Бактерии и гъбички могат да бъдат открити в и около туморите. Тези микробни жители може да са от решаващо значение за разбирането как се развива ракът и как да се лекува.

Tелата ни са процъфтяващи местообитания за други форми на живот. Нашите черва , уста, носове и кожа поддържат различни общности от микроби , които могат да бъдат както добри, така и лоши за нашето здраве . Но през последните години учените откриват микроби на съвсем по-изненадващо място – в тумори.

Обичайно е да се мисли за рак като просто за маса от собствени клетки на пациента, които функционират неправилно и растат неконтролируемо. Те всъщност са общности от много различни видове клетки, което е част от причината, поради която ракът е толкова труден за лечение – трудно е да се насочи към него, без да се навреди и на здравата тъкан, пише BBC. Но туморите също са домакини на колекция от клетки от изцяло други форми на живот – бактерии и гъбички. Някои виреят в средата около тумора, докато други живеят вътре в самите ракови клетки.

Доскоро обаче ролята, която тези микроби играят в туморите, не беше ясно разбрана. Сега учените започват да разкриват дали тези микроорганизми, свързани с тумора, са съучастници, които подпомагат раковите клетки, докато се развиват, или просто нещастни минувачи, попаднали в тумора. И отговорите могат да осигурят нови подходи за лечение и превенция на рака.

В проучване от 2017 г. Равид Щраусман, раков биолог от Weizmann Institute of Science в Реховот, Израел, и неговият екип показаха, че някои бактерии, живеещи в човешкия рак на панкреаса, могат да защитят туморите чрез инактивиране на общо химиотерапевтично лекарство . Те откриха, че един конкретен клас бактерии, известни като гамапротеобактерии, могат да разграждат гемцитабин: лекарство, използвано за лечение на редица видове рак, включително тези, открити в пикочния мехур, гърдата и панкреаса. Това помогна на туморите да станат резистентни към лекарството. Когато екипът инжектира мишки с рак на дебелото черво с бактерията, ракът на мишките също става резистентен към лекарството. Но когато изследователите дадоха на мишките антибиотик заедно с химиотерапевтичното лекарство, резистентността изчезна.

В допълнение към тези констатации, изследване, публикувано през 2019 г. от екип от университета Тохоку в Япония, разглежда ретроспективно пациенти, страдащи от рак в напреднал стадий, които са били лекувани или само с химиотерапевтично лекарство, и такива, които също са получили антибиотик в допълнение към химиотерапията в опит да предотвратяване или лечение на съществуваща инфекция. Те установиха, че пациентите, на които е даден антибиотик, имат по-добър отговор на лечението . Въпреки че проучването не изследва количеството бактерии, присъстващи в раковата тъкан на тези пациенти, изследователите предполагат, че антибиотиците може да са елиминирали свързаните с тумора бактерии, които може да са се намесвали в лечението на рака.

Straussman и неговият екип сега се надяват да надградят тези проучвания с клинично изпитване, включващо пациенти с рак на панкреаса, които не са успели от лечението от първа линия. Те ще дадат на пациентите антибиотик, за който е известно, че действа срещу Gammaproteobacteria, заедно с курс на химиотерапевтично лекарство гемцитабин, за да видят дали антибиотикът подобрява техните резултати.

Но бактериите могат да играят и други роли при рака, освен защитата на туморите от лекарствено лечение.

През 2020 г. екипът на Щраусман разгледа повече от 1500 човешки тумора в седем различни вида рак: рак на гърдата, белите дробове, яйчниците, панкреаса, меланома, костите и мозъка. Те открили, че всички видове тумори са нападнати от бактерии, които живеят в раковите клетки и някои от имунните клетки . Различните видове тумори имат различни общности от бактерии.

" Всяка от тези бактерии се е адаптирала към уникалната туморна микросреда, в която живеят " , казва Щраусман. „ При рак на белия дроб демонстрирахме как хората, които пушат, имат повече бактерии, които могат да разграждат никотина – който е метаболит, свързан с дима. При рак на костите виждаме бактерии, които метаболизират хидроксипролин, който е метаболит, обогатен в костни тумори.“

В много случаи все още не е ясно дали бактериите помагат на страдащия, като държат раковите клетки под контрол.

