Бактерии, обитающие в пищеварительном тракте, или кишечная микробиота, могут играть важную роль в вашей способности реагировать на химиотерапевтические препараты в клинике, согласно новому исследованию ученых из Медицинской школы Массачусетского университета. Опубликованное в журнале Cell исследование, проведенное Мэриан Валхаут, доктором философии, и его коллегами, показывает, что, когда обычная исследовательская модель, аскарида Caenorhabditis elegan, питается пищей E.coli, черви были в сто раз более чувствительны к химиотерапевтическому препарату флоксуридин (FUDR), чем черви, которых кормили другими бактериями. FUDR - широко используемый препарат для лечения колоректального рака.
Онкологические врачи уже давно озадачены тем, насколько сильно два пациента с одним и тем же заболеванием могут реагировать на одно и то же лечение - даже в тех случаях, когда генетически идентичные близнецы имеют одинаковый диагноз. «Два генетически идентичных близнеца с колоректальным раком потенциально могут по-разному реагировать на одно и то же лечение из-за их микробиома», - сказал доктор Валхаут, доктор философии, заведующий кафедрой биомедицинских исследований Маруна Семаана, содиректор Программы системной биологии. и профессор молекулярной медицины в UMMS. «Если мы сможем узнать, как бактерии влияют на эффективность или токсичность химиотерапии, нетрудно представить разработку персонализированной медицины, основанной на пробиотиках, которая могла бы улучшить клинические преимущества некоторых методов лечения рака."
Walhout и его коллеги использовали скромный модельный организм C. elegans, прозрачного микроскопического червя, часто используемого в генетических исследованиях, в качестве коррелята рака, чтобы определить, как различные бактерии могут усиливать или подавлять лекарства от рака. Кормив C. elegans исключительно пищей из бактерий E. coli или Comamonas, Уолхаут затем подверг этих червей воздействию различных химиотерапевтических препаратов, чтобы оценить изменения как в фенотипе, так и в генотипе. Одним из таких препаратов был антиметаболит FUDR, используемый для лечения рака толстой кишки.
Черви, питавшиеся кишечной палочкой, были гораздо более чувствительны к FUDR, чем черви, которых кормили Comamonas. Эти черви имели мертвое потомство или были полностью бесплодны, в зависимости от количества FUDR. Однако черви, питавшиеся кормом Comamonas, давали живое потомство при тех же дозах. Черви, которых кормили диетой Comamonas, должны были подвергаться воздействию FUDR в концентрации, в 100 раз превышающей концентрацию червей, которых кормили E.coli, чтобы вызвать бесплодие..
Для получения этого эффекта бактерии должны были быть живыми, чтобы активно метаболизировать лекарство или производить метаболиты при воздействии FUDR.«Поскольку это бактерии, уже находящиеся в вашем микробиоме, - сказал Ауриан Гарсия Гонсалес, кандидат медицинских и докторских наук в лаборатории Валхаута, - любая таблетка или лечение, которые вы принимаете перорально, будут подвергаться воздействию бактерий, а эффективность лекарства может регулироваться разные бактерии."
Генетические скрининги были затем использованы для определения того, какие бактериальные гены ответственны за повышение или снижение эффективности лекарств у C. elegans. Это позволило Гарсии Гонсалес получить представление о молекулярных механизмах, ответственных за улучшенное лечение FUDR, путем выявления бактериальных мутантов, которые улучшали или уменьшали действие лекарства на червя..
«Это не та модель, которая бесспорно демонстрирует терапевтическое открытие, но, тем не менее, последствия весьма интересны», - сказал Уолхаут. «Используя скромного червя и мощные генетические инструменты, мы потенциально можем использовать пробиотики для разработки персонализированного лекарства, которое могло бы максимизировать пользу от некоторых видов химиотерапии.
«Любые бактерии, которыми можно кормить червя, могут быть протестированы, и любое лекарство, имеющее наблюдаемый фенотип, может быть протестировано», - объяснил Уолхаут. «Это дает ученым огромное пространство для тестирования из-за тысяч комбинаций лекарств и бактерий, которые предположительно могут быть протестированы». будущее."