Ученые из института Вейцмана (Израиль) и MIT обнаружили, что бактерии, обитающие в клетках аденокарциномы поджелудочной железы, способны расщеплять гемцитабин — лекарство, которое используют для химиотерапии.
Тем самым микроорганизмы делают этот препарат бесполезным и способствуют росту раковой опухоли. Однако добавление антибиотиков позволяет подавить активность бактерий и уменьшить аденокарциному.
От рака поджелудочной железы ежегодно в мире умирает более 400 тысяч человек. Это четвертая по распространенности причина смерти раковых больных. В 85 процентах случаев у больных раком поджелудочной железы развивается аденокарцинома, которую лечат либо химиотерапией, либо хирургическим вмешательством. При химиотерапии аденокарциномы поджелудочной железы, а также карцином других органов (в том числе толстого кишечника) используется препарат гемцитабин, который блокирует синтез ДНК в раковых клетках и вызывает их гибель.
Авторы статьи в предыдущей работе исследовали, как обычные, не раковые человеческие клетки, окружающие опухоль, ведут себя при химиотерапии. Случайно они нашли культуру фибропластов кожи (клеток соединительной ткани), которая придавала опухолям карциномы толстого кишечника и аденокарциномы поджелудочной железы устойчивость к гемцитабину.
В новой работе ученые детально исследовали это явление. Они обнаружили, что культура клеток была загрязнена бактериями Mycoplasma hyorhinis, которые расщепляли гемцитабин и делали его неактивным. Исследователи предположили, что «виновником» этого является фермент цитидин деаминаза, который, как было известно, способен расщеплять молекулы препарата. Как показал анализ 2700 видов бактерий, ген цитидин деаминазы существует в двух формах — длинной и короткой, либо его может не быть вовсе. При этом 98 процентов бактерий с длинным геном относятся к классу гамма-протеобактерий.
Авторы исследования проверили, расщепляют ли гемцитабин бактерии 27 видов с разными вариантами гена цитидин деаминазы либо без него. Оказалось, что все бактерии с длинным геном цитидин деаминазы и только один вид с коротким геном подавляли активность препарата. При этом гемцитабин не расщепляли ни остальные бактерии с коротким геном фермента, ни бактерии, у которых гена не было.
На следующем этапе исследователи проверили действие бактерий на препарат на мышах с раковой опухолью в толстом кишечнике. Животным сначала кололи бактерии кишечной палочки Escherichia coli (у этой бактерии длинный ген цитидин деаминазы), а потом гемцитабин либо с добавлением антибиотика (ципрофлоксацина), либо без него. В результате лечения антибиотиком в сумме с гемцитабином размеры опухоли сократились, в то время как один гемцитиабин вызывал только увеличение опухоли.
Наконец в последнюю очередь ученые решили проверить, можно ли обнаружить бактерии в опухолях аденокарциномы поджелудочной железы. Ученые сделали такой выбор потому, что гемцитабин чаще всего используется для лечения этого вида рака. Авторы работы исследовали 113 образцов опухолей, удаленных у раковых больных, и 20 образцов ткани здоровой поджелудочной железы из донорских органов. Оказалось, что бактерии присутствовали в 86 из 113 опухолей (в 76 процентах случаев) и только в трех из 20 образцов здоровой ткани (в 15 процентах случаев). При этом более половины бактерий относились к классу гамма-протеобактерий. Эти бактерии во множестве обитают в двенадцатиперстной кишке, в которую открывается проток поджелудочной железы. Исследователи предположили, что бактерии «мигрируют» из кишечника в поджелудочную железу и таким образом попадают в раковую опухоль, которая в 50-60 процентах случаев образуется вблизи протока.
Исследование опубликовано в Science, кратко о нем рассказывается в пресс-релизе института Вейцмана.
Ранее исследователи установили, что эффективность противораковой терапии может зависеть от состава кишечной микробиоты пациента. Присутствие микроорганизмов из рода Bifidobacterium значительно замедляет рост меланомы.
Автор: Екатерина Русакова