Бактерии, скрытые внутри опухолей, могут помочь победить рак

Команда ученых под руководством специалистов из Лаборатории медицинских наук Имперского колледжа Лондона и Кельнского университета выявила, что микробы, связанные с опухолями, способны вырабатывать молекулу, регулирующую развитие рака и усиливающую действие химиотерапии.

Результаты их работы, опубликованные в журнале Cell Systems, представляют собой важный шаг в изучении взаимодействия микробиома и онкологических процессов. Ученые обнаружили мощный противораковый метаболит, который вырабатывается бактериями, ассоциированными с колоректальным раком. Это исследование открывает новые возможности для терапии – от создания инновационных препаратов до повышения эффективности уже существующих средств лечения. Чтобы прийти к этим выводам, ученые провели скрининг, протестировав более 1100 различных заболеваний на модели микроскопического червя C. elegans. В ходе эксперимента они выявили, что бактерия E. coli синтезирует соединение под названием 2-метилизоцитрат (2-MiCit), способное усиливать действие химиопрепарата 5-фторурацила (5-FU).

С помощью компьютерного моделирования исследователи показали, что микробиом, связанный с опухолями – бактерии, обитающие внутри и вокруг раковых образований, – также способен вырабатывать 2-MiCit у пациентов. Чтобы подтвердить противораковый потенциал этой молекулы, ученые провели дополнительные эксперименты на человеческих раковых клетках и на модели колоректального рака у плодовых мух. В обоих случаях 2-MiCit проявил выраженные противоопухолевые свойства, а у мух его действие также способствовало продлению жизни.

Ученые выяснили, что 2-MiCit воздействует на раковые клетки, блокируя ключевой фермент в митохондриях – структурах, отвечающих за выработку энергии. Такое ингибирование вызывает повреждения ДНК и активирует клеточные механизмы, способные замедлять развитие опухоли. Благодаря этому 2-MiCit ослабляет раковые клетки и усиливает действие химиопрепарата 5-FU. Совместное применение этих двух соединений оказалось значительно эффективнее в уничтожении опухолевых клеток, чем использование каждого из них по отдельности. Совместно с химиками-медиками исследовательская группа усовершенствовала молекулу 2-MiCit, создав ее модифицированную форму с повышенной эффективностью. Эта синтетическая версия показала еще более сильное действие против раковых клеток, открыв перспективы для создания новых противоопухолевых препаратов на основе природных микробных соединений.

Эти результаты показывают, что микробиом, связанный с опухолью, может играть активную роль в регулировании ее развития. Метаболиты, которые вырабатывают такие бактерии, могут стать основой для усовершенствованных методов терапии. Кроме того, работа подчеркивает важность персонализированного подхода в медицине – ученые предлагают учитывать не только особенности пациента, но и его микробиом при выборе стратегии лечения.