Сложные взаимосвязи между витамином D, микробиотой и эффектом от радиотерапии  

Лучевая терапия является эффективным и сохраняющим ткани вариантом лечения рака.

Радиотерапия - это использование ионизирующего излучения, включая α или γ-лучи, для повреждения ДНК в опухолевых клетках, что приводит к торможению роста и их гибели.

Несмотря на растущее клиническое применение лучевой терапии, устойчивость некоторых опухолевых клеток к облучению затрудняет лечение и ухудшает его результат.

Возможные последствия радиолечения:

• повреждение соседних с опухолью тканей;
• нарушение нормальных физиологических функций;
• диарея и ректальное кровотечение;
• сердечно-сосудистые нарушения;
• дефицит микроэлементов;
• вторичные опухоли.

Реакция организма на лучевую терапию является серьезной проблемой. Все больше свидетельств указывает на роль кишечного микробиома человека в развитии радиационной устойчивости опухолевых клеток. Разработана гипотеза для описания взаимосвязи между витамином D, кишечной микробиотой и результатами лучевой терапии.

Механизм радиационной резистентности

Ионизирующее излучение откладывает энергию и генерирует химически активные вещества вдоль «следов», что приводит к цитотоксическому и генотоксическому повреждению ДНК. Это приводит к замедлению деления раковых клеток.

В ряде случаев раковые клетки могут выработать механизмы, позволяющие избежать остановки клеточного цикла, противостоять апоптозу клеток, вызванному повреждением ДНК, или изменить микроокружение рака с помощью цитокинов. Радиационная резистентность делает лучевую терапию менее эффективной.

Связь между лучевой терапией и кишечной микробиотой

Бактерии, археи, вирусы и эукариотические микробы, обитающие в толстой кишке, весят около 1 кг и содержат больше генов, чем весь геном человека. Микробиота важна для кишечного гомеостаза и общего здоровья организма.

Некоторые её представители, включая Lactobacillus acidophilus , L.casei и Bifidobacterium уменьшают симптомы диареи после облучения.

Лучевая терапия изменяет состав микробиоты кишечника, разрушив кишечный барьер и вызвав апоптоз в кишечных криптах. Однако дисбактериоз может быть вызван и не связанными с облучением факторами, такими как рацион, потребление алкоголя и прием лекарств.

Роль витамина D в биологических процессах

Этот жирорастворимый витамин отвечает за всасывание кальция магния и фосфора, рост клеток, воспаление и иммунитет.

Эффект от добавок витамина D в онкологии:

• усиливают эффект радиотерапии и снижают вероятность метастаз при колоректальном раке;
• уменьшают риск радиационных переломов и аваскулярного некроза после облучения малого таза;
• ингибируют эпителиально-мезенхимальный переход в раковых клетках;
• подавляют миграцию раковых клеток яичников;
• снижают агрессивность рака простаты.

Роль витамина D в радиационной стойкости

Мази с витамином D снижают риск радиационного дерматита после радиотерапии. Добавки витамина влияют на рецепторы эстрогена и повышают нестабильность генома раковых клеток, что повышает эффективность лечения рецидивирующего рака молочной железы.

Витамин D стимулирует цитопротективную и тормозит цитотоксическую аутофагию. Поддерживает целостность кишечного барьера, стимулирует цитокины и Т-лимфоциты, что повышает резистентность кишечника к инфекциям и травмам.

Влияние витамина D на микробиоту кишечника

Витамин, особенно его высокие дозы, не только укрепляет кишечный барьер, но и улучшает состав микробиоты.

Он снижает численность патогенных бактерий (Escherichia, Pseudomonas, Shigella) и создаёт благоприятные условия для полезных. В свою очередь, микробный состав влияет на полноценное всасывание попадающего с пищей или добавками витамина, а также предотвращает резистентность опухолевых клеток к радиотерапии.

Взаимосвязь между витамином D, кишечной микробиотой и радиационной устойчивостью

Связь витамина, микробиоты и результатов лучевой терапии учёные сравнивают с треугольником. Роль каждого из его элементов может меняться в зависимости от статуса клетки (физиологического или патологического).

Дефицит витамина D приводит к мутациям гена рецептора VDR, а также к изменению состава кишечной микробиоты, некоторые виды которой имеют связь с радиационной стойкостью. Лучевая терапия также влияет на обмен и распределение витамина D в организме, определяющие чувствительность к радиации.

Итоги

В настоящее время перед исследователями стоит ряд вопросов:

1. Как молекулярные пути приводят к дисбалансу между тремя составляющими данного треугольника?
2. Приводит ли нестабильный микробиом к дисрегуляции обмена витамина D и повышению порога радиоционной устойчивости?
3. Какие пищевые факторы и метаболиты микробиома связаны с реакцией организма на радиотерапию?
4. Может ли трансплантация микробиоты положительно повлиять на радиационную стойкость?

Получение ответов на эти вопросы позволит сделать лучевую терапию более результативной и улучшить качество жизни онкологических пациентов.