Dygnsrytmer kan användas för att förbättra effekten av immunterapi mot cancer

Ett tvärvetenskapligt forskarteam vid University of California, Irvine, har upptäckt att dygnsrytmer – en biologisk regulator som styr de dagliga rytmerna för fysiologiska processer, inklusive immunförsvaret – kan användas för att förbättra effektiviteten av cancerimmunterapi med hjälp av checkpoint-hämmare. Dessa hämmare blockerar olika proteiner som förhindrar bindning till tumörceller, vilket gör att immunförsvarets T-celler kan förstöra tumören.

Studien, som publicerades i tidskriften Nature Immunology, fördjupar vår förståelse av de komplexa sambanden mellan dygnsrytmer, immunreglering och tumörutveckling, och visar att en terapeutisk metod som optimerar tidpunkten för läkemedelsadministrering baserat på individuella dygnsrytmer erbjuder nya vägar för förebyggande och behandling.

”Störningar i dygnsrytmen är en integrerad del av det moderna samhället och kan bidra till ökningen av olika typer av cancer. Vi fann att korrekt reglering av dygnsrytmen är avgörande för att undertrycka inflammation och upprätthålla maximal immunfunktion”, säger huvudförfattaren till studien, Selma Masri, biträdande professor i biologisk kemi vid University of California, Irvine. ”Att förstå hur störningar i dygnsrytmen bidrar till sjukdomsprogression kan leda till beteendeförändringar som minskar cancerrisken.”

Teamet använde banbrytande tekniker för sekvensering av enkelkärniga RNA i en genetisk modell av kolorektal cancer och identifierade dygnsrytmsberoende förändringar som kontrollerar antalet myeloidceller som hämmar T-cellsaktivering. De fann att störningar i den interna biologiska rytmen i epitelcellerna som bekläder tarmen förändrar cytokinsekretionen, vilket leder till ökad inflammation, en ökning av antalet immunsuppressiva myeloidceller och cancerprogression.

Dessa fynd visar att immunterapi vid tider på dagen då immunsuppressiva myeloidceller är som mest förekommande signifikant ökar effekten av checkpoint-blockad vid behandling av solida tumörer.

"I takt med att vi fördjupar vår förståelse av den grundläggande mekanismen för dygnsrytmreglering av immunitet, kan vi kanske utnyttja kraften i kroppens naturliga rytmer för att bekämpa cancer och utveckla mer personliga och effektiva behandlingsstrategier", säger huvudförfattaren till studien Bridget Fortin, doktorand vid institutionen för biologisk kemi vid University of California, Irvine.

Även om denna studie representerar ett betydande steg framåt i att definiera dygnsrytmisk kontroll av antitumörimmunitet, anser teamet att framtida studier bör fokusera på att utforska ytterligare faktorer och celltyper som påverkar svaret på checkpoint-hämmarbehandling beroende på tid på dagen.

Teamet inkluderade även doktorander och lärare från UC Irvine School of Medicines institutioner för biologisk kemi, fysiologi och biofysik, kirurgi och medicin.