Бактерия из лягушки уничтожила раковые опухоли у мышей одной дозой

Бактерия из кишечника японской древесной лягушки уничтожила опухоли у мышей после одной инъекции, открывая неожиданный новый способ борьбы с раком. Источник: AI/ScienceDaily.com

Ученые из Японского передового института науки и технологии (JAIST) идентифицировали природную бактерию, выделенную из кишечника японских древесных лягушек (Dryophytes japonicus), которая продемонстрировала замечательную противораковую активность на мышах. Результаты, опубликованные в журнале Gut Microbes, представляют новый подход к лечению рака, использующий живые бактерии для прямого воздействия на опухоли, а не просто для изменения микробиома кишечника.

В отличие от многих предыдущих исследований, которые были сосредоточены на изменении состава кишечных бактерий или использовании трансплантации фекальной микробиоты, в этой работе ученые выделили отдельные штаммы бактерий, вырастили их в лаборатории и ввели внутривенно для атаки на опухоли.

Команда собрала 45 штаммов бактерий из кишечника японских древесных лягушек, японских огненнобрюхих тритонов (Cynops pyrrhogaster) и японских травяных ящериц (Takydromus tachydromoides). После скрининга бактерий на противораковую активность девять штаммов показали перспективность. Среди них наилучшие результаты продемонстрировала Ewingella americana.

Однократное лечение полностью уничтожило опухоли у мышей

На мышиной модели колоректального рака однократная внутривенная доза E. americana полностью уничтожила опухоли, обеспечив 100% полный ответ (CR). По словам исследователей, лечение превзошло стандартные методы терапии, использовавшиеся для сравнения, включая ингибиторы иммунных контрольных точек (антитела к PD-L1) и химиотерапевтический препарат липосомальный доксорубицин.

Исследователи подчеркивают, что эти результаты ограничены мышами, но они считают, что они служат обнадеживающим доказательством концепции для разработки новых бактериальных методов лечения рака.

Двойная атака на раковые клетки

Бактерия, по-видимому, борется с раком с помощью двух взаимодополняющих механизмов.

Во-первых, E. americana напрямую атакует опухоли. Как факультативная анаэробная бактерия, она процветает как в богатой кислородом, так и в бедной кислородом среде, что позволяет ей размножаться внутри лишенных кислорода областей, обычно встречающихся в опухолях. Попав туда, популяция бактерий увеличивается примерно в 3000 раз в течение 24 часов после лечения, напрямую повреждая раковые клетки.

Во-вторых, бактерия стимулирует иммунную систему. Ее присутствие привлекает в опухоли Т-клетки, B-клетки и нейтрофилы. Затем эти иммунные клетки высвобождают сигнальные молекулы воспаления, включая TNF-α и IFN-γ, которые усиливают иммунный ответ и способствуют гибели раковых клеток.

Почему бактерии нацеливаются на опухоли

Одним из самых поразительных результатов стало то, что E. americana накапливалась почти исключительно внутри опухолей и не колонизировала здоровые органы.

Исследователи полагают, что такая специфичность к опухолям является результатом совместного действия нескольких факторов:

• Низкое содержание кислорода внутри опухолей способствует росту бактерий.
• Раковые клетки производят белок CD47, который подавляет местную иммунную активность и создает условия, позволяющие бактериям выживать.
• Кровеносные сосуды опухолей необычайно проницаемы, что облегчает бактериям, циркулирующим в кровотоке, проникновение в опухолевую ткань.
• Специфические метаболические изменения в опухолях обеспечивают питательные вещества, поддерживающие рост бактерий.

В совокупности эти характеристики позволяют бактериям концентрироваться в местах расположения опухолей, избегая здоровых тканей.

Благоприятные результаты безопасности

Исследовательская группа также оценила безопасность лечения.

Они обнаружили, что бактерии быстро выводятся из кровотока с периодом полувыведения около 1,2 часа и становятся необнаружимыми в течение 24 часов. Колонизации бактерий в здоровых органах, включая печень, селезенку, легкие, почки или сердце, обнаружено не было.

Лечение вызывало лишь легкое временное воспаление, которое возвращалось к норме в течение 72 часов. В течение 60-дневного периода наблюдения исследователи не обнаружили признаков хронической токсичности.

Расширение на другие виды рака

Исследование устанавливает доказательство концепции использования природных бактерий в качестве терапии рака. Будущие исследования изучат, можно ли применить этот подход к другим солидным опухолям, включая рак молочной железы, поджелудочной железы и меланому.

Команда также планирует оптимизировать методы лечения с помощью таких подходов, как фракционирование дозы и прямая инъекция в опухоли. Исследователи также изучат, будет ли E. americana работать еще лучше в сочетании с существующей химиотерапией или иммунотерапией.

Результаты также подчеркивают потенциальную ценность изучения биоразнообразия как источника будущих медицинских методов лечения, предлагая возможность появления новых терапевтических вариантов для пациентов с трудноизлечимыми формами рака.

Источники: sciencedaily.com