Как микробиом кишечника помогает вылечить рак

Обе бабушки будущего инженера-химика Стефани Каллер умерли от рака кишечника практически одновременно. Всю жизнь они питались здоровой пищей, именно той, которую рекомендуют онкологи в качестве профилактики рака. Однако богатая овощами и ферментированными продуктами диета не спасла их от смертельного заболевания. Этот факт так поразил Каллер, что в итоге стал предметом ее исследовательских работ в области микробиома.

Микробиом и раковая опухоль

Один из самых актуальных вопросов в современных исследованиях рака - определяет ли качество и разнообразие бактерий кишечника человека, будут ли люди успешно реагировать на лечение рака?

Исследование образцов кала пациентов с раком молочной железы и легких, обнаружило отсутствие в их микробиоме важных бактерий. Отсутствие определенных кишечных микробов, в основном бактерий Firmicutes может снижать эффективность лекарств, блокирующих питающие раковые клетки белки и способствующие ответной реакции иммунной системы на злокачественные клетки.

Вместе со своим коллегой-инженером-химиком Стивом Ван Дином Каллер основала Persephone Biome для изучения взаимосвязи между кишечными бактериями и раком. Компания названная в честь Персефоны, греческой богини растительности планирует тестировать определенные кишечные микробы и определить, улучшают ли они функцию ингибиторов рака. Часть изысканий посвящена клеточной терапии CAR-T, в которой используются собственные иммунные клетки пациентов, генетически спроектированные для лечения раковых опухолей.

Цель работы учёных:

• создание терапевтических средств из смеси определённых кишечных бактерий для превращения лиц, не отвечающих на химиотерапию, в респондеров;
• восстанавление микробиома после лечения антибиотиками;
• коррекция микробиома, нарушенного неправильным питанием.

Полезные кишечные микробы могут отсутствовать и у здоровых людей, но больные раком и люди с ослабленной иммунной системой страдают от их отсутствия больше.

Таблетки с бактериями

Считается, что 70% иммунных клеток находятся в кишечнике, который часто называют «вторым мозгом". Исследователи изучили идею об обмене кишечных бактерий человека и даже использовали трансплантации фекальной микробиоты для успешного лечения людей, страдающих воспалительными заболеваниями кишечника. За последнее десятилетие было проведено множество исследований, изучающих роль микробиома во всем: от депрессии и аутизма до сердечной недостаточности и болезни Паркинсона.

Взаимодействию между пищевыми продуктами, лекарствами и кишечным микробиомом посвещён проект «Американский кишечник», который занимается научным исследованием образцов фекалий, собранных от более чем 11 300 участников из 42 стран. Уже доказано, что можно управлять микробиомом и, тем самым, влиять на реакцию от лечения. Эксперимент на мышах подтвердил, что разные микробиомы обуславливают неодинаковую восприимчивость к противораковой терапии.

Следующий шаг - клинические испытания на людях, рассматривающие возможность предоставления пациентам недостающих бактерий кишечника в виде спор от доноров с благоприятными микробиомами. Другая часть испытания будет тестировать таблетки, полученные из кишечных бактерий выживших после рака, опухоли которых исчезли после приема ингибиторов раковых клеток. Исследователи планируют отслеживать образ жизни пациентов, включая потребление продуктов и клетчатки, чтобы найти связь между показателями ответа на лекарства от рака, разнообразием кишечника и диетой. Авторы проекта надеются, что инструменты генетического секвенирования позволят изучить штаммы бактерий, а также диагностировать опухоли и выбрать правильные методы лечения.

Тем временем, множество исследователей, пытаются привлечь внимание к самому большому препятствию в их работе: отсутствию образцов кала. Ученым нужны образцы фекалий от больных раком, выживших после рака, людей с раковым заболеванием в семье и всех остальных. Их трудно получить, т.к. люди думают, что это грубо и неприлично. Для того, чтобы сломать этот стереотип, участникам проекта вручают подарочные карты Visa по 50 долларов за образец.