Связь между бактериями в кишечнике и раком печени

Связь между кишечными бактериями и противоопухолевыми иммунными реакциями в печени

 Микробиом-опосредованный метаболизм желчных кислот регулирует рак печени через NKT-клетки

Исследование, опубликованное 25 мая 2018 г. в журнале Science, было проведено американскими специалистами из Центра исследований рака (CCR) Национального института рака (NCI). Оно показало, что бактерии, обнаруженные в кишечнике мышей, влияют на противоопухолевую иммунную функцию печени. Полученные данные имеют значение для понимания механизмов, которые приводят к раку печени, и для терапевтических подходов к их лечению. NCI является частью Национального института здравоохранения (NIH), США.

«То, что мы обнаружили с помощью различных моделей опухолей, заключается в том, что если вы лечите мышей антибиотиками и тем самым истощаете определенные бактерии, вы можете изменить состав иммунных клеток печени, влияя на рост опухолей в печени», - сказал Тим Гретен (Tim Greten), доктор медицинских наук, из NCI. CCR, который руководил исследованием. «Это отличный пример того, как то, что мы узнаем из фундаментальных исследований, может дать нам представление о раке и возможных методах лечения».

Микробиом - это совокупность бактерий и других микроорганизмов, которые живут в организме или на нем. У людей наибольшая доля общего микробиома в организме находится в кишечнике. Несмотря на обширные исследования взаимосвязи между микробиомом кишечника и раком, роль кишечных бактерий в формировании рака печени остается недостаточно изученной.

Чтобы выяснить, влияют ли кишечные бактерии на развитие опухолей в печени, доктор Гретен и его команда провели серию экспериментов с мышами. Они использовали три модели рака печени у мышей и обнаружили, что, когда они истощали кишечные бактерии, используя «коктейль» с антибиотиками, у мышей, у которых были антибиотики, развивалось все меньше и меньше опухолей печени, и уменьшались метастазы.

Затем исследователи изучили иммунные клетки в печени, чтобы понять, как истощение кишечных бактерий подавляет рост опухолей в печени мышей, получавших антибиотики. Лечение антибиотиками увеличивало количество типов иммунных клеток, называемых клетками NKT, в печени мышей. Дальнейшие эксперименты показали, что во всех трех моделях мышей снижение роста опухоли печени, вызванное лечением антибиотиками, зависело от этих NKT-клеток. Затем они обнаружили, что накопление NKT-клеток в печени является результатом увеличения экспрессии белка, называемого CXCL16, на клетках, которые выстилают внутреннюю часть капилляров в печени.

«Мы спросили себя, почему у мышей, получавших антибиотики, в этих эндотелиальных клетках вырабатывается больше CXCL16?», - сказал  доктор Гретен. «Это было критическим моментом, когда мы обнаружили, что желчные кислоты могут контролировать экспрессию CXCL16. Затем мы провели дополнительные исследования и обнаружили, что если мы будем лечить мышей желчными кислотами, мы действительно сможем изменить количество NKT-клеток в печени, и тем самым количество опухолей в печени».

Желчные кислоты образуются в печени и помогают расщеплять жиры во время пищеварения.

Наконец, исследователи обнаружили, что один вид бактерий, Clostridium scindens, контролирует метаболизм желчных кислот в кишечнике мыши - и, в конечном итоге, экспрессию CXCL16, накопление NKT-клеток и рост опухолей в печени.

Прим. ред.: Clostridium scindens - вид бактерий рода Clostridium (клостридии - род грамположительных, облигатно анаэробных бактерий). Образцы этого вида были впервые выделены из фекалий человека. C. scindens способен превращать первичные желчные кислоты в токсичные вторичные желчные кислоты, а также превращать глюкокортикоиды в андрогены путем расщепления боковой цепи холестерина (холестерин используется при выработке стероидных гормонов в стероидпродуцирующих эндокринных железах).

Д-р Гретен объяснил, что, хотя многие исследования показали связь между кишечными бактериями и иммунным ответом, это исследование является значительным в том смысле, что оно определяет не только корреляцию, но и полный механизм того, как бактерии влияют на иммунный ответ в печени. В том же исследовании исследователи обнаружили, что желчные кислоты также контролируют экспрессию белка CXCL16 в печени человека, и написали, что, хотя эти результаты являются предварительными, новый механизм, описанный в этом исследовании, потенциально может применяться к больным раком.

P.S. Следует отметить, что антиканцерогенное действие физиологичных для человека пробиотиков  и пищевых волокон в различных исследованиях было связано также с уменьшением количества вторичных желчных кислот, которые (помимо описанного выше влияния на печень) были связаны с колоректальным раком (повышенное содержание вторичных желчных кислот отмечается в копрограмме у большинства пациентов больных КРР).

Статья в журнале: Tim F. Greten., et. al. Gut microbiome–mediated bile acid metabolism regulates liver cancer via NKT cells. Science, 2018; 360 (6391)

См. дополнительно: 

• Снижение риска гепатокарциномы с помощью лакто- и пропионовокислых бактерий
• Связь микробиоты кишечника и заболеваний печени

К разделу: Роль микробиома в развитии и терапии рака