Бактерии способны уничтожать раковые опухоли без участия иммунной системы пациента

Японские ученые разработали новый метод терапии рака, способный полностью уничтожать опухоли без участия иммунной системы. Они использовали уникальную комбинацию из двух бактерий — AUN, которая показала свою эффективность в экспериментах с иммунодефицитными линиями мышей, имитирующими состояние пациентов с ослабленным из-за химиотерапии иммунитетом. В ходе исследований опухоли (включая трижды негативный рак молочной железы и ксенотрансплантаты человека) полностью исчезали уже через 240 часов после введения бактерий, тогда как традиционные методы иммунотерапии в таких случаях оказываются бессильны. Исследование опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering.

История использования бактерий для лечения рака восходит к 1868 году, когда немецкий врач Вильгельм Буш описал случай регрессии опухоли после непреднамеренного заражения пациента. Позднее, в 1893 году, Уильям Коли разработал первую целенаправленную бактериальную терапию, которая стимулировала иммунную систему атаковать опухоль. Современные методы иммунотерапии — ингибиторы контрольных точек и CAR-T-клетки — также основаны на активации иммунитета. Однако они неэффективны в отношении больных с иммуносупрессией (угнетенным иммунитетом), вызванной химио- или радиотерапией, в то время как такие пациенты составляют значительную часть онкобольных. В новой работе команда специалистов нашла решение этой проблемы, исследовав бактериальный консорциум AUN, ранее выделенный из опухолей мышей. Он состоит из Proteus mirabilis (A-gyo) и фотосинтезирующей Rhodopseudomonas palustris (UN-gyo), существующих в строгом соотношении 3:97.

В экспериментах ученые вводили AUN внутривенно мышам с различными типами опухолей, включая устойчивый рак молочной железы и пересаженные человеческие опухоли (ксенотрансплантаты). Для иммунодефицитных моделей использовали двухэтапный протокол: сначала вводили низкую дозу AUN, а через 48 часов — высокую. Контрольные группы получали физраствор. Безопасность оценивали с помощью анализов крови, гистологических образцов и измерения уровня цитокинов.

Результаты позволили ученым выявить устойчивую регрессию опухолей у всех иммунодефицитных мышей после введения двойной дозы AUN. Опухоли, включая рак поджелудочной железы человека, полностью исчезали за 240 часов без рецидивов. Механизм оказался независим от иммунных клеток: AUN избирательно колонизировал опухоли, в которых соотношение бактерий A-gyo к UN-gyo сдвигалось с 3:97 до 99:1, то есть популяция UN-gyo практически исчезала в опухолевой ткани, в то время как A-gyo становился доминирующим видом. Под действием метаболитов раковых клеток (фумаровой и молочной кислот) A-gyo трансформировался в нитевидные клетки, разрушавшие сосуды. Это вызывало селективный внутриопухолевый тромбоз (закупорку сосудов сгустками), некроз (массовую гибель клеток) и гемолиз (разрушение красных кровяных телец), что в совокупности приводило к быстрой гибели опухоли. Бактериальные токсины, с другой стороны, напрямую повреждали раковые клетки. При этом UN-gyo подавляли патогенность A-gyo: уровень интерлейкина-6 и других провоспалительных цитокинов при двухэтапном введении был значительно ниже, чем при однократном. Это означает, что UN-gyo выполняли защитную функцию, снижая воспалительную реакцию, при этом сохраняя высокую противоопухолевую эффективность за счет избирательного действия на раковые клетки.

Подобный подход открывает новые возможности для пациентов с ослабленным иммунитетом, предлагая долгожданное решение для случаев, при которых обычная иммунотерапия бессильна. «Чтобы ускорить внедрение результатов этого исследования в социальную сферу, мы готовимся запустить стартап и планируем начать клинические испытания в течение шести лет, — поделился Эйдзиро Мияко, ведущий автор исследования из Японского института передовых наук и технологий. — В настоящий момент на наших глазах пишется новая глава в истории методов терапии рака с помощью бактерий, которая насчитывает более 150 лет». Новая методика не требует генной модификации бактерий и эффективна против агрессивных опухолей. В будущем исследования могут быть направлены на оценку долгосрочных эффектов у крупных животных и уточнение оптимальной дозировки для человека.