i Irvine.

Selvom denne undersøgelse repræsenterer et væsentligt skridt fremad i at definere den cirkadiske kontrol af antitumorimmunitet, mener teamet, at fremtidig forskning bør fokusere på at undersøge yderligere faktorer og celletyper, der påvirker respons på kontrolpunkthæmmerbehandling som en funktion af tidspunktet på dagen.

Teamet omfattede også kandidatstuderende og fakulteter fra University of California Irvine School of Medicine fra afdelingerne for biologisk kemi, fysiologi og biofysik, kirurgi og medicin.