Вченим вдалося встановити зв’язок між метаболізмом бактерій у кишечнику і прогресуванням раку передміхурової залози (простати) у чоловіків. Вони виявили, що мікроорганізми синтезують чоловічі гормони з молекул попередників в організмі людини. Утворені таким чином андрогени перешкоджають терапії раку та посилюють ріст пухлини, про що було зазначено у журналі Science.
ColumbiaDoctors
Як пов’язані мікроорганізми кишечника, чоловічі гормони та рак?
До нормальної мікробіоти кишечника належать ентерококи, дріжджі, анаеробні мікроорганізми, спірохети, найпростіші, віруси, включаючи фаги. Усі вони в сукупності забезпечують ряд важливих функцій організму людини: травлення, обмін жирних кислот, вплив на структуру слизової оболонки кишечника та її адсорбційну здатність, участь у синтезі вітамінів груп В і К, нікотинової кислоти, формування і розвитку імунної системи. Тому дослідженням мікроорганізмів кишечника за останній час присвячено багато робіт, у ході яких науковці встановили багато нових впливів і закономірностей, зокрема про роль кишкової мікробіоти як терапії цілого ряду захворювань, про захист від радіоактивного опромінення тощо.
Водночас науці відомо про вплив мікробіоти кишечника на збільшення ризику розвитку раку та на перебіг побічних ефектів хімієтерапії. Тому вчені Інституту онкології Південної Швейцарії разом із колегами з Великої Британії, США та Італії вирішили дослідити роль мікроорганізмів при андрогенній деприваційній терапії (АДТ) раку простати. АДТ є стандартом лікування пацієнтів з метастазами раку передміхурової залози та його рецидивів. Суть цього методу лікування полягає в хірургічному (кастрація) або фармакологічному (з допомогою медикаментів) запобіганні вироблення організмом андрогенів — чоловічих гормонів. Відомо, що окрім безпосередньої функції (сприяти відтворенню, проходженню статевого акту) вони також стимулюють розвиток раку передміхурової залози. Тому позбавлення організму андрогенів може уповільнити ріст або у деяких випадках навіть зменшити розміри пухлини простати. Але така терапія з часом може ставати неефективною, і науковці припустили, що річ у кишкових бактеріях, які самостійно виробляють чоловічі гормони.
Як визначали вплив мікроорганізмів на розвиток раку простати?
Дослідження проводили на лабораторних мишах, у яких індукували розвиток раку простати. Формування ракових новоутворень і продукцію мікроорганізмами гормонів досліджували, використовуючи ряд цитологічних та імунологічних методів.
Науковці визначали склад мікробіоти кишечника мишей та людей із раком простати, здатність кишкових бактерій продукувати гормони зі сполук, що є їхніми попередниками, а також реакцію ракової пухлини на зміну мікробіоти кишківника. Крім цього, перевіряли вплив антибіотиків на активність кишкової мікробіоти, щоб визначити, чи таке лікування допоможе зупинити формування ракових новоутворень простати.
Вчені також провели фекальну трансплантацію від двох груп чоловіків з раком передміхурової залози хворим мишам, щоб встановити роль мікроорганізмів у розвитку хвороби. До першої групи увійшли чоловіки з гормонорезистентним раком передміхурової залози, чия пухлина була стійкою до лікування гормональними препаратами. До другої групи увійшли чоловіки з раком передміхурової залози, що реагували на АДТ.
Що вдалося дізнатися?
Науковці встановили, що андрогенна депривація сприяє збільшенню кількості деяких кишкових бактерій, здатних до вироблення чоловічих гормонів із молекул попередників.
У мишей, які виявилися стійкими до кастрації, в основному у кишечнику зустрічали два види бактерій: Ruminococcus gnavus і Bacteroides acidifaciens. Чоловіки з гормонорезистентним раком передміхурової залози також мали вищий вміст бактерій роду Ruminococcus та Bacteroides, тоді як ті, хто добре реагував на АДТ, мали значну кількість Prevotella.
Оскільки було відомо, що у людей Clostridium scindens здатний утворювати андрогени з глюкокортикоїдів, вчені перевірили здатність Ruminococcus і Bacteroides використовувати цілий ряд метаболітів для утворення андрогенів. Вони встановили, що у мишей R. gnavus і B. acidifaciens, а в людей лише Ruminococcus перетворювали в андрогени прегненолон і гідроксипрегненолон. Утворені гормони потрапляли у кров'яне русло і спонукали пухлину до зростання. В кінцевому підсумку АДТ та навіть кастрація виявились неефективними. Але використання в мишей різних антибіотиків у зростаючих концентраціях або цілої сукупності антибіотиків зумовило зменшення кількості мікроорганізмів і, як наслідок, зниження утворення андрогенів. Тож за допомогою антибіотикотерапії вдалося зупинити ріст пухлини і стримати появу резистентності до кастрації навіть у мишей, у яких вона була індукована.
При пересадці фекалій від чоловіків і мишей з гормонорезистентним раком передміхурової залози до мишей з раком простати пухлини тварин теж отримували стійкість до гормонального лікування та зростали швидше. І навпаки, фекальна трансплантація від тих, хто добре реагував на АДТ, або введення Prevotella stercorea мишам з гормонорезистентним раком передміхурової залози зупиняло зростання пухлини. Тобто мікроорганізми справді були чинником, який забезпечив передачу резистентності, а шляхом введення «потрібної» мікробіоти можна контролювати ріст пухлини.
Таким чином, вченим вдалось визначити механізм, за допомогою якого мікробіота кишечника може стимулювати зростання пухлин простати та викликати стійкість до гормональної терапії.
Які перспективи у терапії раку простати вдалось відкрити вченим?
Наступним кроком вчені вбачають подальше розширення застосування отриманих даних про бактерії кишечника з метою розробки тестів. Такі тестові системи дозволять визначити, кому з пацієнтів яка методика лікування резистентості підходитиме краще — фекальна трансплантація, антибіотикотерапія чи інші стратегії маніпулювання мікробіотою.
Дослідники припускають, що для тимчасового виснаження популяцій кишкових бактерій, які виробляють андрогени, можна використати антибіотики. Проте самої лише антибіотикотерапії недостатньо, оскільки потрібно змінити ще склад мікробіоти. Для цього науковці рекомендують звернутись до фекальної трансплантації, і вбачають перспективним розроблення йогурту, збагаченого корисними бактеріями, щоб запобігти появі стійких до лікування штамів мікроорганізмів.
Оновлено 22.10.2021 об 11:40: спершу ми вказали авторами дослідження лише британських вчених, хоча над робою працювала міжнародна група дослідників зі Швейцарії, Великої Британії, США та Італії. Ми внесли відповідне уточнення.