Исследователи из Нидерландского института рака (Netherlands Cancer Institute) составили подробный каталог бактерий, живущих в метастазах рака. Проанализировав более 4000 опухолей, ученые пролили свет на разнообразие этих соседей и на то, как они могут взаимодействовать с раковыми клетками и их окружением. Например, некоторые бактерии были связаны с худшим ответом на иммунотерапию.
Это исследование прокладывает путь к лучшему пониманию того, как бактерии помогают или препятствуют раку (терапии), и как мы можем использовать это на благо пациентов. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell.
В нашем организме живут миллиарды микроорганизмов: бактерий, вирусов и дрожжей — наш микробиом. Они нужны нам, а мы нужны им. Например, бактерии помогают нам переваривать пищу и сотрудничать с нашей иммунной системой в борьбе с патогенами. Кишечные бактерии, в частности, широко изучались, в том числе в контексте рака. Например, они могут влиять на эффективность иммунотерапии и химиотерапии.
Но эти крошечные соседи обитают и за пределами кишечника. Бактерии обнаруживаются, например, в опухолях. Благодаря новым методам исследователи стали лучше узнавать, что это за организмы. Но как бактерии попадают в опухоль и что именно они там делают, остается в значительной степени неизвестным, поэтому неясно, насколько они важны для заболевания и эффекта лечения.
26 типов рака
Поскольку многие пациенты в конечном итоге умирают от метастазов, и многие методы лечения направлены именно на них, исследовательские группы Эмиля Фёста (Emile Voest) и Лодевика Весселса (Lodewyk Wessels) внимательно изучили метастазы. В конце концов, о бактериях в этих опухолях было мало что известно. Вместе со своими коллегами, в частности, из Нидерландского института рака и Института Онкод (Oncode Institute), ученые составили карту, какие бактерии присутствуют в метастазах рака.
В тканях более чем 4000 метастазов 26 типов рака исследователи проанализировали код присутствующей ДНК. По этому генетическому материалу можно выяснить не только какие человеческие клетки, но и какие бактерии, поскольку они тоже имеют ДНК. Для этой цели исследователи использовали клиническую информацию и данные ДНК, полученные Медицинским фондом Хартвига (Hartwig Medical Foundation).
Имея эту невообразимо большую гору информации (400 терабайт), ученые использовали возможности компьютера, чтобы выяснить, какие бактерии в каких местах обитают. Это потребовало тщательного программирования, поскольку в таком куске ткани относительно мало бактериальной ДНК.
«Удивительно, но не только метастазы рака толстой кишки содержат много бактерий», — комментирует исследователь Томас Батталья (Thomas Battaglia).
Можно было бы ожидать этого, поскольку большинство наших бактерий обитают в толстой кишке, откуда они могут перемещаться во время метастазирования в другие части тела.
«Кроме того, то, какие бактерии присутствуют в метастазах, сильно зависит от местоположения в организме, условий там и типа рака».
Ответ на терапию
Учёные также обнаружили связь между бактериями и эффективностью терапии. Например, пациенты с раком легких и фузобактериями в метастазах хуже реагировали на иммунотерапию, чем опухоли без этих бактерий.
Томас комментирует: «Мы также отметили, что чем разнообразнее бактериальное сообщество, тем более активны соседние опухолевые клетки».«Наша работа открывает двери для изучения новых форм лечения, например, борьбы с бактериями, которые могут помочь при опухоли», — заключает соавтор Айрис Мимпен (Iris Mimpen). «Это помогает нам понять, как работает сложная среда опухолей, среда, в которой все виды клеток, включая бактерии, живут вместе и влияют друг на друга».
Литература:
A pan-cancer analysis of the microbiome in metastatic cancer, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.03.021. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)00312-X