Sebuah studi baru dari Fakultas Kedokteran Universitas Pittsburgh menggambarkan untuk pertama kalinya bagaimana olahraga meningkatkan hasil kanker dengan membentuk kembali mikrobioma usus dan meningkatkan respons imunoterapi melalui senyawa format, menandai langkah signifikan dalam penelitian pengobatan kanker.
Sebuah studi baru dari Fakultas Kedokteran Universitas Pittsburgh telah mengungkap bagaimana olahraga dapat meningkatkan hasil kanker secara signifikan dengan membentuk kembali mikrobioma usus.
Penelitian ini, diterbitkan dalam jurnal Cell, menunjukkan bahwa perubahan akibat olahraga pada bakteri usus menghasilkan metabolit yang disebut format, yang meningkatkan efektivitas perawatan imunoterapi pada tikus dan berkorelasi dengan hasil yang lebih baik bagi pasien melanoma.
"Kami sudah tahu bahwa olahraga meningkatkan efektivitas imunoterapi kanker, dan kami juga tahu bahwa olahraga mengubah mikrobioma pada tikus dan manusia," ujar penulis senior Marlies Meisel, asisten profesor di Departemen Imunologi di Fakultas Kedokteran Pitt's yang berafiliasi dengan UPMC Hillman Cancer Center, dalam siaran pers. "Studi ini menghubungkan kedua hal tersebut dengan menunjukkan bagaimana perubahan mikrobioma usus yang dipicu oleh olahraga meningkatkan sistem imun dan meningkatkan efisiensi imunoterapi melalui format."
Tim peneliti menemukan bahwa olahraga menghasilkan tumor yang lebih kecil dan tingkat kelangsungan hidup yang lebih baik pada tikus yang menderita melanoma agresif setelah hanya empat minggu melakukan aktivitas rutin.
Namun, manfaat ini hilang ketika mikrobioma usus terganggu, baik dengan menggunakan tikus bebas kuman atau pemberian antibiotik.
"Kami terkejut melihat sinyal yang begitu jelas bahwa manfaat olahraga disebabkan oleh mikrobioma," tambah penulis utama Catherine Phelps, seorang mahasiswa doktoral mikrobiologi dan imunologi di laboratorium Meisel.
Untuk menentukan mekanisme pastinya, para peneliti menggunakan alat pembelajaran mesin bernama SLIDE untuk menganalisis jalur metabolisme dan mengidentifikasi format sebagai komponen krusial. Format, suatu metabolit yang diproduksi oleh bakteri usus, terbukti secara signifikan meningkatkan sel T CD8, yang berperan penting dalam sistem kekebalan tubuh dalam melawan kanker.
Percobaan lebih lanjut mengungkapkan bahwa pemberian format oral harian pada tikus dengan melanoma, adenokarsinoma, dan limfoma menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tumor dan peningkatan tingkat kelangsungan hidup.
Selain itu, format meningkatkan kemanjuran terapi penghambat titik pemeriksaan imun pada melanoma.
"Sangat menarik untuk mengidentifikasi metabolit bakteri spesifik yang meniru efek olahraga pada tikus," tambah Meisel. "Di masa mendatang, format berpotensi diteliti sebagai terapi adjuvan untuk meningkatkan efikasi inhibitor pos pemeriksaan imun pada tikus yang tidak merespons."
Dengan mengeksplorasi implikasinya terhadap pasien manusia, studi ini meneliti individu dengan melanoma stadium lanjut yang menjalani terapi inhibitor titik pemeriksaan imun. Pasien dengan kadar format yang lebih tinggi dalam darah mereka menunjukkan tingkat kelangsungan hidup bebas progresi yang lebih baik.
Selain itu, transplantasi mikroba tinja (FMT) dari pasien dengan kadar format tinggi ke tikus menunjukkan peningkatan aktivitas sel T dan perbaikan pengendalian tumor.
Meskipun hasilnya menjanjikan, mekanisme di balik mengapa beberapa transplantasi tinja berkinerja lebih baik belum sepenuhnya dipahami.
"Kami ingin mendeskripsikan biomarker metabolik untuk mengidentifikasi donor super FMT karena itu benar-benar kotak hitam," tambah Meisel. "Saat ini semua orang berfokus pada spesies bakteri, tetapi penelitian kami menunjukkan bahwa yang penting bukan hanya mikroba mana yang ada, tetapi apa yang mereka lakukan dan metabolit apa yang mereka hasilkan."
Studi ini membuka jalan baru bagi strategi terapeutik yang berfokus pada perubahan pola makan dan gaya hidup untuk menargetkan mikrobioma usus. Meisel dan timnya kini sedang menyelidiki implikasi yang lebih luas dari perubahan mikrobioma akibat olahraga, termasuk potensi manfaatnya bagi gangguan autoimun dan kondisi kesehatan lainnya.