Исследование специалистов ИТМО показало, что более разнообразный микробиом кишечника повышает шансы на успех иммунотерапии онкологических заболеваний.
Как рассказал «Газете.ru» один из авторов работы, аспирант факультета информационных технологий и программирования ИТМО Артем Иванов, основной вывод, который сделали ученые, заключается в том, что чем более богатая микробиота кишечника у человека (то есть чем больше разных метаболитов, функциональных элементов она вырабатывает для организма), тем лечение эффективнее.
Метод, при котором используются иммунотерапевтические препараты, стимулирующие уничтожение раковых клеток иммунитетом человека, в частности, применяется для лечения меланомы.
Чтобы понять, каким образом микробиота кишечника влияет на продуктивность иммунотерапии меланомы, в ИТМО изучили сведения о 680 образцах микробиоты людей, собранные авторами нескольких исследований.
Генетического анализ микробов позволил ученым определить, какие именно бактерии содержались в образцах и какие функции в организме человека они выполняют.
После этого эксперты сравнили микробиомы людей, реагировавших на терапию лучше других. Таким образом удалось узнать, как состав бактерий влияет на эффективность лечения.
Полученные результаты помогут медикам предвидеть реакцию пациента на лечение по образцу микробиоты. Также в будущем перед началом иммунотерапии человеку могут быть назначены пробиотики или коррекция питания для изменения состава микробиома.
Симбиотическая микрофлора в кишечнике помогает нам усваивать пищу, но, кроме того, она выделяет самые разные вещества, которые влияют на наши клетки, ткани и органы. Их влияние может быть как полезным, так и вредным.
Если говорить о пользе, то тут обычно говорят, что правильная микрофлора защищает нас от ожирения и диабета. Однако в последнее время тут ещё часто обсуждают роль кишечных бактерий в лечении злокачественных опухолей.
Мы уже как-то писали о том, что от микрофлоры зависит эффективность как химиотерапии, так и иммунотерапии.
В новой статье в Nature сотрудники Университетской клиники Гамбург–Эппендорф пишут, что микрофлора повышает эффективность химиотерапии против метастазирующего рака поджелудочной железы, но повышает она её, действуя через иммунные клетки.
Вообще у рака поджелудочной железы есть несколько разновидностей, среди которых самая распространённая – это так называемая протоковая аденокарцинома. Как раз её в данном случае и изучали.
У некоторых пациентов протоковая аденокарцинома поддаётся химиотерапии, а у некоторых нет. Исследователи заметили, что те и другие отличаются кишечной микрофлорой.
Можно поставить эксперимент, в котором мышам без собственных бактерий и с метастазирующей аденокарциномой пересадить бактерии от пациентов, чьи опухоли поддаются или не поддаются химиотерапии.
Тогда мы увидим, что у мышей с бактериями от людей, чей рак поддаётся лечению, опухоли будут меньше.
Как было сказано выше, микрофлора влияет на наши клетки с помощью разных биоактивных молекул.
У пациентов, у которых опухоли поддаются лечению, в крови повышен уровень β-индолилуксусной кислоты, или гетероауксина. β-индолилуксусная кислота известна как фитогормон, стимулятор роста растений, однако синтезируют её не только растения, но и грибы с бактериями, в том числе и кишечные бактерии.
У пациентов с раком поджелудочной клинический прогноз тем лучше, чем выше в крови уровень гетероауксина (или β-индолилуксусной кислоты).
Её же исследователи увидели в крови мышей, которые получили кишечные бактерии от пациентов с «химиотерапевтическим» раком.
Удалось также определить конкретные виды кишечных бактерий, которые дают β-индолилуксусную кислоту – это Bacteroides fragilis и Bacteroides thetaiotaomicron (тут можно заметить, что о бактериях из группы Bacteroides далеко не в первый раз говорят в связи с удачным лечением опухолей).
Как и растения, бактерии производят гетероауксин из аминокислоты триптофана. Вероятно, если сесть на диету, богатую триптофаном, то он поможет лечить рак.
Эксперименты с мышами это вполне подтвердили: когда они съедали много триптофана, химиотерапия била по их опухолям намного сильнее, чем когда триптофана в еде было мало.
Одновременно удалось показать, что дело именно в β-индолилуксусной кислоте – никакие другие метаболические производные триптофана такого эффекта не давали.
Однако β-индолилуксусная кислота действует не непосредственно, а через иммунные клетки нейтрофилы. Про них известно, что они часто помогают раку, но когда дело доходит до химиотерапии, те же нейтрофилы усиливают терапевтическое действие лекарств.
В случае с β-индолилуксусной кислотой нейтрофилы её поглощают и модифицируют в более токсичную молекулу. Токсичное производное β-индолилуксусной кислоты выходит из нейтрофилов и попадает в злокачественные клетки.
В них модифицированная кислота усиливает окислительный стресс и подавляет аутофагию, или «самопожирание». Аутофагия – важный клеточный процесс, с помощью которого клетка убирает разный вредный мусор внутри себя и поддерживает себя в форме.
Захламленная раковая клетка с сильным окислительным стрессом начинает медленнее делиться. И в таком состоянии она становится более чувствительной к химиотерапевтическим средствам.
Если говорить о каких-то практических выводах, то тут есть несколько способов повысить эффективность противораковой терапии.
Можно действовать через бактерий; можно обогатить рацион триптофаном; можно вводить больному саму β-индолилуксусную кислоту; можно как-нибудь подавить аутофагию; можно использовать всё это вместе.
Кстати, исследователи заметили, что β-индолилуксусная кислота, которую давали мышам с опухолями, помогает бороться с любым видом рака, независимо от его изначального происхождения и независимо от типа ткани, в котором он сейчас растёт.
Однако, как бы то ни было, даже самые смелые терапевтические идеи всё равно нужно проверять в клинических испытаниях.
