Badanie mechanizmu działania błonnika pokarmowego na mikroflorę jelitową i metabolity (MERLIN)

Spośród wszystkich pacjentów poddanych radioterapii z powodu raka w 2018 i 2019 r. 28,6% było leczonych z powodu nowotworu miednicy mniejszej. Dawka radioterapii niezbędna do wyleczenia guza często powoduje działania niepożądane w otaczających zdrowych tkankach, co może znacząco wpłynąć na jakość życia pacjentów. Chemioradioterapia, dodatek chemioterapii do radioterapii, poprawia wskaźniki wyleczenia guza poprzez uwrażliwienie guza na promieniowanie, ale kosztem pogorszenia efektów w prawidłowej tkance. Większość pacjentów w wieku powyżej 80 lat nie toleruje radiochemioterapii. W związku ze starzeniem się społeczeństwa istnieje pilna kliniczna potrzeba znalezienia alternatyw dla chemioradioterapii.

Stwierdzono różnicę w składzie i różnorodności mikroflory jelitowej u osób reagujących i niereagujących na immunoterapię oraz u pacjentów doświadczających różnych poziomów toksyczności po radioterapii. Wskazuje to, że mikroflorę można wykorzystać do przewidywania, zapobiegania lub leczenia enteropatii popromiennej. Często spotykanym działaniem niepożądanym u pacjentów poddanych radioterapii miednicy jest biegunka. Wielu pacjentów poddanych radioterapii miednicy otrzymuje błonnik pokarmowy, znany jako łuska babki płesznik (łuska babki jajowatej lub FybogelTM), aby złagodzić objawy biegunki. Błonnik pokarmowy, taki jak babka płesznik i inulina, to niestrawne węglowodany znajdujące się w owocach, warzywach, pełnych ziarnach i roślinach strączkowych. Są fermentowane beztlenowo przez bakterie jelitowe, wytwarzając SCFA, w tym octan, propionian i maślan. SCFA odgrywają główną rolę w interakcji między dietą, mikrobiomem i zdrowiem, i mają właściwości przeciwzapalne, a także przeciwnowotworowe.

Udowodniono, że wysokie spożycie błonnika pokarmowego zmniejsza ryzyko cukrzycy typu 2, raka okrężnicy i chorób układu krążenia poprzez zmniejszenie trawienia i wchłaniania makroskładników odżywczych oraz skrócenie czasu kontaktu czynników rakotwórczych ze światłem jelita. Pojawiają się dowody na to, że włączenie suplementów błonnika pokarmowego do diety może modyfikować odpowiedź guza na radioterapię. Jeśli zostanie to potwierdzone u ludzi, byłby to duży postęp w leczeniu pacjentów.

W mysim modelu zapalenia okrężnicy, wykazującym podobne ostre objawy do tych spowodowanych radioterapią, dodatek babki płesznik do diety zmniejszył stan zapalny okrężnicy i chronił ścisłe połączenia jelitowe. Zapobiegało to przenikaniu cząsteczek zapalnych światła jelita przez ścianę jelita. W podobnym systemie modelowym babka płesznik zmniejszała nasilenie zapalenia okrężnicy u myszy wolnych od specyficznych patogenów i zarazków C57BL/6, poprzez mechanizmy zależne od mikroflory i niezależne.

Inulina, inny błonnik pokarmowy, ulega szybkiej fermentacji w proksymalnej części jelita grubego. W tym przypadku selektywnie zwiększa wzrost producenta maślanu, Faecalibacterium prausnitzii i Bifidobacterium spp. Bifidobakterie są związane z działaniem przeciwnowotworowym i zwiększoną funkcją komórek dendrytycznych, co prowadzi do zwiększonego pobudzenia i akumulacji cytotoksycznych komórek T (CD8 +) w mikrośrodowisku guza.

Badacze znaleźli obiecujące wstępne dane w naszych badaniach na myszach, wskazujące, że babka płesznik z inuliną poprawia kontrolę guza. Myszy z niedoborem odporności karmione dietą zawierającą 10% inuliny miały lepszą kontrolę guza po napromieniowaniu jonizującym 6 grejów (Gy). Immunokompetentne myszy wykazywały opóźniony wzrost guza po otrzymaniu babki płesznik z inuliną w porównaniu z dietą normalną lub ubogą w błonnik, czemu towarzyszyło znacznie zwiększone naciekanie guza przez cytotoksyczne limfocyty T. Psyllium plus inulina również znacznie zwiększyły odsetek zalegających jelit po 14 Gy w porównaniu z dietą o niskiej zawartości błonnika lub samą babką płesznik. Dieta psyllium plus inulina również modyfikowała odporność jelitową, szczególnie limfocyty B. Ponadto w alloprzeszczepach komórek raka pęcherza moczowego myszy pochodzących z UPPL 1591, limfocyty T CD8+ (cytotoksyczne) uzyskały wyższe wyniki dla psyllium i psyllium plus inulina niż psyllium plus oporna skrobia. Jednak w porównaniu z ludźmi, myszy wsobne są genetycznie bardziej podobne i są trzymane w kontrolowanych warunkach środowiskowych, więc ludzie prawdopodobnie wykazują większą zmienność w odpowiedzi na interwencję w błonnik pokarmowy.

Badacze zbadają grupę ludzi, aby ocenić tolerancję i reakcje na inulinę i babkę płesznik plus inulinę pod kątem jelitowych skutków ubocznych, znaczących zmian w mikroflorze, poziomów SCFA w osoczu i kale oraz cytokin zapalnych w osoczu. Badacze zbadają również, czy osoby reagujące i niereagujące w ramach badania można zidentyfikować na podstawie podstawowych informacji żywieniowych i/lub aktywności drobnoustrojów (na podstawie pomiarów SCFA w kale), ponieważ aktualna dieta danej osoby będzie miała wpływ na jej reakcję na modyfikację błonnika pokarmowego.