Живущие в опухоли бактерии защитили ее от радиации

Злокачественные опухоли населяют различные микробы, способные менять их метаболизм. Авторы новой статьи показали, что лактобактерии Lactobacillus iners, которые живут в клетках рака шейки матки, делают опухоль более агрессивной и устойчивой к радиационной терапии. Это связано с тем, что бактерии выделяют, казалось бы, безобидное вещество — молочную кислоту.

Многие ткани человека — как на поверхности, так и внутри тела — населяют бактерии, образующие специфические микробиомы кожи, кишечника, костей и так далее. То же можно сказать о злокачественных новообразованиях: в них обитают особые микробы, влияющие на развитие опухолей и различные их свойства. Опухолевый микробиом выделяет биологически активные вещества, изменяя передачу сигналов между клетками, их деление и метаболизм. За счет этого бактериальное население опухоли делает ее опаснее и устойчивее к лечению.

Авторы новой публикации в журнале Cancer Cell выяснили, как лактобактерии Lactobacillus iners влияют на опухоль шейки матки, в которой живут. По распространенности среди женщин и числу связанных смертей этот тип рака уступает лишь раку груди, легких и толстой кишки. Развитие опухолей шейки матки почти всегда связано с папилломавирусами человека (ПВЧ), различными штаммами которых заражена большая часть населения планеты.

Как правило, рак такого типа довольно успешно лечат с помощью радиационной и химиотерапии. Однако по не вполне ясным причинам успех терапии сильно варьируется и плохо предсказуем. Объяснением может быть специфическое микробное население таких опухолей, которое у пациентов может сильно различаться.

Чтобы разобраться в этом вопросе, ученые использовали секвенирование нуклеиновых кислот и клеточные культуры и смогли описать опухолевый микробиом 101 пациентки с раком шейки матки. Испытуемые одновременно получали радиационную и химиотерапию, то есть проходили курс химиорадиотерапии.

Анализ указал, что эффективность лечения сильно зависит от наличия в опухоли определенной лактобактерии — Lactobacillus iners, которая также относится к компонентам нормальной микрофлоры половой системы женщины. Как и другие лактобактерии, в том числе используемые для производства кисломолочных продуктов, L. iners выделяет в окружающую среду лактат, или молочную кислоту.

Оказалось, что в случае рака безобидный и присутствующий в здоровых тканях метаболит играет коварную роль: лактат помогает клеткам опухоли переключиться в режим анаэробиоза, то есть жизни в бескислородной среде. Это связано с их переходом на использование в качестве источника энергии той самой молочной кислоты вместо глюкозы. В итоге раковые клетки лучше переносят радиацию и быстрее делятся, что приводит к тяжелому течению болезни и росту числа смертей.

Исследователи назвали свой результат «меняющим парадигму», ведь из него следует, что традиционные подходы к лечению онкологических заболеваний упустили ключевой фактор устойчивости опухоли. Ученые надеются, что их данные вскоре помогут улучшить методы терапии рака и спасти жизнь многим пациентам.