Isolatie en zuivering van schimmel β-glucaan als immunotherapiestrategie voor glioblastoom

Ondanks de komst van nieuwe prestaties op het gebied van neuro-oncologie, blijft de levensverwachting van glioblastoompatiënten mager. Gouden standaard therapieën tegen hersentumoren zijn gebaseerd op de samensmelting van chirurgie, radiotherapie en chemotherapie. In het afgelopen decennium is immunotherapie echter naar voren gekomen als een krachtige strategie om verschillende soorten kanker te behandelen¹. Zo is de mogelijkheid om de immuunrespons van het lichaam tegen tumorcellen te benutten onlangs de vierde pijler van de oncologie geworden.

Het is al lang bekend dat een van de grootste uitdagingen in het veld is om de sterke immunosuppressie in de micro-omgeving van de tumor^{te overwinnen 2}. Met name in het geval van glioblastoom, een van de meest voorkomende en agressieve vormen van hersenkanker, kan het ontrafelen van belangrijke routes die dergelijke pro-tumorale scenario’s orkestreren en het vinden van nieuwe verbindingen die de deprimerende reactie van het immuunsysteem kunnen tegengaan, de weg vrijmaken voor toekomstige therapieën tegen deze ongeneeslijke ziekte.

De hersenen bezitten hun eigen cellen van het immuunsysteem en het meest relevante celtype zijn microglia. Het is bewezen dat deze cellen een vrij complex gedrag vertonen bij verschillende centrale ziekten³. In het geval van primaire hersentumoren (bijv. Glioblastoom), worden deze cellen verschoven naar een ontstekingsremmend fenotype dat tumorcellen ondersteunt om het hersenparenchym te koloniseren³. Talrijke publicaties hebben de belangrijke rol van deze cellen tijdens tumorprogressie versterkt. Een van de belangrijkste redenen hiervoor is dat glioom-geassocieerde microglia en geïnfiltreerde macrofagen (GAMs) goed zijn voor een derde van de totale tumormassa, wat de ondubbelzinnige invloed van hun activeringstoestanden tijdens de progressie van de hersentumor^{suggereert 4,5}.

In die geest zijn schimmel β-glucanen beschreven als krachtige moleculen die effectieve immuunresponsen veroorzaken, waaronder fagocytose en pro-inflammatoire factoren productie, wat leidt tot de eliminatie van schadelijke stoffen 6,7,8,9,10. Schimmel β-glucanen zijn over het algemeen bestudeerd met behulp van extracten van verschillende paddenstoeldelen. De toekenning van specifieke effecten vereist echter de zuivering ervan om dubbelzinnigheden te voorkomen en om het werkingsmechanisme van dergelijke moleculen als immunomodulerende middelen te kunnen begrijpen⁸.

In dit werk worden oplosbare β-glucanen gezuiverd uit het vruchtlichaam van vier verschillende paddenstoelen, regelmatig gebruikt als eetbare (Pleurotus ostreatus en Pleurotus djamor) en als medicinale (Ganoderma lucidum en Hericium erinaceus) paddenstoelen. Met name deze vier paddenstoelen worden veel gebruikt in de voedings- en farmaceutische industrie en werden geproduceerd binnen een milieuvriendelijke circulaire economie in een commerciële onderneming (zie Materiaaltabel).

Om de basis te leggen voor het toekomstige gebruik van schimmel-β-glucanen in hersenkankertherapieën, zijn goed gedefinieerde zuiveringsstrategieën en preklinische studies die zich verdiepen in hun vermeende interactie met cellen van het immuunsysteem essentieel om hun potentiële rol als antitumormediatoren te evalueren. Dit werk beschrijft de talrijke stappen van isolatie en zuivering die nodig zijn om de oplosbare β-glucanen in de vruchtlichamen van de geselecteerde paddenstoel terug te halen. Eenmaal met succes gezuiverd, worden microgliacellen geactiveerd om hun inflammatoire fenotype te verbeteren. Muis glioblastoom cellen (GL261) worden gecoat met een ander microglia-geconditioneerd medium, eerder behandeld met deze extracten, en vervolgens wordt het effect ervan op het gedrag van tumorcellen geëvalueerd. Interessant is dat pilotstudies van ons laboratorium (gegevens niet getoond) hebben blootgelegd hoe pro-inflammatoire microglia de migratie van tumorcellen en invasie-eigenschappen kunnen vertragen, niet alleen in glioblastoomcellen, maar ook in andere kankercellijnen. Dit multidisciplinaire werk kan een nuttig hulpmiddel zijn voor oncologische onderzoekers om veelbelovende verbindingen te testen die de immuunrespons in veel verschillende soorten tumoren kunnen stimuleren.