Несмотря на последние достижения в области противораковых препаратов, химиотерапевтические средства, которые препятствуют распространению клеток, остаются золотым стандартом лечения многих видов рака.
Однако сочетание системного применения химиотерапии и отсутствия клеточной специфичности приводит к многочисленным вредным побочным эффектам, как поведенческим (например, когнитивное нарушение, усталость), так и желудочно-кишечным (ЖК) (например, диарея, тошнота, рвота). Эти побочные эффекты могут быть изнурительными, дорогостоящими, а иногда и опасными для жизни, отчасти потому, что они снижают приверженность лечению рака.
Прямое воздействие химиотерапии на ткани мозга (например, токсичность клеток мозга или миелина, окислительный стресс, воспаление, повреждение нервно-сосудистой системы) часто предполагаются как основа, которая воздействует на мозг и поведение.
Однако проникновение в мозг различных химиотерапий, включая паклитаксел (химиотерапию таксоном), ограничено, что позволяет предположить косвенные механизмы, способствующие возникновению поведенческих дефицитов, вызванных химиотерапией.
К сожалению, всестороннее понимание факторов, приводящих к этим побочным поведенческим эффектам, недостаточно изучено, и поэтому они в значительной степени остаются необработанными.
Микробиом кишечника, сложная экосистема бактерий, грибов, археев и вирусов, находящихся в ЖКТ, может быть важным посредником между этими механизмами.
В частности, кишечная бактериома посылает биологические сигналы (прямо или косвенно) в мозг, тем самым влияя на гомеостаз ЦНС, поведение и настроение. Хотя изменения настроения или когнитивных функций не были связаны с микробиомом кишечника у больных раком, проходящих химиотерапию, или животных, существующие исследования подтверждают их достоверность. У грызунов нарушение микробиоты кишечника приводит к когнитивным нарушениям и тревожному поведению. И наоборот, манипулирование их кишечными микробами ослабляет это поведение.
Кроме того, трансляционные исследования показывают, что химиотерапия изменяет сообщества фекальных бактерий, что подтверждается клиническими исследованиями на людях.
Еще одним важным фактором, способствующим возникновению побочных эффектов поведения, вызванных химиотерапией, являются обширные двунаправленные взаимодействия между кишечником, резидентной микробиотой и иммунной системой пациента. Действительно, изменения микробного состава ЖК связаны с системным воспалением и изменениями нейроиммунной функции.
Повышенный уровень циркулирующих цитокинов и нейровоспалений связан с когнитивными нарушениями, усталостью и расстройствами настроения у онкологических больных и является причиной возникновения рака у грызунов.
Таким образом, предположили, что микробиота кишечника способствует вызванному химиотерапией нейровоспалению и поведенческим изменениям.
Ученые изучили параллельные изменения в заболеваниях, когнитивном и тревожном поведении, центральной и периферической активации иммунитета, гистологии и бактериальной структуры сообщества у мышей, получавших химиотерапию паклитакселом. Хотя паклитаксел используется для лечения широкого спектра раковых заболеваний, он преимущественно накапливается в кишечнике, даже по сравнению с ксенографией опухолей у мышей.
Данные показывают, что хотя паклитаксел приводит к изменениям в микробиоте дистального отдела кишечника, которые являются предикторами для изменений гистологии толстой кишки, эти изменения в тканях предсказывают поведенческие и мозговые реакции на химиотерапию, чем изменения в микробиоме кишечника.