Инфильтрация твердых опухолей Т-лимфоцитами связана с более благоприятными исходами для онкологических пациентов, однако механизмы, лежащие в основе различной иммунной реакцией у разных людей сегодня не вполне понятны. Группа ученых предположила, что одним из возможных модуляторов такого поведения иммунитета может быть кишечная микробиота. Путем введения определенного штамма бактерий в пищеварительный тракт мышей с меланомой, исследователи из Чикагского университета смогли повысить способность иммунной системы животного атаковать клетки опухоли. Результаты такого лечения сопоставимы с эффективностью лечения новейшими противораковыми препаратами, известными под названием «Checkpoint inhibitors», например, такие как антитело anti-PD-L1.

А комбинация перорального приема бактерий и инъекций антитела anti-PD-L1 смогла почти полностью уничтожить опухоль меланомы на мышах. Об этом своем эксперименте ученые написали в ноябрьском 2015 года журнале «Science».

"Наши результаты наглядно демонстрируют существенную, хотя и неожиданную роль специфических кишечных бактерий в укреплении иммунной реакции против меланомы и, возможно, многих других видов опухолей," - сказал руководитель этого исследования Томас Гаевский, доктор медицинских наук, профессор медицины и патологии в университете Чикаго.

"Наука недавно признала тесные связи между микрофлорой кишечника и иммунной системой", - отметил он. "Это открытие предлагает новый способ выявления этой связи, которая сможет улучшить избирательную иммунотерапию с помощью модулирующих кишечных бактерий."

чекпоинт ингибиторы лечение рака меланомы

Checkpoint inhibitors, такие как Ипилимумаб, Nivolumab и Pembrolizumab оказали значительное влияние на лечение ряда опухолей, включая меланому, рак легких, рак головы и шеи. Но лишь меньшая часть больных, менее 30%, смогли получить существенный иммунный ответ для борьбы с опухолью. Поэтому ученые и задались вопросом, почему так мало людей серьезно реагируют на применение лекарств.

Эта группа ученых обнаружила аналогичную картину и у мышей, которых они использовали для исследований рака. Они заметили, что у мышей, приобретенных из джексоновской лаборатории (ДЖАКС), проявлялся хороший иммунный ответ на малые опухоли меланомы, которые были имплантированы им под кожу. А мыши из лаборатории Taconic (ОДУ) показали лишь очень слабый иммунный ответ.

Но когда исследователи разместили в клетках мышей из обеих лабораторий вместе и дали им сосуществовать в течение трех недель, то было обнаружено, что совместное проживание разных мышей "полностью ликвидировало различия в опухолевом росте меланомы", - отметил Томас Гаевский. Это заставило ученых заподозрить, что при совместном проживании, мыши делились различными видами бактерий. При этом ОДУ-мыши приобретали микробы от ДЖАКС-мышей, которые, каким-то образом, повышали их иммунитет к опухолям.

Тогда ученые смогли подтвердить свои подозрения, собирая фекалии от одних мышей и перенося их в желудки мышей с худшим иммунитетом. Их манипуляции сработали и обработанные ОДУ-мыши смогли показать сильный иммунный ответ и задержку роста опухоли. А обратный процесс - перенос фекальных бактерий от мышей с низким иммунитетом в желудочный тракт мышей с более сильным иммунитетом не оказал никакого влияния.

Далее исследователи сравнили эффекты бактериального переноса переноса с лечением современным препаратом с антителом anti-PD-L1 и обнаружили, что введение бактерий было столь же эффективным, как и современное лекарство. А совмещая преимущества бактерий с возможностями лечения anti-PD-L1, исследователи смогли добиться практически полного подавления опухоли. Поэтому начался поиск конкретных бактерий, которые смогли так усилить иммунный ответ.

Всего было выявлено 254 таксономических семейств бактерий, из которых только три группы были самыми сильными по влиянию на иммунную реакцию. Но когда ученые проверили воздействие каждой группы бактерий на иммунную систему мышей, то только одна группа с Бифидобактериями, выделилась по своей эффективности. Свои выводы ученые подтвердили с помощью перорального введения только Бифидобактерий, что привело к заметному увеличению противоопухолевого Т-клеточного ответа.

Затем провели опыт, когда мышей стали лечить только Бифидобактериями, а не полной фекальной передачей. В результате было обнаружено, что лечение только Бифидобактериями было практически одинаковым по эффективности с лечением, когда мыши получали весь перечень бактерий. Удивительным было и то, что такое лечение имело продолжительный положительный эффект, позволяя удерживать надежную иммунную реакцию в течение шести недель после окончания поступления Бифидобактерий в пищевой тракт.

Дополнительные тесты показали, что Бифидобактерии не пропадали из желудочно-кишечного тракта. Они активировались после введения и вызвали иммунный ответ, взаимодействуя с дендритными клетками. В свою очередь дендритные клетки активировали противораковые Т-лимфоциты.

Ученые считают, что могут быть и другие бактерии, которые также способствуют иммунному ответу либо положительно, либо отрицательно. При этом, другое исследование в институте им. Густава Русси в Париже обнаружило, что антибиотики могут нарушить противоопухолевый эффект лекарства Ипилимумаб, подавляя полезные бактерии в кишечнике, что говорит о необходимости ограничения применения антибиотиков при лечении этим препаратом.