Бактериите, открити в някои видове рак на гърдата, например, могат да детоксикират арсената , вид канцероген, за който е известно, че повишава риска от рак на гърдата . Други могат да произвеждат химикал, наречен микотиол, който помага за намаляване на нивата на вредни реактивни кислородни молекули, които могат да увредят ДНК.

Съществуват обаче все повече доказателства, че в някои случаи бактериите, живеещи в тумора, може действително да влошават рака.



Някои бактерии в туморите на гърдата могат да улеснят разпространението на раковите клетки в други части на тялото

„Все повече и повече документи излизат, показващи как те могат да бъдат част от канцерогенезата“, казва Щраусман. Бактериите може също така да променят способността на имунната система да насочва и унищожава раковите клетки , добавя той. „Но ние наистина драскаме повърхността тук.“ Трябва да се направи много повече, казва той, за да се проучат ефектите, които бактериите в туморите имат върху хода на раковите заболявания.

Вече има някои улики. Например, проучване от 2022 г. на учени в Китай предполага, че някои бактерии в туморите на гърдата могат да улеснят разпространението на раковите клетки в други части на тялото . Изследователите откриха бактерии, живеещи в клетките на тумора на гърдата, които циркулираха в кръвта на мишки. Тези циркулиращи ракови клетки се отделят от първичния тумор и могат да пътуват до други части на тялото, където могат да метастазират и растат. Въпреки това, докато туморните клетки дрънчат в кръвния поток, те са изложени на стрес, който кара някои от тях да се разпаднат.

Китайските изследователи установиха, че микробите вътре в тези мобилни туморни клетки изглежда ги предпазват от част от стреса, който изпитват. Изглежда, че правят това, като помагат за реорганизирането на вътрешните клетъчни поддържащи структури, известни като цитоскелет, така че клетките да са по-здрави. Когато учените елиминират тези бактерии от туморите на мишките, изглежда, че туморите губят способността си да метастазират, въпреки че първичният рак на гърдата продължава да расте.

„Има все повече доказателства, че специфични микроби в червата, кожата и други мукозни органи, както и в тумори, могат или да насърчат растежа и прогресията на тумора, или алтернативно да му противодействат“, казва Дъглас Ханахан, онколог в Швейцарския институт за експериментално изследване на рака в Лозана, Швейцария, и автор на „ Отличителните белези на рака: нови измерения“ . Картината обаче остава мътна. „Пейзажът е много сложен и въпреки че има улики, няма окончателна яснота кой какво прави.“

Други проучвания разглеждат Fusobacterium nucleatum , орална бактерия, свързана със заболяване на венците , но може да бъде свързана и с редица различни видове рак . Изглежда, че тези бактерии могат да мигрират от устата към колоректалните ракови клетки чрез кръвния поток . Всяка бактерия носи на повърхността си специфични частици, които се свързват с повърхността на раковите клетки, което й позволява да ги колонизира.

Веднъж попаднали на място, бактериите могат да ускорят растежа и разпространението на тумори, като възпрепятстват способността на имунната система да убива раковите клетки. Протеин, произведен от Fusobacterium nucleatum, се свързва с механизъм за молекулярен контрол върху повърхностите на човешки естествени клетки убийци и Т клетки, които са ключови части от защитата на имунната система срещу тумори. Това свързване потиска способността на клетките да унищожават раковите клетки . Бактериите също така разполагат с молекулярен арсенал, който прави раковите клетки по-устойчиви на химиотерапия .

Освен това, ДНК на Fusobacterium nucleatum е открита в проби от човешки рак на гърдата . Това предполага, че той засяга и тумори на други места в тялото. В едно проучване, когато бактериите са въведени на мишки с рак на гърдата, това ускорява прогресията и разпространението на болестта . Даването на антибиотици на мишките предотврати това.

