В кишечнике человека хорошие бактерии - отличные соседи.
Новое исследование Северо-Западного университета показало, что определенные типы кишечных бактерий могут защищать другие полезные бактерии от лечения рака, смягчая вредные, вызванные лекарствами изменения в микробиоме кишечника. Метаболизируя химиотерапевтические препараты, защитные бактерии могут смягчать краткосрочные и долгосрочные побочные эффекты лечения.
В конце концов, исследование может потенциально привести к новым пищевым добавкам, пробиотикам или инженерным терапевтическим средствам, которые помогут улучшить здоровье кишечника больных раком. Поскольку изменения микробиома у детей, связанные с химиотерапией, связаны с осложнениями со здоровьем в более позднем возрасте, включая ожирение, астму и диабет, открытие новых стратегий защиты кишечника особенно важно для детей, больных раком.
«Нас очень вдохновила биоремедиация, которая использует микробы для очистки загрязненной окружающей среды», - сказала Эрика Хартманн из Northwestern, старший автор исследования. «Обычно биоремедиация применяется к грунтовым водам или почве, но здесь мы применили ее к кишечнику. Мы знаем, что некоторые бактерии могут расщеплять токсичные лекарства от рака. Мы задавались вопросом, могут ли эти бактерии, разрушая лекарства, защищать микробы вокруг них. Наше исследование показывает, что ответ «да». Если некоторые бактерии могут достаточно быстро расщеплять токсины, это обеспечивает защитный эффект для микробного сообщества».
Исследование будет опубликовано 26 мая в журнале mSphere.
Хартманн - доцент кафедры биологии окружающей среды в Инженерной школе Маккормика на Северо-Западе. Райан Блостайн, бывший научный сотрудник лаборатории Хартманна, является первым автором статьи. Сейчас он докторант в Национальном институте здоровья.
Хотя лечение рака спасает жизнь, оно также вызывает крайне тяжелые и болезненные побочные эффекты, в том числе проблемы с желудочно-кишечным трактом. Химиотерапия, в частности, может уничтожить здоровые, «хорошие» бактерии в кишечнике человека.
«Химиотерапевтические препараты не различают уничтожение раковых клеток и уничтожение микробов», - сказал Хартманн. «Микробы в вашем кишечнике помогают переваривать пищу и поддерживать ваше здоровье. Уничтожение этих микробов особенно вредно для детей, потому что есть некоторые доказательства того, что нарушение микробиома кишечника в раннем возрасте может привести к потенциальным проблемам со здоровьем в более позднем возрасте».
Работая с доктором Патриком Сидом, профессором педиатрии и микробиологии-иммунологии в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета, лаборатория Хартманна училась у Raoultella planticola. Встречаясь естественным образом в кишечнике человека в небольшом количестве, Raoultella planticola может расщеплять химиотерапевтический препарат доксорубицин, что было продемонстрировано в других исследованиях..
Чтобы проверить, может ли этот эффект разрушения защитить весь микробиом, команда разработала упрощенные микробные сообщества, в которые вошли различные типы бактерий, обычно встречающиеся в кишечнике человека. «Имитационные кишечные сообщества» включали штаммы бактерий (Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae), способные расщеплять доксорубицин, штаммы (Clostridium innocuum и Lactobacillus rhamnosus), особенно чувствительные к доксорубицину, и один штамм (Enterococcus faecium), устойчивый к доксорубицину. но не ломает его.
Команда затем подвергла эти псевдокишечные сообщества воздействию доксорубицина и обнаружила повышение выживаемости среди чувствительных штаммов. Исследователи пришли к выводу, что, разлагая доксорубицин, некоторые бактерии делают лекарства менее токсичными для остальной части кишечника.
Хотя исследование выдвигает на первый план многообещающий новый путь потенциальной защиты больных раком, Хартманн предупреждает, что перевод новых результатов в методы лечения все еще далек.
«Есть несколько возможных приложений, которые могли бы помочь больным раком, особенно педиатрическим пациентам, не испытывать таких серьезных побочных эффектов», - сказала она. «Но мы все еще далеки от того, чтобы воплотить это в жизнь».