Бактерии в кишечнике могут препятствовать химиотерапии

БАКТЕРИИ В КИШЕЧНИКЕ МОГУТ ПРЕПЯТСТВОВАТЬ ХИМИОТЕРАПИИ

Присутствие определенных микроорганизмов или ферментов может объяснить, почему некоторые методы лечения являются неэффективными для определенных людей

Когда заходят разговоры о персонализированной медицине, принято отмечать особенности генома каждого человека, которые могут повлиять на эффективность терапии. Однако появляется все больше свидетельств, что микробиом человека — бактерии, населяющие его кишечник — играет не менее важную роль во взаимодействии организма с принимаемыми лекарствами. 

Исследования показывают, что здоровые люди усваивают лекарства по разному в зависимости от состава их микробиома. Казалось бы, когда человек глотает таблетку — она должна начать работать. Но на самом деле таблетку могут «проглотить» бактерии, которые живут в кишечнике, а еще они могут модифицировать молекулу лекарства самым непредсказуемым образом. 

Вычислительный биолог Ли Гутри обратила внимание на препарат для химиотерапии иринотекан, который у некоторых пациентов вызывал тяжелую диаррею. Обычно ферменты в печени активируют молекулу лекарства, добавляя к ней глюкуроновую кислоту, но бактериальный фермент β-глюкуронидаза в кишечнике преобразует молекулу таким образом, что она становится токсичной еще до попадания в печень, и уничтожает клетки кишечного эпителия вместо раковых, что и вызывает диаррею. 

Чтобы выяснить, как бактерии взаимодействуют с препаратом, биологи собрали 20 фекальных образцов у здоровых людей и обработали их иринотеканом. Проанализировав образцы, ученые обнаружили, что в 4 из них детектируется высокая конфентрация токсичной формы иринотекана, однако состав микробиома значимо не отличается. Тогда ученые взялись за анализ ферментов — оказалось, что штаммы, метаболизирующие препарат в его токсичный аналог, экспрессировали существенно повышенный уровень β-глюкуронидазы. Кроме того, у этих пациентов клетки с большей эффективностью поглощали сахара (большее число транспортеров сахара в мембране), что могло способствовать усиленному поглощению токсина клетками. Теперь ученые планируют продолжить это исследование на пациентах, больных раком и принимающих иринотекан. 

Мэттью Рэдинбо, структурный биолог, отмечает, что печень процессирует многие лекарства именно по глюкуроновой кислоте, а значит эффект микробиома может оказаться куда более обширным, чем казалось ранее. Например, схожие модификации и побочные эффекты микробиом может вызывать у другого провивоспалительного препарата, в состав которого входит ибупрофен. Бактерии могут оставлять свой след на лекарствах, которые применяются в лечении болезни Паркинсона и anxiety, а также объяснять, почему эффект лекарства, показанный на модельных животных, не всегда воспроизводится на людях. 

В перспективе исследование микробиома может помочь в подборе терапии: совместно с лекарствами врач будет назначать ингибиторы определенных бактериальных ферментов, или подбирать диету, которая послужит для бактерии альтернативным пищевым источником и предотвратит выработку мешающего фермента. Уже сейчас Мэттью Рэдинбо возглавляет стартап Symberix и планирует подавать заявку на проведение клинических испытаний на людях: пациентам, больным раком, совместно с иринотеканом будут давать ингибиторы β-глюкуронидазы. 

Источник: Nature