Антибиотики или противовоспалительные препараты могут помочь в борьбе с раком легких.
Энн Трафтон | Офис новостей Массачусетского технологического института
31 января 2019 г.
Онкобиологи Массачусетского технологического института обнаружили новый механизм, который опухоли легких используют для обеспечения собственного выживания: эти опухоли изменяют бактериальные популяции в легких, провоцируя иммунную систему создавать воспалительную среду, которая, в свою очередь, помогает опухоли клетки, чтобы процветать.
Исследователи обнаружили, что у мышей, которые были генетически запрограммированы на развитие рака легких, у мышей, выращенных в среде, свободной от бактерий, развились опухоли гораздо меньшего размера, чем у мышей, выращенных в нормальных условиях. Кроме того, исследователи смогли значительно уменьшить количество и размер опухолей легких, лечив мышей антибиотиками или блокируя иммунные клетки, стимулированные бактериями.
Результаты предлагают несколько возможных стратегий для разработки новых методов лечения рака легких, говорят исследователи.
«Это исследование напрямую связывает бактериальную нагрузку в легких с развитием рака легких и открывает многочисленные потенциальные возможности для выявления и лечения рака легких», - говорит Тайлер Джекс, директор Института интегративных исследований рака им. Коха при Массачусетском технологическом институте. старший автор статьи.
Чэнчэн Джин, постдоктор Института Коха, является ведущим автором исследования, опубликованного в онлайн-издании Cell от 31 января.
Связь между бактериями и раком
Рак легких, основная причина смерти от онкологических заболеваний, ежегодно уносит жизни более 1 миллиона человек во всем мире. До 70 процентов больных раком легких также страдают осложнениями от бактериальных инфекций легких. В этом исследовании команда Массачусетского технологического института хотела выяснить, существует ли какая-либо связь между бактериальными популяциями, обнаруженными в легких, и развитием опухолей легких.
Чтобы изучить эту потенциальную связь, исследователи изучили генетически модифицированных мышей, которые экспрессируют онкоген Kras и лишены гена-супрессора опухоли p53. У этих мышей обычно в течение нескольких недель развивается тип рака легких, называемый аденокарциномой.
У мышей (и людей) в легких обычно растет много безвредных бактерий. Однако команда Массачусетского технологического института обнаружила, что у мышей, у которых развились опухоли легких, популяция бактерий в легких резко изменилась. Общая популяция значительно увеличилась, но количество различных видов бактерий уменьшилось. Исследователи точно не знают, как рак легких вызывает эти изменения, но они подозревают, что одна из возможностей заключается в том, что опухоли могут блокировать дыхательные пути и препятствовать очистке легких от бактерий.
Эта бактериальная популяция побудила иммунные клетки, называемые гамма-дельта-Т-клетками, пролиферировать и начать секретировать воспалительные молекулы, называемые цитокинами. Эти молекулы, особенно IL-17 и IL-22, создают среду для роста и выживания опухолевых клеток. Они также стимулируют активацию нейтрофилов, другого типа иммунных клеток, которые высвобождают провоспалительные химические вещества, дополнительно улучшая благоприятную среду для опухолей.
«Вы можете думать об этом как о петле прямой связи, которая образует порочный круг, способствующий дальнейшему росту опухоли», - говорит Джин. «Развивающиеся опухоли захватывают существующие иммунные клетки в легких, используя их в своих интересах с помощью механизма, зависящего от местных бактерий».
Однако у мышей, рожденных и выращенных в стерильной среде, этой иммунной реакции не возникало, и опухоли, которые развились у мышей, были намного меньше.
Блокировка роста опухоли
Исследователи обнаружили, что когда они лечили мышей антибиотиками либо через две, либо через семь недель после того, как опухоли начали расти, опухоли уменьшились примерно на 50 процентов. Опухоли также уменьшались, если исследователи давали мышам препараты, блокирующие гамма-дельта Т-клетки или блокирующие ИЛ-17.
Исследователи считают, что такие препараты стоит испытать на людях, потому что, когда они анализировали опухоли легких человека, они обнаружили измененные бактериальные сигналы, подобные тем, которые наблюдались у мышей, у которых развился рак. Образцы опухоли легкого человека также имели необычно высокое количество гамма-дельта Т-клеток.
«Если мы сможем найти способы избирательно блокировать бактерии, вызывающие все эти эффекты, или если мы сможем заблокировать цитокины, которые активируют гамма-дельта-Т-клетки или нейтрализуют нижележащие патогенные факторы, все это может стать потенциальными новыми способами лечения рака легких», - говорит Джин.
Многие такие лекарства уже существуют, и исследователи тестируют некоторые из них на своей мышиной модели в надежде, что в конечном итоге они будут испытаны на людях. Исследователи также работают над определением того, какие штаммы бактерий повышены в опухолях легких, поэтому они могут попытаться найти антибиотики, которые будут избирательно убивать эти бактерии.
Исследование частично финансировалось премией Министерства обороны за концепцию рака легких, грантом на поддержку онкологического центра (основным) от Национального института рака, Медицинского института Говарда Хьюза и Премия Маргарет А. Каннингем «Иммунные механизмы в исследованиях рака».
Перепечатано с разрешения MIT News