Може да изглежда изкушаващо включването на антибиотици в терапиите за рак, но не е толкова просто. Много от микробите в телата ни са доброкачествени или дори полезни, така че едно грубо антибиотично лечение може да причини повече вреда, отколкото полза, казва Ханахан.

Вместо това изследователите трябва да се опитат да разкрият пълната сложност на микробиома, свързан с тумора. Цели общности от микроби могат да бъдат намерени в туморите и те се поддържат взаимно по неочаквани начини.

Един такъв пример се върти около основното химиотерапевтично лекарство, използвано за лечение на пациенти с колоректален рак, 5-флуороурацил (5-FU). Изглежда , че инхибира растежа на неприятния Fusobacterium nucleatum . Въпреки това, някои щамове на Escherichia coli – често срещани бактерии, намиращи се в червата – правят лекарството неактивно.

Изследователи, ръководени от Сюзън Булман , раков микробиолог в Центъра за ракови заболявания Фред Хътчинсън в Сиатъл, САЩ, установиха, че неактивната форма на 5-FU вече не инхибира рака в лабораторни клетъчни култури. Освен това вече не предотвратява растежа на Fusobacterium nucleatum . Това накара Булман и нейните колеги да предположат, че пациентите, които не отговарят на лечението с 5-FU, могат да носят бактерии, които инактивират лекарството. Тези бактерии могат да дадат възможност на Fusobacterium nucleatum да процъфтява, влошавайки състоянието на пациентите.

Установено е , че най-малко 33 различни вида рак имат колонии от бактерии, свързани с тях , благодарение на техники, разработени в Калифорнийския университет в Сан Диего, които търсят тяхното ДНК. Изследователите смятат, че техниките могат да се използват и за разработване на нови начини за диагностициране на рак, като се търси ДНК от отделни свързани с тумора бактерии в кръвта на пациента.

Екипът зад това проучване обедини сили с Равид Щраусман за проучване от 2022 г., което разкри друг вид микроби – гъбички – живеещи в рак. Те откриха гъбички в 35 различни вида рак , много от които съдържаха различни комбинации от видове.



„Открихме, че туморите, които имат повече бактерии, също имат повече гъбички, а тези с по-малко бактерии имат по-малко гъбички“, казва Страусман. „Можем само да предположим на този етап, че някои тумори са по-ограничителни за наличието на микроби в тях, а някои са по-разрешителни.“

Точно както при бактериите, някои от тези гъби изглежда манипулират имунната система в полза на тумора. Установено е , че гъбата Malassezia globosa ускорява развитието на една от формите на рак на панкреаса . Същите гъбички са открити и при пациенти с рак на гърдата, които имат по-кратка обща преживяемост, според работата на Straussman и неговите колеги от Калифорнийския университет в Сан Диего. Други изследвания са установили, че някои гъбички, присъстващи в рак на панкреаса, отвличат части от имунната система, за да стимулират растежа на тумора .

Проучване от 2022 г. също показа, че ракът на стомаха, богат на гъбички Candida , показва повишена експресия на туморни гени, които насърчават възпалението, и че туморите на дебелото черво, богати на ДНК на Candida , е по-вероятно да бъдат метастатични. Това „може да се дължи на факта, че увеличеният брой на Candida може да бъде свързан със загуба на чревната епителна бариера [клетките, покриващи червата]“, казва Илиян Илиев , микробиолог от университета Корнел, чийто екип проведе изследването.

Въпреки бързия темп на тези открития, все още остават много въпроси относно връзката между туморите и микробите, които живеят в тях. Микробите играят ли роля в развитието на тумора? Или те са просто опортюнистични жители, които са се адаптирали да защитят болния си от рак дом, когато намерят такъв? И може ли тази микробна общност да бъде използвана, за да ни помогне в борбата ни с рака?

След години насочването към туморни микроби може да стане също толкова важно, колкото преследването на самите ракови клетки, което води до по-ранни диагнози и дори нови лечения. Но тази работа едва сега започна.