Кишечные бактерии-«эгоисты» помешали иммунной системе человека бороться с меланомой | Новости науки
Ученые из Москвы и Санкт-Петербурга выяснили, что в зависимости от того, какие бактерии населяют кишечник человека, его иммунная система по-разному реагирует на иммунотерапию при раке кожи.
Если в микрофлоре большинство бактерий делятся с хозяином витаминами, аминокислотами и другими полезными веществами, — иммунотерапия поможет больному победить рак. Если же микроорганизмы, напротив, «эгоистично» поглощают такие соединения, придется искать другие методы лечения. По словам ученых, открытие поможет индивидуально прогнозировать эффективность иммунотерапии для каждого пациента.
Как доказывают исследования, эффективность иммунной системы в борьбе с раковыми опухолями во многом зависит от состава кишечной микробиоты. Тем не менее точные механизмы, определяющие эту связь, пока не известны. Поэтому ученые стремятся определить полезные для успеха иммунотерапии бактерии.
Сотрудники Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины имени академика Ю. М. Лопухина ФМБА, Университета ИТМО и Института биоинформатики проанализировали метагеномы — совокупный геном сообщества микроорганизмов — кишечной микробиоты 680 человек с меланомой, прошедших иммунную терапию. Из них 374 пациента ответили на иммунотерапию, а для 306 человек она не принесла желаемого результата.
Биоинформатическими методами ученые проанализировали метагеномы пациентов из открытых баз данных и «собрали» целые геномы 1422 кишечных микроорганизмов. Затем авторы работы сопоставили полученные микробные геномы, характерные для людей, которым иммунотерапия помогла, и для тех, кому нет. Это позволило выявить 84 бактерии, присутствие которых коррелировало с успешным исходом иммунотерапии, и 53 микроорганизма, связанных с отсутствием эффекта лечения. В частности, в первую группу вошли такие виды бактерии как Bifidobacterium adolescentis, Gemmiger qucibialis, Faecalibacterium prausnitzii и Barnesiella intestinihominis, а во вторую — представители родов Akkermansia и Scatavimonas.
Микроорганизмы по-разному влияли на иммунную систему в процессе борьбы с опухолями из-за своих уникальных биологических функций. В частности, бактерии производят и потребляют определенные вещества. Это, в свою очередь, влияет на их способность активировать или подавлять иммунный ответ организма. Анализ показал, что микроорганизмы, которые положительно влияют на иммунитет, склонны к «альтруизму». Другими словами, они вырабатывают витамины, аминокислоты и весь спектр жирных кислот, которые могут использоваться организмом человека и стимулировать его иммунную систему. Тогда как бактерии, которые связаны с безуспешной иммунотерапией, демонстрируют «эгоистичное» поведение и, наоборот, поглощают из кишечника хозяина важные ресурсы, поступающие с пищей.
«Мы выявили особенности кишечной микробиоты, способные оказывать влияние на результативность иммунотерапии при меланоме для отдельных пациентов. Полученные результаты могут быть полезны в клинической практике для прогнозирования эффективности такого лечения, что позволит определить необходимость применения других видов терапии. Более того, наши выводы открывают возможность предсказывать наиболее подходящего донора для трансплантации микробиоты, что также может быть полезно для улучшении исхода лечения», — рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Евгений Олехнович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биоинформатики Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины имени академика Ю. М. Лопухина ФМБА.
Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда, опубликованы в журнале Life Science Alliance.