Бактерії допомогли зменшити розмір пухлин підшлункової залози у мишей

Американські науковці запропонували до вивчення спосіб лікування аденокарциноми підшлункової залози модифікованими бактеріями у поєднанні з протираковим препаратом. Завдяки такій терапії їм вдалося активувати імунні клітини на краще виявлення ракових клітин та зменшити пухлинне навантаження більш ніж на 80 відсотків у мишей із пізньою стадією хвороби. Дослідження оприлюднене у журналі Science Translational Medicine.

Зображення клітин аденокарциноми протоків підшлункової залози, отримане за допомогою конфокальної мікроскопії. Professor Alvaro Mata/ University of Nottingham

Зображення клітин аденокарциноми протоків підшлункової залози, отримане за допомогою конфокальної мікроскопії. Professor Alvaro Mata/ University of Nottingham

Що не так з наявним лікуванням аденокарциноми підшлункової залози?

Аденокарцинома протоків підшлункової залози належить до тих важких онкологічних захворювань, які часто діагностуються уже на пізній стадії розвитку. У такому разі оперативне лікування з видаленням пухлини зазвичай уже неефективне, а медикаментозне дає обмежені результати й подовження життя, навіть із застосуванням сучасної імунотерапії, яка посилює природну здатність імунної системи боротися з раковими клітинами. Частково це пояснюється тим, що злоякісні клітини підшлункової залози зазвичай мають мало мутацій, які би свідчили про їхнє переродження, тож імунні клітини їх погано розпізнають як шкідливих. Але крім цього, пухлини «охороняються» клітинами, що перешкоджають активації захисних імунних Т-клітин у мікросередовищі пухлин. Вчені з Медичного коледжу імені Альберта Айнштайна спробували знайти спосіб обійти це обмеження, і так дійшли висновку, що допомогти можуть бактерії.

При чому тут бактерії до раку підшлункової?

Раніше науковці, зокрема автори нової статті, вже досліджували бактерій як терапевтичних засобів. Вони перевіряли придатність для цього бактерій з роду Listeria. Було показано, що окремі імунні клітини, які пригнічують реакцію на ракові пухлини, притягуються до лістерій і відтак інфікуються ними. А оскільки ці клітини схильні накопичуватися в пухлинах, то, наче троянський кінь воїнів, приносять до пухлин бактерій, які починають інфікувати вже ракові клітини. У здорових тканинах на збудників чекало би швидке знищення захисними силами організму, але в середовищі пухлин, які пригнічують імунні відповіді, бактерії можуть довго виживати й розмножуватися. Тому лістерії здаються привабливим інструментом для доставлення протиракових препаратів у пухлини.

Цього разу випробовували комбінований підхід зі знешкодженими L. monocytogenes. По-перше, лістерій змусили виробляти сильно імуногенний токсин збудника правця. Логіка тут у тому, що більшість людей ще з дитинства вакциновані проти правця, отже організм пам'ятає, як йому протистояти. Тож коли токсичні лістерії потраплять у ракові клітини, останні почнуть виділяти токсин і стануть видимими для імунних клітин, які зможуть їх знищити. У мишей після такої терапії токсин правця виділявся у приблизно 80 відсотків клітин первинних пухлин. По-друге, оскільки у літніх людей, які складають більшість хворих на рак підшлункової залози, імунна система має гіршу пам'ять на збудників, вчені вирішили доповнити лікування протираковим препаратом гемцитабіном.

Описане лікування перевірили на лабораторних мишах, яким ін'єкцією злоякісних клітин спричинили розвиток раку підшлункової залози із метастазами, а за два тижні до цього вакцинували проти правця. Після розвитку видимих пухлин тваринам зробили першу ін'єкцію з лістеріями, що виробляють токсин збудника правця, і продовжували їх введення протягом двох тижнів. Також через три дні після бактеріальної ін'єкції вчені розпочали двотижневий курс гемцитабіну. Контрольні групи мишей отримували сольовий розчин або самостійно гемцитабін чи модифікованих бактерій.

Чого добилися таким лікуванням?

У мишей, що отримали ін'єкцію бактеріями, в пухлинах було більше корисних імунних Т-клітин, ніж у тих, що отримали лише гемцитабін чи тим більше сольовий розчин. Крім того, у цих мишей Т-клітини в пухлинах активно виробляли сполуки перфорин та гранзим В, що вказує на їхню здатність ефективно атакувати ракові клітини. Зі свого боку, лікування гемцитабіном супроводжувалося зменшенням кількості клітин, що пригнічують імунну відповідь, на 80-90 відсотків у крові та на 50 відсотків у пухлинах, у порівнянні з групою сольового розчину. А в тварин, що отримали і лістерій, і гемцитабін, спостерігали суттєве зменшення вироблення речовин, залучених у пригніченні імунної відповіді та більше накопичення бактерій і токсину в пухлинах підшлункової залози. Отже, найкращий ефект спостерігався при поєднанні лікування бактеріями та протираковим препаратом.

В. Виживаність піддослідних мишей із раком підшлункової залози. С. Вага пухлин та кількість метастазів. D. Здатність Т-клітин від різних мишей знищувати ракові клітини із зазначенням ефективності у відсотках на зображенні E. F-G. Вага пухлин та кількість метастазів у мишей з різними режимами лікування. LM-TT - лістерії (LM), що виробляють токсин збудника правця (ТТ); saline - сольовий розчин; GEM - гемцитабін. Benson Chellakkan Selvanesan et al. / Science Translational Medicine, 2022

В. Виживаність піддослідних мишей із раком підшлункової залози. С. Вага пухлин та кількість метастазів. D. Здатність Т-клітин від різних мишей знищувати ракові клітини із зазначенням ефективності у відсотках на зображенні E. F-G. Вага пухлин та кількість метастазів у мишей з різними режимами лікування. LM-TT - лістерії (LM), що виробляють токсин збудника правця (ТТ); saline - сольовий розчин; GEM - гемцитабін. Benson Chellakkan Selvanesan et al. / Science Translational Medicine, 2022

Що стосується безпосередньо лікарського ефекту, то комбінована терапія призвела до майже повного знищення пухлин на ранній стадії розвитку раку. Але на пізній стадії ефект теж був: пухлинне навантаження у мишей зменшилися приблизно на 80 відсотків, тоді як метастази — на 87 відсотків, у порівнянні з групою сольового розчину. Ці тварини також прожили на два місяці довше, що відповідає подовженню тривалості життя на приблизно 40 відсотків, якщо порівнювати з нелікованими мишами.

Тож науковці запропонували цікавий і обнадійливий спосіб лікування агресивних пухлин підшлункової залози, особливо у літніх людей, імунна система яких не дає ефективно використовувати імунотерапію. Але перш ніж буде змога перейти до його використання в клінічній практиці, слід його краще дослідити. Наприклад, досліди вказують, що лістерії краще дістаються пухлин і виживають там, коли їх вводити не внутрішньовенно, а внутрішньоочеревинно, але невідомо, наскільки це безпечно у людей.