Бактерії проти раку

Це може здатися дивним, але ще 200 років тому лікарі помітили, що бактеріальні інфекції при онкологічних захворюваннях в деяких випадках сприяють позбавленню від раку. У 1890-х роках нью-йоркський хірург Вільям Колі порівняно успішно лікував онкологічних хворих за допомогою ін’єкцій в пухлину або внутрішньовенного введення різних видів патогенних бактерій. Але потім більш сучасні види терапії раку змусили забути про метод Колі.

Отруйні бактерії проти ракових клітин

Сьогодні ж дослідження на цю тему поновилися, адже виявилося, що ефективність застосування певних бактерій проти раку майже така ж, як у багатьох сучасних протиракових схем лікування. Дослідникам з Університету Джона Хопкінса вдалося досягти помітного успіху, використавши грунтових бактерій Clostridium novyi.

Клостридії – анаероби, тобто воліють жити там, де кисню немає або ж дуже мало. Саме це змушує їх в організмі шукати пухлину – адже в раковій пухлини рівень кисню дуже низький. (А низький він через те, що пухлині доводиться обходитися без кровоносних судин, хоча на якомусь етапі розвитку вони все-таки в неї проростають.)

Модифікована версія бактерії Clostridium novyi, як показала серія експериментів, має сильний і точно спрямований вплив на пухлини у щурів і собак, а тепер і у людей. Перед введенням бактерії послаблювали, але не генетичними методами, а нагріванням, і завдяки тому, що бактерії були не мертві, а лише ослаблені, вони могли діяти на ракові клітини своїми ферментами.

Експерименти по застосуванню модифікованої версії бактерії показали яскраві і значущі результати, однак у методу є і передбачуваний побічний ефект внаслідок отруйності бактерії. У ряду випробуваних, – і серед людей, і серед тварин, – поряд зі зменшенням пухлини спостерігався і негативний вплив бактеріальної інфекції, тому при всій своїй перспективності новий метод вимагає ще серйозного доопрацювання.

Бактерії, які «заражають» рак

Фахівці Медичного коледжу Альберта Ейнштейна Університету Єшиви, Нью-Йорк, кілька років тому відкрили, що ослаблені бактерії Listeria monocytogenes можуть вибірково інфікувати ракові клітини, не заражаючи нормальні клітини.

Ідея полягає в тому, щоб використовувати їх як кур’єрів для доставки радіоізотопів, які шляхом випромінювання радіоактивних частинок руйнують злоякісні клітини. Цей метод виявився особливо ефективним проти метастазів. В експерименті дослідникам вдалося за допомогою бактерій майже повністю позбавити лабораторних мишей від метастазів виключно агресивного раку підшлункової залози.

Рак підшлункової залози відноситься до найбільш небезпечних видів раків, він стоїть на четвертому місці за смертністю, частка п’ятирічного виживання становить всього 4%. Проблема в тому, що цей рак рідко виявляють на ранній стадії, коли він обмежений підшлунковою залозою. У більшості випадків рак діагностують після того, як пухлина дала метастази.

Listeria monocytogenes і інші лістерії потрапляють в організм через шлунково-кишковий тракт, але зазвичай у людини бактерії гинуть через три-п’ять днів завдяки діяльності імунної системи. Так чому ж бактерії виживають в ракових клітинах? Виявляється, мікрооточення пухлини пригнічує імунну відповідь, і саме це дозволяє бактеріям виживати.

Бактерії-камікадзе проти раку

Вчені з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго і Массачусетського технологічного інституту вивели мікроорганізми, здатні виробляти протиракові препарати. Потрапляючи в організм, бактерії самознищуються і виділяють ліки в область пухлини. Новий метод в поєднанні з хіміотерапією продовжив життя лабораторних мишей на 50%.

Для доставки антипухлинних препаратів в тканини вчені використовували бактерії роду Salmonella, здатні жити в анаеробних – безкисневих – умовах. За допомогою генної інженерії бактерії «навчили» виробляти три типи антипухлинних препаратів: один звертав увагу імунної системи на пухлину, другий руйнував стінки клітин, а третій запускав систему самознищення пухлинної клітини. В ході експериментів вчені з’ясували, що найбільш ефективно працює комбінація всіх трьох білків.

У мікроорганізми кожної лінії вони вбудували ген, відповідальний за вироблення протипухлинного білка, і ген, що запускає процес самознищення (лізис). Щоб препарати пригнічували ріст пухлини, необхідно було контролювати розмноження бактерій і підтримувати їх популяцію на потрібному рівні. Для цього вчені використовували природну здатність мікроорганізмів координувати свою поведінку – почуття кворуму.

Бактерії нових штамів виділяють сигнальну молекулу AHL (N-Acyl homoserine lactone, N-ацил-гомосерінлактон), яка переміщується між клітинами і «включає» потрібні гени, в тому числі ті, що регулюють синтез самої молекули. Мікроорганізми починають виробляти ліки, і виробляють AHL, згодом AHL стає все більше, і коли її концентрація перевищує допустиму межу, бактерії самознищується і виділяють протипухлинні речовини в організм. Ті клітини, що вижили, знову починають ділитися, і процес повторюється.

Перспектива використання бактерій для доставки препаратів дуже приваблива, оскільки вони можуть заселяти важкодоступні ділянки пухлини, куди «не дістає» традиційна хіміотерапія.

Роль кишкових бактерій в боротьбі проти раку

У ролі особливо активних помічників при лікуванні раку можуть виступати бактерії, що належать до звичайної мікрофлори кишечника. Досліди на тваринах показали високу дієвість проти раку так званих CpG-олігонуклеотидів – синтетичних фрагментів ланцюжка ДНК, які легко вбудовуються в азотисті основи нуклеїнових кислот і значно підвищують імунний захист здорових клітин організму. З ростом імунного захисту організм починає ефективніше пригнічувати злоякісну пухлину, що сприяє одужанню.

Однак вчених, які проводили досліди, спантеличив той факт, що у зовсім юних піддослідних особин лікувальні препарати, що містять CpG-олігонуклеотиди, не викликали позитивного ефекту. Тоді як дорослі особини, пройшовши таке ж лікування, продемонстрували високу частку видужань. Відповідь на цю загадку була знайдена в кишечнику. Різниця вікових реакцій на CpG-олігонуклеотидну терапію пояснюється тим, що кишечник юних особин ще не заселений повноцінною мікрофлорою. У дорослих же, навпаки, кишкові бактерії представлені в достатку.

До такого ж результату прийшла група експериментаторів, що випробовували нові цитостатики – препарати хіміотерапії. Випробування на людях показали бездіяльність нових цитостатиків у пацієнтів із зубними імплантантами. З’ясувалося, що у них на тлі побічних дій хіміотерапії розвинувся мукозит – специфічне запалення слизових тканин навколо імплантантів. А мукозит вражає мікрофлору кишечника.

Отже, роль кишкових бактерій в імунному захисті організму досить велика і вимагає більш детального вивчення.