Ravintokuidun vaikutusmekanismin tutkiminen suoliston mikrobiotaan ja aineenvaihduntaelimiin (MERLIN)

Kaikista syöpään vuosina 2018 ja 2019 sädehoitoa saaneista potilaista 28,6 % sai hoitoa lantion pahanlaatuisen kasvaimen vuoksi. Kasvaimen parantamiseen tarvittava sädehoitoannos aiheuttaa usein sivuvaikutuksia ympäröiviin terveisiin kudoksiin, jotka voivat vaikuttaa merkittävästi potilaan elämänlaatuun. Kemosäteily, kemoterapian lisääminen sädehoitoon, parantaa kasvaimen paranemisastetta herkistämällä kasvainta säteilylle, mutta normaalien kudosvaikutusten heikkenemisen kustannuksella. Useimmat yli 80-vuotiaat potilaat eivät siedä kemosäteilyä. Väestön ikääntyessä on kiireellinen kliininen tarve löytää vaihtoehtoja kemosäteilylle.

Suoliston mikrobiotan koostumuksessa ja monimuotoisuudessa on havaittu eroja immuunihoitoon reagoineilla ja ei-reagoimattomilla sekä potilailla, joilla on erilaisia ​​toksisuustasoja sädehoidon jälkeen. Tämä osoittaa, että mikrobiotaa voitaisiin käyttää ennakoimaan, ehkäisemään tai hoitamaan säteilyenteropatiaa. Lantion sädehoitoa saaneilla potilailla usein havaittu sivuvaikutus on ripuli. Monet lantion sädehoitoa saavat potilaat saavat jonkinlaista ravintokuitua, joka tunnetaan nimellä psyllium-kuori (ispaghula husk tai FybogelTM) ripulioireidensa hallitsemiseksi. Ravintokuidut, kuten psyllium ja inuliini, ovat sulamattomia hiilihydraatteja, joita löytyy hedelmistä, vihanneksista, täysjyväviljasta ja palkokasveista. Suolistobakteerit fermentoivat niitä anaerobisesti ja tuottavat SCFA:ita, mukaan lukien asetaattia, propionaattia ja butyraattia. SCFA:t ovat tärkeimpiä esiintyjiä ruokavalion, mikrobiotan ja terveyden välisessä vuorovaikutuksessa, ja niillä on anti-inflammatorisia ja myös kasvaimia ehkäiseviä ominaisuuksia.

Runsaan ravintokuidun saannin on todistettu vähentävän tyypin 2 diabeteksen, paksusuolensyövän ja sydän- ja verisuonitautien riskiä vähentämällä makroravinteiden ruoansulatusta ja imeytymistä sekä lyhentämällä syöpää aiheuttavien aineiden kosketusaikaa suolen ontelon kanssa. On olemassa näyttöä siitä, että ravintolisän sisällyttäminen ruokavalioon voisi muuttaa kasvaimen vastetta sädehoitoon. Jos tämä todetaan ihmisillä, se olisi merkittävä edistysaskel potilaiden hoidossa.

Hiirimallissa paksusuolentulehdus, jossa oli samanlaisia ​​akuutteja oireita kuin sädehoidosta johtuvia oireita, psylliumin lisääminen ruokavalioon vähensi paksusuolen tulehdusta ja suojasi suoliston tiiviitä liitoksia. Tämä esti luminaalisten tulehdusmolekyylien tunkeutumisen suolen seinämän läpi. Samankaltaisessa mallijärjestelmässä psyllium vähensi paksusuolentulehduksen vakavuutta C57BL/6-spesifisissä patogeenittomissa ja bakteerivapaissa hiirissä mikrobiosta riippuvaisten ja riippumattomien mekanismien kautta.

Inuliini, toinen ravintokuitu, fermentoituu nopeasti proksimaalisessa paksusuolessa. Tässä se lisää valikoivasti butyraattia tuottavien Faecalibacterium prausnitzii- ja Bifidobacterium spp. -bakteerien kasvua. Bifidobakteerit liittyvät kasvainten vastaisiin vaikutuksiin ja lisääntyneeseen dendriittisolujen toimintaan, mikä johtaa lisääntyneeseen sytotoksisten T-solujen (CD8+) primitoitumiseen ja kertymiseen kasvaimen mikroympäristöön.

Tutkijat löysivät lupaavia alustavia tietoja hiiritutkimuksistamme, jotka osoittavat, että psyllium inuliinin kanssa tehostaa kasvaimen hallintaa. Immuunipuutteisilla hiirillä, joita ruokittiin 10 %:n inuliiniruokavaliolla, oli parantunut kasvaimen hallinta 6 harmaan (Gy) ionisoivan säteilyn jälkeen. Immunokompetenteilla hiirillä oli viivästynyt kasvaimen kasvu, kun ne saivat psylliumia ja inuliinia verrattuna normaaliin tai vähäkuituiseen ruokavalioon, ja siihen liittyi merkittävästi lisääntynyt sytotoksisten T-solujen tunkeutuminen kasvaimeen. Psyllium plus inuliini lisäsi myös merkittävästi suoliston jäljellä olevaa prosenttiosuutta 14 Gy:n jälkeen verrattuna vähäkuituiseen ruokavalioon tai pelkkään psylliumiin. Psyllium plus inuliini -ruokavalio muutti myös suoliston immuniteettia, erityisesti B-soluja. Lisäksi hiiren virtsarakon syöpäsolujen UPPL 1591 -peräisissä allografteissa CD8+ (sytotoksiset) T-solut saivat korkeammat pisteet psylliumille ja psylliumille plus inuliinille kuin psylliumille ja resistentille tärkkelykselle. Ihmisiin verrattuna sisäsiitoshiiret ovat kuitenkin geneettisesti samankaltaisempia ja niitä pidetään kontrolloiduissa ympäristöolosuhteissa, joten ihmisillä on todennäköisesti enemmän vaihtelua vasteena ravintokuidun interventioon.

Tutkijat tutkivat ihmisryhmää arvioidakseen inuliinin ja psylliumin sekä inuliinin sietokykyä ja vasteita suoliston sivuvaikutusten, mikrobiotan merkittävien muutosten, plasman ja ulosteen SCFA-tasojen sekä plasman tulehdussytokiinien suhteen. Tutkijat selvittävät myös, voidaanko tutkimukseen reagoineet ja reagoimattomat tunnistaa ruokavalion perustietojen ja/tai mikrobiaktiivisuuden perusteella (ulosteen SCFA-mittausten perusteella), koska henkilön nykyinen ruokavalio vaikuttaa hänen reaktioonsa ravintokuidun muutoksiin.