Il batterio intestinale *Lactobacillus intestinalis* recluta cellule immunitarie per combattere il cancro del colon-retto
Un batterio probiotico del microbiota intestinale induce le cellule tumorali a rilasciare CCL5, richiamando cellule dendritiche che sopprimono la crescita del cancro colorettale.
Riepilogo
I ricercatori hanno scoperto che il *Lactobacillus intestinalis*, un batterio probiotico intestinale, sopprime il carcinoma colorettale (CRC) attivando una cascata di reclutamento immunitario. In modelli murini di CRC sia a induzione chimica che spontanea, la supplementazione orale con *L. intestinalis* ha ridotto significativamente il carico tumorale. Il meccanismo prevede che il batterio stimoli le cellule tumorali — tramite la via di segnalazione NOD1/NF-κB — a secernere la chemochina CCL5, la quale recluta le cellule dendritiche (DC) nel microambiente tumorale. Quando le DC venivano depauperate o CCL5 silenziata, l'effetto antitumorale scompariva, confermando la necessità di questa via. I dati clinici ottenuti da campioni di pazienti con CRC e da dataset pubblici hanno ulteriormente corroborato correlazioni positive tra l'abbondanza di *L. intestinalis*, l'espressione di CCL5 e le firme geniche correlate alle DC, suggerendo una rilevanza traslazionale.
Riepilogo Dettagliato
Il carcinoma colorettale è il terzo tumore più comune al mondo e la seconda causa di morte per cancro. Il microbiota intestinale è sempre più riconosciuto come un modulatore chiave del microambiente immunitario tumorale, ma i meccanismi specifici attraverso cui i singoli ceppi batterici influenzano l'immunità antitumorale rimangono ancora incompletamente compresi. Questo studio è il primo a caratterizzare il ruolo antitumorale di Lactobacillus intestinalis nel carcinoma colorettale e a delinearne il meccanismo molecolare.
Utilizzando due modelli murini di carcinoma colorettale consolidati — il modello a induzione chimica AOM/DSS e il modello di adenoma spontaneo ApcMin/+ — i ricercatori hanno dimostrato che la somministrazione orale giornaliera per gavage di L. intestinalis (10⁹ CFU/topo) ha ridotto significativamente il numero, le dimensioni e il carico tumorale rispetto ai controlli con PBS o E. coli MG1655. L'analisi istopatologica ha confermato una riduzione della proliferazione (Ki67) e dell'angiogenesi (CD31) nei tumori dei topi trattati con L. intestinalis. L'analisi citofluorimetrica delle cellule immunitarie infiltranti il tumore ha evidenziato un marcato aumento dell'infiltrazione di cellule dendritiche (DC), insieme all'attivazione a valle dei linfociti T CD8+, negli animali trattati.
Per dissezionare il meccanismo, il team ha eseguito esperimenti di co-coltura con la linea cellulare murina di carcinoma colorettale MC38 e L. intestinalis a MOI 100:1. La profilazione delle citochine e gli array di chemochine dei terreni condizionati hanno identificato CCL5 come la principale chemochina sovraregolata nelle cellule tumorali in seguito all'esposizione batterica. L'immunofluorescenza e l'ELISA hanno confermato che L. intestinalis ha indotto la secrezione di CCL5 dalle cellule tumorali, e non dai batteri stessi. I saggi di migrazione delle DC derivate dal midollo osseo (BMDC) hanno dimostrato che i terreni condizionati arricchiti in CCL5 provenienti da cellule tumorali trattate con L. intestinalis hanno reclutato in modo robusto le DC in vitro. Il silenziamento di CCL5 tramite siRNA nelle cellule MC38 ha abolito il reclutamento delle DC ed eliminato l'effetto antitumorale protettivo nei modelli tumorali sottocutanei, confermando che CCL5 è indispensabile per il meccanismo.
Ulteriori indagini hanno rivelato che L. intestinalis attiva la via di segnalazione NOD1/NF-κB nelle cellule tumorali per guidare la trascrizione di CCL5. Il silenziamento di NOD1 tramite siRNA nelle cellule MC38 ha attenuato significativamente la sovraregolazione di CCL5 indotta da L. intestinalis e la traslocazione nucleare di NF-κB. Per confermare la necessità delle DC in vivo, il team ha utilizzato topi Itgax-DTR nei quali le DC CD11c+ erano state depletate tramite tossina difterica. Nei topi privi di DC, l'effetto soppressivo tumorale di L. intestinalis è stato completamente abolito, validando il ruolo essenziale delle DC in questo asse.
La validazione clinica è stata fornita attraverso l'analisi di campioni fecali e di tessuto tumorale di pazienti con carcinoma colorettale, insieme a dataset trascriptomici pubblici. L'abbondanza di L. intestinalis ha correlato positivamente con l'espressione di CCL5 e con le firme geniche correlate alle DC nel tessuto tumorale. Questi risultati concordanti nei dati umani rafforzano il potenziale traslazionale dei risultati preclinici. Lo studio posiziona L. intestinalis come un candidato promettente per la prevenzione del carcinoma colorettale o come terapia adiuvante basata sul microbioma, agendo attraverso un asse CCL5/reclutamento di DC intrinseco alle cellule tumorali, fino ad ora non descritto.
Risultati Principali
- L. intestinalis oral supplementation significantly reduced tumor burden in two independent mouse CRC models.
- The bacterium induced tumor cells to secrete CCL5 via NOD1/NF-κB signaling, recruiting dendritic cells into the TME.
- DC depletion or CCL5 knockdown completely abolished L. intestinalis anti-tumor effects, confirming pathway essentiality.
- Clinical CRC datasets showed positive correlations between L. intestinalis abundance, CCL5 levels, and DC-related gene signatures.
- L. intestinalis acts on tumor cells—not immune cells directly—to remodel the immunosuppressive tumor microenvironment.
Metodologia
Lo studio ha utilizzato due modelli murini di CRC (indotto da AOM/DSS e spontaneo ApcMin/+) oltre a modelli tumorali sottocutanei con cellule MC38 in topi C57BL/6 e Itgax-DTR (depleti di cellule dendritiche). Sono stati impiegati: co-coltura in vitro di cellule CRC con L. intestinalis, silenziamento genico tramite siRNA di CCL5 e NOD1, saggi di chemiotassi su cellule dendritiche derivate dal midollo osseo (BMDC), citometria a flusso, immunoistochimica, e analisi di campioni clinici di pazienti e di dataset trascrittomic pubblici.
Limitazioni dello Studio
Tutto il lavoro meccanicistico è stato condotto su modelli murini e linee cellulari; mancano prove causali dirette nei pazienti umani affetti da CRC. Lo studio non ha valutato se la colonizzazione da *L. intestinalis* sia duratura né come interagisca con la composizione preesistente del microbiota intestinale o con i regimi chemioterapici.
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