Foto via Weizmann Instituut
Kankertumoren bevatten meerdere soorten schimmels die per tumortype verschillen, blijkt uit een grote studie onder leiding van onderzoekers van het Weizmann Institute of Science en de University of California, San Diego.
De studie, vandaag gepubliceerd in Cell, heeft mogelijk implicaties voor de diagnose en behandeling van kanker, evenals voor de detectie van kanker door middel van een bloedtest. Het vormt een aanvulling op het inzicht van wetenschappers in de interactie tussen kankercellen en de bacteriën die in tumoren voorkomen naast schimmels, bacteriën waarvan is aangetoond dat ze de groei, metastase en respons op therapie van kanker beïnvloeden.
De onderzoekers profileerden systematisch schimmelgemeenschappen in meer dan 17.000 weefsel- en bloedmonsters van patiënten met 35 soorten kanker. Ze ontdekten dat schimmels in al deze soorten kanker kunnen worden gedetecteerd. Schimmels werden meestal gevonden "verstoppen" in de kankercellen of in immuuncellen in de tumoren.
De studie onthulde ook meerdere correlaties tussen de aanwezigheid van specifieke schimmels in tumoren en aandoeningen die verband houden met de behandeling. Borstkankerpatiënten die Malassezia globosa - een schimmel die van nature op de huid voorkomt - in hun tumoren hebben, hadden bijvoorbeeld een veel lagere overlevingskans dan degenen die de schimmel niet hadden. Bovendien bleken specifieke schimmels vaker voor te komen in borsttumoren van oudere patiënten dan in die van jongere, in longtumoren van rokers dan in die van niet-rokers en in melanoomtumoren die niet reageerden op immunotherapie dan in tumoren die reageerde wel op therapie.
Deze bevindingen suggereren dat schimmelactiviteit "een nieuw en opkomend kenmerk van kanker is", zegt prof. Ravid Straussman van de afdeling Moleculaire Celbiologie van Weizmann, medeleider van het onderzoek. "Deze bevindingen zouden ons ertoe moeten aanzetten om de mogelijke effecten van tumorschimmels beter te onderzoeken en om bijna alles wat we weten over kanker opnieuw te onderzoeken door middel van een 'microbioomlens'," zei hij.
De studie, die zowel de schimmels als de bacteriën karakteriseerde die aanwezig zijn in menselijke tumoren, toonde aan dat typische "hubs" van schimmels en bacteriën in tumoren kunnen worden gevonden. Terwijl tumoren die Aspergillus-schimmels bevatten bijvoorbeeld meestal specifieke bacteriën bevatten, hebben andere tumoren die Malassezia-schimmels bevatten de neiging om andere bacteriën in zich te hebben. Deze verschillende "hubs" kunnen belangrijk zijn voor de behandeling, omdat ze gecorreleerd zijn met zowel de tumorimmuniteit als de overleving van de patiënt.
"Deze studie werpt een nieuw licht op de complexe biologische omgeving binnen tumoren, en toekomstig onderzoek zal uitwijzen hoe schimmels de kankergroei beïnvloeden", zegt prof. Yitzhak Pilpel, een co-auteur van de studie en een hoofdonderzoeker bij de afdeling Molecular Genetics van het Weizmann Institute of Science. . “Het feit dat schimmels niet alleen in kankercellen maar ook in immuuncellen gevonden kunnen worden, impliceert dat we in de toekomst waarschijnlijk zullen ontdekken dat schimmels enig effect hebben, niet alleen op de kankercellen, maar ook op immuuncellen en hun activiteit. ”
Het bestaan van schimmels in de meeste vormen van kanker bij de mens "is zowel een verrassing als te verwachten", zegt Rob Knight, een professor in kindergeneeskunde, bio-engineering en computerwetenschappen en techniek aan de UC San Diego, die co-auteur van het onderzoek was. “Het is verrassend omdat we niet weten hoe schimmels in tumoren door het hele lichaam kunnen komen. Maar het wordt ook verwacht, omdat het past in het patroon van gezonde microbiomen door het hele lichaam, inclusief de darm, mond en huid, waar bacteriën en schimmels op elkaar inwerken als onderdeel van een complexe gemeenschap.”
Het nieuwe artikel onderzocht ook de aanwezigheid van schimmel- en bacterieel DNA in menselijk bloed. "De resultaten suggereren dat het meten van microbieel DNA in het bloed kan helpen bij de vroege detectie van kanker, aangezien verschillende microbiële DNA-signaturen kunnen worden gevonden in het bloed van kanker- en niet-kankerpatiënten", zegt Dr. Gregory Sepich-Poore, een voormalig afgestudeerde student in het Ridderlab.
Vorig jaar richtten Knight en Sepich-Poore samen Micronoma op, een bedrijf dat een platform ontwikkelt dat microbiële biomarkers in bloed gebruikt voor de vroege diagnose van kanker.
Aan het Weizmann Instituut werd de studie geleid door de eerste co-auteurs Drs. Lian Narunsky Haziza van de laboratoria van Straussman en Pilpel en door Dr. Lian Narunsky Haziza. Ilana Livyatan van Straussman's Lab. Andere medewerkers zijn Omer Asraf; Deborah Negman, dr. Nancy Gavert, Ruthie Ariel en Arnon Meltser; Dr. A.S. Amir Bashan en Guy Amit van de Bar-Ilan Universiteit; prof. Iris Barshack, dr. Nora Balint-Lahat en Gili Perry van het Sheba Medical Center en de Universiteit van Tel Aviv; Dr. A.S. Einav Gal-Yam en Dr. Maya Dadiani van het Sheba Medical Center; Cameron Martino, dr. Antonio Gonzalez, dr. Dr. Justin P. Shaffer Sandip Pravin Patel en Dr. Austin D. Swafford van UC San Diego; prof. Jason E. Stajich van UC Riverside; Dr. Qiyun Zhu van de Arizona State University; en Dr. Stephen Wandro van Micronoma, San Diego.
Het onderzoek van prof. Ravid Strassman wordt ondersteund door het Swiss Society Institute for Cancer Prevention Research; het Fabricant-Morse Families Research Fund for Humanity; het Dr. Chantal d'Adesky Scheinberg Research Fund en het Dr. Dvora en Haim Teitelbaum Endowment Fund.
