Het MD Anderson Cancer Center in de Amerikaanse staat Texas geldt wereldwijd als een van de meest vooraanstaande instituten voor kankeronderzoek en -behandeling. Wetenschappers van dit centrum hebben ontdekt dat de bacteriën in onze darmen een directe rol spelen bij de effectiviteit van bepaalde vormen van chemotherapie. Uit een studie gepubliceerd in het vakblad Nature Materials blijkt dat het aanpassen van het darmmicrobioom de hoeveelheid nanomedicijnen die een tumor bereikt, aanzienlijk kan vergroten. In laboratoriummodellen leidde een korte antibioticakuur tot een verdubbeling van de tijd dat het medicijn in het bloed bleef circuleren.
- Onderzoekers van MD Anderson ontdekten dat darmbacteriën de afbraak van nanomedicijnen door de lever beïnvloeden.
- Een korte toediening van een antibioticum vertraagde de opruimreactie van levercellen in laboratoriummodellen.
- Het effect resulteerde in een hogere medicijnconcentratie in tumoren en een langere overleving bij diverse kankersoorten.
Signalen van darmbacteriën sturen levercellen aan
Nanomedicijnen zijn chemotherapeutica die verpakt zitten in microscopisch kleine deeltjes, zoals vetbolletjes of eiwitten. Deze techniek wordt reeds toegepast bij de behandeling van onder meer borst-, eierstok- en alvleesklierkanker. Een groot probleem bij deze therapie is echter dat speciale afweercellen in de lever, de zogeheten Kupffer-cellen, de deeltjes snel uit het bloed filteren voordat ze de tumor kunnen bereiken.
De onderzoekers stelden vast dat darmbacteriën chemische signalen naar de lever sturen via galzuren die ontstaan bij de spijsvertering.
Door het voorschrijven van het veelgebruikte antibioticum metronidazol gaven de darmbacteriën minder galzuren af. Hierdoor raakten de Kupffer-cellen in een ruststand, waardoor ze veel minder nanodeeltjes opruimden. Dit leidde in diermodellen van darm-, borst-, alvleesklierkanker en melanomen tot een tragere tumorgroei en een langere overleving.
Bewijs geleverd via microbioomtransplantatie
Om uit te sluiten dat het antibioticum zelf verantwoordelijk was voor het resultaat, voerden de wetenschappers een ontlastings- oftewel microbioomtransplantatie uit. Darmbacteriën van behandelde modellen werden overgebracht naar bacterievrije monsters waarin geen sporen van het antibioticum aanwezig waren. Ook bij deze ontvangers verbeterde de afgifte van de chemotherapie aan de tumor op exact dezelfde wijze.
Dit toont aan dat het effect daadwerkelijk verankerd ligt in de samenstelling van het darmmicrobioom en overdraagbaar is tussen gastheren.
Waar eerder onderzoek vooral liet zien dat het darmmicrobioom het immuunsysteem kan activeren om kankercellen aan te vallen, bewijst deze studie voor het eerst dat darmbacteriën ook de fysieke verspreiding van medicijnen in het lichaam beïnvloeden.
Nieuwe opties voor toekomstige behandelingen
Voor de medische wetenschap betekent deze vinding dat chemotherapie in de toekomst niet meer enkel hoeft te worden gezien als een wisselwerking tussen een medicijn en een tumor, maar als een samenspel tussen medicijn, darmbacteriën en het menselijk lichaam. Omdat het gebruikte antibioticum al door de Amerikaanse toezichthouder FDA is goedgekeurd, opent dit de deur naar klinisch onderzoek bij mensen op de korte termijn.
Onderzoekers benadrukken dat het niet de bedoeling is om patiënten langdurig antibiotica te geven, omdat dit de darmflora breed verstoort. Vervolgonderzoek richt zich daarom op het doelgericht aanpassen van het microbioom via specifieke bacteriemengsels of therapieën die zich rechtstreeks op galzuren richten. Mogelijk kunnen galzuurprofielen in de toekomst ook dienen als biomarker om vooraf te bepalen welke patiënten het meeste baat hebben bij nanomedicijnen.
