Бактерії здатні знищувати ракові пухлини без участі імунної системи пацієнта

Японські вчені розробили новий метод терапії раку, здатний повністю знищувати пухлини без участі імунної системи. Вони використовували унікальну комбінацію з двох бактерій — AUN, яка показала свою ефективність в експериментах з імунодефіцитними лініями мишей, що імітують стан пацієнтів з ослабленим через хіміотерапію імунітетом. У ході досліджень пухлини (у тому числі тричі негативний рак молочної залози і ксенотрансплантати людини) повністю зникали вже через 240 годин після введення бактерій, тоді як традиційні методи імунотерапії в таких випадках виявляються безсилими. Дослідження опубліковано в журналі Nature Biomedical Engineering.

Історія використання бактерій для лікування раку сягає 1868 року, коли німецький лікар Вільгельм Буш описав випадок регресії пухлини після ненавмисного зараження пацієнта. Пізніше, в 1893 році, Вільям Колі розробив першу цілеспрямовану бактеріальну терапію, яка стимулювала імунну систему атакувати пухлину.

Сучасні методи імунотерапії — інгібітори контрольних точок і CAR-T-клітини — також засновані на активації імунітету. Однак вони неефективні щодо хворих з імуносупресією (пригніченим імунітетом), викликаною хіміо- або радіотерапією, в той час як такі пацієнти складають значну частину онкохворих. У новій роботі команда фахівців знайшла рішення цієї проблеми, дослідивши бактеріальний консорціум AUN, раніше виділений з пухлин мишей. Він складається з Proteus mirabilis (A-gyo) і фотосинтезуючої Rhodopseudomonas palustris (UN-gyo), що існують у строгому співвідношенні 3:97.

В експериментах вчені вводили AUN внутрішньовенно мишам з різними типами пухлин, включаючи стійкий рак молочної залози і пересаджені людські пухлини (ксенотрансплантати). Для імунодефіцитних моделей використовували двоступеневий протокол: спочатку вводили низьку дозу AUN, а через 48 годин — високу. Контрольні групи отримували фізіологічний розчин. Безпеку оцінювали за допомогою аналізів крові, гістологічних зразків і вимірювання рівня цитокінів.

Результати дозволили вченим виявити стійку регресію пухлин у всіх імунодефіцитних мишей після введення подвійної дози AUN. Пухлини, включаючи рак підшлункової залози людини, повністю зникали за 240 годин без рецидивів. Механізм виявився незалежним від імунних клітин: AUN вибірково колонізував пухлини, в яких співвідношення бактерій A-gyo до UN-gyo зміщувалося з 3:97 до 99:1, тобто популяція UN-gyo практично зникала в пухлинній тканині, в той час як A-gyo ставав домінуючим видом. Під дією метаболітів ракових клітин (фумарової та молочної кислот) A-gyo трансформувався в ниткоподібні клітини, що руйнували судини. Це викликало селективний внутрішньопухлинний тромбоз (закупорку судин згустками), некроз (масову загибель клітин) і гемоліз (руйнування червоних кров’яних тілець), що в сукупності призводило до швидкої загибелі пухлини. Бактеріальні токсини, з іншого боку, безпосередньо пошкоджували ракові клітини. При цьому UN-gyo пригнічували патогенність A-gyo: рівень інтерлейкіну-6 та інших прозапальних цитокінів при двоступеневому введенні був значно нижчим, ніж при одноразовому. Це означає, що UN-gyo виконували захисну функцію, знижуючи запальну реакцію, при цьому зберігаючи високу протипухлинну ефективність за рахунок вибіркової дії на ракові клітини.

Подібний підхід відкриває нові можливості для пацієнтів з ослабленим імунітетом, пропонуючи довгоочікуване рішення для випадків, при яких звичайна імунотерапія безсила. «Щоб прискорити впровадження результатів цього дослідження в соціальну сферу, ми готуємося запустити стартап і плануємо розпочати клінічні випробування протягом шести років, — поділився Ейдзіро Міяко, провідний автор дослідження з Японського інституту передових наук і технологій. — На даний момент на наших очах пишеться нова глава в історії методів терапії раку за допомогою бактерій, яка налічує понад 150 років». Нова методика не вимагає генної модифікації бактерій і ефективна проти агресивних пухлин. У майбутньому дослідження можуть бути спрямовані на оцінку довгострокових ефектів у великих тварин і уточнення оптимального дозування для людини.