Микробиом — это сложное сообщество микроорганизмов, включающее бактерии, вирусы и грибы. Микробиом, обитающий внутри опухолей, играет важную роль в развитии и прогрессировании рака. Недавние исследования показали, что грибы, обитающие внутри опухолей, могут существенно влиять на течение онкологических заболеваний, усиливая эффекты опухолевых бактерий. Например, гриб Malassezia в опухолях поджелудочной железы активирует иммунные каскады, способствующие росту опухоли, а Aspergillus sydowii при раке легких усиливает воспаление и ускоряет развитие опухоли.
Опухолевый микробиом помогает предсказать, как будет развиваться онкологическое заболевание, в частности, насколько вероятны его прогрессирование и рецидив. Кроме того, опухолевый микробиом может влиять на эффективность лечения – например, на воздействие ингибиторов иммунных контрольных точек (ICI).
Ученые из Государственной ключевой лаборатории онкологии в Южном Китае рассказали, как опухолевый микробиом может способствовать развитию рака и как он взаимодействует с иммунной системой.
Изменение генетического материала
Некоторые бактерии, обитающие в опухолях, могут способствовать развитию рака:
- Бактерии Campylobacter spp. могут вызывать разрывы в молекулах ДНК, что повышает риск колоректального рака. Механизм, за счет которого повреждается ДНК, может быть связан с выработкой определенных токсинов, ферментов и активных форм кислорода.
- Бактерии Lactobacillus iners могут изменять способ восстановления поврежденной ДНК и делать раковые клетки более устойчивыми к лечению при раке шейки матки.
- Бактерии могут воздействовать на механизм, который контролирует активность генов. Например, Fusobacterium nucleatum запускают работу длинной некодирующей РНК, что приводит к изменениям в ДНК и способствует развитию колоректального рака, ускоряя гликолиз – способ, которым клетки получают энергию.
Воздействие на сигнальные пути
Некоторые внутриопухолевые бактерии могут нарушать регуляцию сигнальных путей, которые контролируют рост клеток, способствуя развитию рака:
- Бактерия Fusobacterium nucleatum выделяет белок FadA, который активирует сигнальный путь Wnt/β-катенина. Этот путь играет ключевую роль в росте и делении клеток, и его нарушение может привести к развитию колоректального рака. Такие бактерии как Salmonella и Helicobacter pylori также могут влиять на этот путь.
- Fusobacterium активируют сигнальный путь NF-κB, что ускоряет рост опухолей в толстой кишке.
- Porphyromonas gingivalis – бактерия, связанная с заболеваниями десен. Попадая в клетки кишечника, она активирует сигнальный путь MAPK/ERK, который способствует быстрому делению раковых клеток.
Изменение метаболизма противоопухолевых препаратов
Внутриопухолевые бактерии могут снижать эффективность противораковых препаратов, изменяя действие лекарств и помогая опухолям становиться устойчивыми к химиотерапии:
- Гаммапротеобактерии перерабатывают лекарство гемцитабин, превращая его в неактивную форму, что делает лечение рака поджелудочной железы менее эффективным.
- Escherichia coli могут снижать токсичность препарата 5-фторурацил, изменяя его структуру. Этот препарат используется при лечении колоректального рака.
- Fusobacterium nucleatum могут усиливать устойчивость раковых клеток к 5-фторурацилу, воздействуя на сигнальные пути, которые контролируют клеточную гибель. Это приводит к тому, что опухолевые клетки не реагируют на химиотерапию так, как должны.
Иммунная регуляция
Иммунная система играет важную роль в борьбе с раком. Бактерии, обитающие внутри опухоли, могут влиять на работу иммунных клеток:
- Бактерии Ruminococcus gnavus и Blautia producta помогают CD8 Т-клеткам контролировать развитие колоректального рака.
- Lactobacillus reuteri могут перемещаться по организму и активировать иммунные клетки в отдаленных кишечных опухолях – например, в меланомах. Lactobacillus reuteri выделяют вещества, которые стимулируют выработку интерферона-γ CD8 Т-клетками, способствуя иммунотерапии рака.
Некоторые бактериальные вещества могут усиливать иммунный ответ при раке груди, помогая клеткам иммунитета атаковать опухоль. Есть данные, что бактериальные полипептиды могут имитировать раковые антигены – то есть молекулы, которые запускают иммунный ответ. За счет этого они заставляют иммунную систему активнее бороться с раком.
Метастазирование
Главная причина смертности при раке – метастазирование, то есть распространение раковых клеток по организму и возникновение новых опухолевых очагов. Опухолевый микробиом может способствовать метастазированию:
- Бактерии coli, обитающие в тканях колоректального рака, могут нарушать сосудистый барьер кишечника и проникать в печень, помогая раковым клеткам закрепляться там.
- Бактерии могут защищать раковые клетки в кровотоке, помогая им выживать при движении по сосудам и оседать в здоровых органах. Fusobacterium nucleatum стимулирует опухолевые клетки вырабатывать вещества, которые способствуют метастазированию в другие ткани.
- Внутриопухолевые бактерии могут изменять свойства раковых клеток, делая их более агрессивными и способными к распространению.
Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!
Кому-то она тоже будет полезной и нужной:
Источник
Broadening oncological boundaries: the intratumoral microbiota
