Мікробіом кишечника може відігравати центральну роль у реакції організму на рак

Нове дослідження показує, як бактерії в кишечнику можуть допомогти визначити, чи буде амінокислота аспарагін з раціону сприяти росту пухлини або активувати імунні клітини проти раку, за даними дослідників.

Це робить мікробіом кишечника, що складається з трильйонів мікроорганізмів, які живуть в кишечнику, центральним гравцем у реакції організму на рак і сучасні методи лікування раку, такі як імунотерапія.

Новий підхід до лікування та моніторингу раку

Результати дослідження можуть привести до нового підходу до лікування раку та стратегії моніторингу. Замість того, щоб безпосередньо впливати на пухлини, лікарі одного дня зможуть змінювати мікробіом кишечника або раціон харчування, щоб позбавити пухлини поживних речовин і одночасно активізувати імунні клітини.

«Наше дослідження показує, що нам потрібно замислитися над тим, як взаємодія раціону, мікробіоти кишечника та імунних клітин, що проникають у пухлину, може впливати на ріст раку та реакцію на терапію. Ми не можемо ігнорувати цей ключовий рівень регулювання», — сказав доктор Чунджун (CJ) Гуо, науковий співробітник та доцент імунології, один із керівників дослідження.

Мікроби виснажують аспарагін у кишечнику

Спочатку дослідники встановили на мишах з мікробіотою людського кишечника, що деякі бактерії можуть виснажувати амінокислоти та впливати на прогресування пухлин.

Далі вони зосередилися на аспарагіні — амінокислоті, яка підтримує синтез білків і сприяє виживанню клітин. Як ракові клітини в бідному на поживні речовини середовищі всередині пухлин, так і CD8+ Т-клітини — цитотоксичні імунні клітини, що безпосередньо атакують пухлинні клітини, — потребують активності цієї амінокислоти.

Роль Bacteroides ovatus і гена bo-ansB

Щоб зрозуміти вплив мікробіоти на метаболізм аспарагіну, команда працювала з Bacteroides ovatus — поширеною кишковою бактерією з геном bo-ansB, який кодує фермент, що розщеплює аспарагін.

Використовуючи мишачі моделі, дослідники показали, що:

• при наявності гена bo-ansB B. ovatus споживає більше аспарагіну в кишечнику;
• у результаті менше аспарагіну всмоктується в кров і доставляється до пухлин.

Коли ген bo-ansB був вимкнений, бактерії втрачали здатність виснажувати аспарагін у кишечнику, і більша його кількість потрапляла в кровообіг та пухлинну тканину. Це продемонструвало, що бактерії контролюють загальний рівень аспарагіну, який залишає кишечник, формуючи «поле бою», яке ділять між собою пухлини та імунні клітини.

Аспарагін і імунна відповідь при колоректальному раку

У мишачих моделях колоректального раку, яких годували додатковим аспарагіном:

• бактерії з активним bo-ansB сприяли росту пухлин;
• у мишей з бактеріями, у яких ген bo-ansB був вимкнений, та сама багата аспарагіном дієта мала протилежний ефект.

У цих тварин більше аспарагіну потрапляло до пухлини і поглиналося CD8+ Т-клітинами, переводячи їх у «стволоподібний» стан, пов’язаний з тривалими та ефективними протипухлинними реакціями. Навпаки, за дефіциту аспарагіну CD8+ Т-клітини були менш ефективними у пригніченні росту пухлин.

Зміна поживних речовин для клітин, що вбивають рак

Дослідження показало, що підвищений рівень аспарагіну в мікросередовищі пухлини — після видалення bo-ansB— стимулював CD8+ Т-клітини до більшої експресії білкового транспортера SLC1A5 на поверхні клітин.

Це було критично важливим для боротьби з раковими клітинами. Стовбуроподібні CD8⁺ Т-клітини служать відновлюваним джерелом імунних клітин, які можуть дозрівати до Т-клітин, що вбивають рак.

Після активації ці клітини:

• атакують пухлини;
• виробляють потужні імунні фактори;
• сприяють знищенню ракових клітин.

Блокування SLC1A5 повністю нівелювало переваги підвищеного рівня аспарагіну.

Перспективи персоналізованої терапії

Окрім аспарагіну, лабораторія Гуо досліджує й інші шляхи, що можуть впливати на пухлинне навантаження шляхом:

• пригнічення росту пухлин;
• посилення протипухлинної імунної активності.

«Багато досліджень свідчать, що ферменти, які виробляються нашою мікробіотою, а також метаболіти — малі молекули та білки — можуть бути потенційними біомаркерами прогресування раку», — зазначив доктор Гуо.

Це підвищує ймовірність того, що в майбутньому лікування раку поєднуватиме:

• імунотерапію,
• індивідуальні дієти,
• мікробіом-орієнтовані стратегії — включно з пробіотиками, модифікованими кишковими бактеріями або персоналізованими дієтичними планами, що точно регулюють доступність амінокислот.

«Наша мета — персоналізована терапія, в рамках якої ми можемо підібрати індивідуальний раціон харчування, який синергічно взаємодіятиме з мікробіотою людини, зміцнюючи імунну систему для боротьби з раком»,- Д-р Ніколас Коллінз, доцент кафедри імунології.

ДЖЕРЕЛО: News-medical

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.