Esplorazione del meccanismo d'azione della fibra alimentare sul microbiota intestinale e sui metaboliti (MERLIN)

Di tutti i pazienti sottoposti a radioterapia per cancro nel 2018 e nel 2019, il 28,6% è stato trattato per un tumore pelvico. La dose di radioterapia necessaria per curare il tumore spesso provoca effetti collaterali nei tessuti sani circostanti, che possono avere un impatto significativo sulla qualità della vita dei pazienti. La chemioradioterapia, l'aggiunta della chemioterapia alla radioterapia, migliora i tassi di guarigione del tumore mediante la radiosensibilizzazione del tumore, ma a scapito del peggioramento degli effetti sui tessuti normali. La maggior parte dei pazienti con più di 80 anni non è in grado di tollerare la chemioradioterapia. Con una popolazione che invecchia, c'è un'urgente necessità clinica di trovare alternative alla chemioradioterapia.

Una differenza nella composizione e nella diversità del microbiota intestinale è stata riscontrata nei responder rispetto ai non responder all'immunoterapia e nei pazienti che presentano diversi livelli di tossicità dopo la radioterapia. Ciò indica che il microbiota potrebbe essere utilizzato per prevedere, prevenire o trattare l'enteropatia da radiazioni. Un effetto collaterale spesso riscontrato nei pazienti sottoposti a radioterapia pelvica è la diarrea. Molti pazienti sottoposti a radioterapia pelvica ricevono una forma di fibra alimentare, nota come buccia di psillio (ispaghula husk o FybogelTM) per gestire i loro sintomi diarroici. Le fibre alimentari come lo psillio e l'inulina sono carboidrati non digeribili presenti in frutta, verdura, cereali integrali e legumi. Sono fermentati anaerobicamente dai batteri intestinali, producendo SCFA, tra cui acetato, propionato e butirrato. Gli SCFA sono i principali attori nell'interazione tra dieta, microbiota e salute e hanno proprietà antinfiammatorie e anche antitumorigeniche.

È dimostrato che un elevato apporto di fibre alimentari riduce il rischio di diabete di tipo 2, cancro al colon e malattie cardiovascolari riducendo la digestione e l'assorbimento dei macronutrienti e diminuendo il tempo di contatto degli agenti cancerogeni con il lume intestinale. Vi sono prove emergenti che l'inclusione di integratori di fibre alimentari nella dieta potrebbe modificare la risposta del tumore alla radioterapia. Se confermato negli esseri umani, questo sarebbe un importante progresso nel trattamento dei pazienti.

In un modello murino di colite, che presentava sintomi acuti simili a quelli dovuti alla radioterapia, l'aggiunta di psillio nella dieta ha ridotto l'infiammazione del colon e protetto le giunzioni intestinali strette. Ciò ha impedito la penetrazione delle molecole infiammatorie luminali attraverso la parete intestinale. In un sistema modello simile, lo psillio ha ridotto la gravità della colite nei topi C57BL/6 specifici privi di agenti patogeni e privi di germi, tramite meccanismi dipendenti dal microbiota e indipendenti.

L'inulina, un'altra fibra alimentare, fermenta rapidamente nell'intestino crasso prossimale. Qui, aumenta selettivamente la crescita del produttore di butirrato Faecalibacterium prausnitzii e Bifidobacterium spp.. I bifidobatteri sono associati ad effetti antitumorali e all'aumento della funzione delle cellule dendritiche che porta ad un aumento dell'innesco e dell'accumulo di cellule T citotossiche (CD8+) nel microambiente tumorale.

I ricercatori hanno trovato dati preliminari promettenti nei nostri studi sui topi, che indicano che lo psillio con l'inulina migliora il controllo del tumore. I topi immunodeficienti alimentati con una dieta al 10% di inulina avevano un migliore controllo del tumore dopo 6 radiazioni ionizzanti grigi (Gy). I topi immunocompetenti hanno mostrato una crescita tumorale ritardata quando ricevevano psillio più inulina rispetto a una dieta normale o povera di fibre, accompagnata da un aumento significativo dell'infiltrazione tumorale delle cellule T citotossiche. Lo psillio più inulina ha anche aumentato significativamente la percentuale di residuo intestinale dopo 14 Gy rispetto a una dieta a basso contenuto di fibre o al solo psillio. Una dieta a base di psillio più inulina ha anche modificato l'immunità intestinale, in particolare le cellule B. Inoltre, negli alloinnesti derivati ​​da cellule tumorali della vescica di topo UPPL 1591, le cellule T CD8+ (citotossiche) hanno ottenuto un punteggio più alto per psillio e psillio più inulina rispetto a psillio più amido resistente. Tuttavia, rispetto agli esseri umani, i topi inbred sono geneticamente più simili e sono tenuti in condizioni ambientali controllate, quindi è probabile che gli esseri umani dimostrino una maggiore variabilità in risposta all'intervento di fibre alimentari.

I ricercatori studieranno un gruppo di partecipanti umani per valutare la tolleranza e le risposte all'inulina e allo psillio più inulina, in termini di effetti collaterali intestinali, alterazioni significative nel microbiota, livelli di SCFA nel plasma e nelle feci e citochine infiammatorie plasmatiche. Gli investigatori esamineranno anche se i responder e i non responder all'interno dello studio possono essere identificati dalle informazioni dietetiche di base e/o dall'attività microbica (basata su misurazioni SCFA fecali), poiché la dieta attuale di un individuo influenzerà la loro risposta alla modifica delle fibre alimentari.