Модификация химиотерапии с помощью метаболита микробиоты, ассоциированного с раком

Международная группа ученых, возглавляемая исследователями из Имперского колледжа Лондона и Кельнского университета, обнаружила, что микробы, ассоциированные с опухолями, вырабатывают молекулу, которая может контролировать прогрессирование рака и повышать эффективность химиотерапии.

Понимание того, как микробиота вырабатывает регуляторные метаболиты, имеет важное значение для борьбы с раком и его терапии. Новое исследование, опубликованное в журнале Cell Systems, обеспечивает значительный прорыв в этой области, выявляя мощный противораковый метаболит, вырабатываемый бактериями. Эта работа открывает двери для новых стратегий лечения рака, включая разработку новых лекарств, которые могли бы сделать существующие методы лечения более эффективными.

Исследователи использовали крупномасштабный скрининговый подход на модельной нематоде C. elegans и обнаружили, что бактерия E. coli продуцирует молекулу под названием 2-метилизоцитрат (2-MiCit), которая может повысить эффективность химиотерапевтического препарата 5-фторурацил. Используя компьютерное моделирование, авторы продемонстрировали, что микробиом, ассоциированный с опухолью пациентов, также способен продуцировать 2-MiCit. Чтобы подтвердить эффективность 2-MiCit, ученые использовали еще две модельные системы: культуру раковых клеток человека и модель колоректального рака на мухах-дрозофилах. В обоих случаях они обнаружили, что 2-MiCit обладает мощными противораковыми свойствами и может увеличить выживаемость.

Руководитель исследования Филипе Кабрейро объясняет важность этого открытия: "Мы знали, что бактерии связаны с опухолями и теперь мы начинаем понимать химический диалог, который они ведут с раковыми клетками. Мы обнаружили, что одно из этих бактериальных химических веществ может выступать в качестве мощного партнера при химиотерапии, нарушая метаболизм раковых клеток и делая их более уязвимыми для препарата".

Исследование показало, что 2-MiCit действует путем ингибирования ключевого фермента в митохондриях раковых клеток. Это приводит к повреждению ДНК и активирует механизмы, которые замедляют прогрессирование рака. Эта многоцелевая атака ослабляет раковые клетки и работает в синергии с 5-фторурацилом. Комбинация оказалась значительно более эффективной в уничтожении раковых клеток, чем любое из этих соединений по отдельности. "Микробы - неотъемлемая часть нас самих. То, что одна молекула может оказывать такое глубокое влияние на прогрессирование рака, поистине удивительно, и это еще одно доказательство того, насколько сложной может быть биология, если рассматривать ее целостно. Это действительно захватывающе, потому что мы только начинаем понимать, что происходит на самом деле", - отметил Кабрейро.

В сотрудничестве с химиками исследователи также модифицировали соединение 2-MiCit, чтобы повысить его эффективность. Эта синтетическая версия оказалась еще более эффективной в уничтожении раковых клеток, продемонстрировав потенциал для разработки новых лекарств на основе натуральных микробных продуктов. "Используя натуральный микробиологический продукт в качестве отправной точки, мы смогли создать более мощную молекулу, эффективно улучшающую работу матери-природы", - добавил Кабрейро. Полученные результаты показывают, как микробиом, связанный с раком, может влиять на прогрессирование опухоли, и как метаболиты, вырабатываемые этими бактериями, могут быть использованы для улучшения лечения рака. Эти результаты также важны в контексте персонализированной медицины, подчеркивая важность учета микробиома пациента.