Кишечные бактерии оказывают глубокое влияние на здоровье, помогая пищеварению, обеспечивая питательными веществами и метаболитами, а также взаимодействуя с иммунной системой для защиты от патогенов. Однако некоторые кишечные бактерии участвуют в прогрессировании рака кишечника и связанных с ним органов.

Новое исследование ученых из Чикагского университета показывает, что некоторые комменсальные бактерии способствуют развитию лейкемии, вызванной вирусом мышиного лейкоза (MuLV), подавляя адаптивный противоопухолевый иммунный ответ животного. Когда у мышей присутствуют и вирус, и комменсальные бактерии, три гена, известные как негативные иммунные регуляторы, экспрессируются сильнее или активируются, что, в свою очередь, подавляет иммунный ответ, который в противном случае убил бы опухолевые клетки. Известно также, что два из этих трех негативных иммунных регуляторов являются индикаторами плохого прогноза для людей с некоторыми формами рака.

Было хорошо задокументировано, что эти два негативных иммунных регулятора являются плохими прогностическими факторами при некоторых видах рака у человека, но никто не знал, почему. Используя мышиную модель лейкемии, мы обнаружили, что бактерии способствуют активизации этих негативных иммунных регуляторов, позволяя развивающимся опухолям избегать распознавания иммунной системой».

Татьяна Головкина, доктор биологических наук, профессор микробиологии Калифорнийского университета в Чикаго и старший автор исследования

Результаты исследования «Кишечные комменсальные бактерии усиливают патогенез онкогенного мышиного ретровируса» были опубликованы 13 сентября в Cell Reports .

Обычно считается, что рак является результатом спонтанных мутаций, которые заставляют клетки расти и размножаться бесконтрольно, образуя опухоли. В 1910 году патологоанатом по имени Пейтон Роус взял образец раковой опухоли у курицы и ввел его здоровой птице, у которой также развился рак. В то время его открытие было отвергнуто, но позже исследователи обнаружили, что рак передается ретровирусом. Это открытие побудило к дальнейшим исследованиям и последующему выявлению многочисленных ретровирусов, вызывающих различные виды рака.

Некоторые вызывающие рак ретровирусы используют кишечные микробы для распространения и размножения. Например, в исследовании 2011 года Головкина и ее команда обнаружили, что вирус, вызывающий опухоли молочных желез у мышей, зависит от кишечных бактерий, что позволяет вирусу блокировать иммунные реакции от распознавания и уничтожения инфицированных клеток. Таким образом, микробы помогают вирусу размножаться, и в результате развиваются опухоли.

В новом исследовании исследователи хотели увидеть, влияют ли комменсальные бактерии на развитие вызванного вирусом рака каким-либо другим способом, помимо содействия его репликации. Они использовали мышей без микробов (GF), которые были выращены в специальном учреждении, поэтому у них не было микробов, и мышей, свободных от конкретных патогенов (SPF), у которых не было никаких патогенных микробов, которые могли бы вызвать заболевание, но были общие комменсальные микробы. включая бактерии, которые обычно населяют кишечник. Мыши GF и SPF были инфицированы вирусом мышиного лейкоза (MuLV). В то время как вирус инфицировал и одинаково хорошо реплицировался у обоих типов мышей, только у мышей SPF развивались высокочастотные опухоли.

Все раковые клетки, индуцированные вирусом, экспрессируют вирусные антигены или молекулы, которые помечают их как чужеродные для хозяина и делают их мишенями для иммунной атаки. Чтобы опухолевые клетки, индуцированные вирусом, продолжали размножаться, они должны быть защищены от атаки иммунной системы, поэтому команда Головкиной искала микробозависимый механизм уклонения от иммунитета, который позволял бы индуцированным вирусом раковым клеткам выживать в организме хозяина.

Команда провела серию экспериментов со специально сконструированными мышами с иммунодефицитом, поэтому у них отсутствовала адаптивная иммунная система. В безмикробных условиях у этих мышей развились опухоли при воздействии вируса с той же частотой, что и у иммунодефицитных мышей SPF с интактной иммунной системой. Таким образом, противоопухолевому иммунному ответу противодействовали микроорганизмы, которые впоследствии были идентифицированы как комменсальные бактерии.

Затем исследователи обнаружили, что комменсальные бактерии индуцируют у инфицированных мышей три гена, известные как негативные иммунные регуляторы. Обычно эти гены отключают иммунную систему после того, как она столкнулась с патогеном, но в данном случае они сдерживают иммунный ответ, направленный против раковых клеток. Два из трех активировали негативные иммунные регуляторы-; Также известно, что Serpinb9b и Rnf128 являются индикаторами плохого прогноза для людей с некоторыми спонтанными видами рака. Не все комменсальные бактерии обладают свойствами, способствующими развитию опухолей, поэтому Головкина и ее команда продолжают исследовать, почему эта способность подавлять иммунитет проявляется только тогда, когда присутствуют и вирус, и бактерия.

«Теперь мы должны выяснить, что такого особенного в бактериях, обладающих этими свойствами», — сказала она.