Японские ученые обнаружили необычный источник потенциально революционной противоопухолевой терапии — кишечные бактерии амфибий и рептилий. Исследовательская группа под руководством профессора Эйдзиро Мияко из Японского передового института науки и технологий (JAIST) установила, что бактерия Ewingella americana, выделенная из кишечника японской древесной лягушки (Dryophytes japonicus), способна полностью уничтожать опухоли в доклинической модели, сообщает MedicalXpress.
В последние годы роль кишечной микробиоты в развитии и лечении онкологических заболеваний активно изучается, однако большинство исследований сосредоточено на косвенных подходах, таких как изменение состава микрофлоры или трансплантация фекальной микробиоты. В данном случае ученые применили принципиально иной метод: они изолировали отдельные штаммы бактерий, культивировали их и вводили непосредственно в организм в виде внутривенной инъекции, чтобы бактерии напрямую атаковали опухолевую ткань.
В ходе исследования специалисты выделили 45 бактериальных штаммов из кишечника японских древесных лягушек, японских огненнобрюхих тритонов и японских прытких ящериц. Первичный скрининг показал, что девять из них обладают противоопухолевой активностью, однако именно Ewingella americana продемонстрировала наиболее выраженный терапевтический эффект.
В эксперименте на мышиной модели колоректального рака однократное внутривенное введение этой бактерии привело к полной элиминации опухолей у всех животных, обеспечив 100-процентный полный ответ. По эффективности этот результат значительно превзошел действие современных стандартных методов лечения, включая иммунотерапию с использованием ингибиторов контрольных точек иммунного ответа и химиотерапию липосомальным доксорубицином.
Ученые установили, что противоопухолевое действие E. americana реализуется за счет сочетания прямого и иммунного механизмов. Бактерия является факультативным анаэробом и избирательно накапливается в гипоксической среде опухоли, где активно размножается и напрямую разрушает раковые клетки. В течение суток после введения количество бактерий в опухолевой ткани увеличивается примерно в три тысячи раз. Одновременно присутствие бактерии мощно активирует иммунную систему, вызывая приток Т-клеток, В-клеток и нейтрофилов в область опухоли. Эти клетки выделяют провоспалительные цитокины, такие как TNF-α и IFN-γ, что усиливает противоопухолевый иммунный ответ и приводит к апоптозу раковых клеток.
Отдельное внимание исследователи уделили механизму избирательного накопления бактерии в опухолях. E. americana не колонизирует здоровые органы, что связано с особенностями опухолевой ткани — низким уровнем кислорода, нарушенной сосудистой структурой, метаболическими изменениями и локальной иммуносупрессией, создаваемой, в частности, белком CD47 на поверхности раковых клеток. Эти условия формируют своеобразную «нишу», благоприятную для выживания бактерии исключительно внутри опухоли.
Оценка безопасности показала обнадеживающие результаты. Бактерия быстро выводится из крови, полностью исчезая в течение суток после введения, не обнаруживается в жизненно важных органах и вызывает лишь кратковременные слабовыраженные воспалительные реакции, которые нормализуются в течение 72 часов. В ходе 60-дневного наблюдения у животных не было выявлено признаков хронической токсичности.
Авторы работы подчеркивают, что исследование носит доклинический характер, однако оно служит убедительным доказательством концепции использования природных бактерий в качестве самостоятельного противоопухолевого средства. В дальнейшем команда планирует проверить эффективность метода при других видах рака, включая рак молочной железы, поджелудочной железы и меланому, а также изучить возможности сочетания бактериальной терапии с существующими методами лечения. Ученые отмечают, что биологическое разнообразие, до сих пор мало изученное медициной, может стать источником принципиально новых технологий для борьбы с трудноизлечимыми онкологическими заболеваниями.
Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Gut Microbes.