Некоторые вещества, которые кишечные бактерии образуют при переработке пищи, могут помогать иммунной системе бороться с опухолью. В новом исследовании ученые выявили конкретную бактерию и связанный с ней биологический механизм, замедлявший рост меланомы у мышей. Анализ образцов пациентов также показал, что этот механизм может влиять на эффективность иммунотерапии у людей, однако клиническое значение открытия еще предстоит подтвердить.
Бактерия перерабатывает триптофан в полезные для иммунитета вещества
Исследование провела международная группа с участием специалистов Университета Небраски в Линкольне (University of Nebraska–Lincoln) и Медицинского центра Седарс-Синай (Cedars-Sinai Medical Center). Результаты опубликованы в научном журнале Cell Reports Medicine.
В центре внимания исследователей оказалась кишечная бактерия Bacteroides uniformis. Она входит в состав микробиома — сообщества микроорганизмов, обитающих в кишечнике и участвующих в пищеварении, обмене веществ и работе иммунной системы.
Ученые установили, что Bacteroides uniformis перерабатывает аминокислоту триптофан в индолы. Индолами называют группу биологически активных соединений, которые образуются при расщеплении триптофана некоторыми кишечными бактериями. В опытах на мышах эти вещества усиливали противоопухолевый иммунный ответ и ограничивали рост меланомы.
Метаболиты — небольшие молекулы, возникающие в процессе обмена веществ, — в данном случае действовали как своеобразные посредники между кишечной бактерией и иммунной системой.
Эксперимент подтвердил роль именно индолов
Одним из руководителей работы стала Аманда Рамер-Тейт (Amanda Ramer-Tait), профессор пищевой науки и технологии. Ее группа использовала гнотобиотических мышей — животных, выращенных в стерильных условиях и имеющих строго определенный состав кишечных микроорганизмов.
Такая модель позволила отделить действие конкретной бактерии от влияния остальных представителей микробиома.
Противоопухолевый эффект возникал только тогда, когда в кишечнике мышей присутствовал штамм Bacteroides uniformis, способный превращать триптофан в индолы. Затем исследователи создали генетически измененный вариант бактерии, лишенный этой способности.
После введения измененного штамма защитный эффект исчезал: опухоли росли так же, как у животных, не получавших бактерию, производящую индолы. По мнению авторов, это указывает на причинную роль бактериальной переработки триптофана, а не просто на совпадение между присутствием микроорганизма и замедлением опухолевого роста.
Похожие признаки обнаружили у пациентов
Чтобы проверить возможную применимость результатов к людям, ученые проанализировали образцы пациентов с онкологическими заболеваниями, получавших иммунотерапию.
У пациентов, лучше отвечавших на лечение, исследователи обнаружили повышенное содержание ферментов, участвующих в образовании индолов. Ферменты — это белковые молекулы, ускоряющие химические реакции в организме или бактериальной клетке.
Результат позволяет предположить, что активная переработка триптофана кишечными бактериями может быть связана с более выраженным ответом на иммунотерапию. Однако анализ пациентов пока показывает только связь. Он не доказывает, что именно индолы стали причиной успешного лечения.
Кроме того, в представленном сообщении не указано, можно ли использовать содержание этих ферментов как надежный показатель эффективности терапии. Для этого потребуются отдельные клинические исследования.
Почему пациенты по-разному отвечают на иммунотерапию
Во многих случаях иммунотерапия рака основана на применении ингибиторов иммунных контрольных точек. Эти препараты снимают молекулярные «тормоза» с иммунных клеток и помогают им активнее распознавать и атаковать опухоль.
Однако лечение помогает не всем пациентам. На результат могут влиять особенности опухоли, состояние иммунной системы, сопутствующие заболевания и, вероятно, состав кишечного микробиома.
По словам Аманды Рамер-Тейт (Amanda Ramer-Tait), новое исследование предлагает одно из возможных объяснений таких различий: конкретный микроорганизм и производимые им вещества могут усиливать ответ на иммунотерапию.
Зеэв Ронаи (Ze’ev Ronai), директор Института трансляционных исследований при Медицинском центре Седарс-Синай и профессор хирургии, отметил, что предыдущие работы уже связывали кишечные бактерии с противоопухолевой активностью иммунной системы. Новое исследование позволило перейти от общей связи к конкретному метаболическому продукту, который в будущем можно будет изучать как основу дополнительного лечения.
В исследовании также участвовала Кристин Биде (Kristin Beede), руководитель лаборатории университетской программы по работе с гнотобиотическими мышами.
Возможны ли диета или препараты на основе микробиома
Авторы рассматривают несколько потенциальных направлений дальнейших исследований. Одно из них — изменение состава кишечного микробиома с помощью определенных бактерий. Другое — непосредственное введение полезных бактериальных метаболитов. Также можно изучать питание, обеспечивающее микроорганизмы необходимыми веществами для производства индолов.
Теоретически такие подходы могли бы повысить вероятность ответа на иммунотерапию. Ученые также предполагают, что действие индолов может иметь значение не только при меланоме, поскольку эти соединения участвуют в регуляции иммунных реакций и при других опухолях.
Тем не менее результаты пока не позволяют рекомендовать пациентам специальные диеты, пробиотики или добавки с триптофаном. Основные эксперименты проведены на мышах, а данные пациентов имеют наблюдательный характер. Неизвестно и то, какие дозы индолов могут быть эффективными и безопасными для человека.
Работа продолжает более широкое направление исследований взаимодействия кишечных микроорганизмов и опухолей. Ранее ученые также рассматривали изменение состава микробиома как возможный подход к лечению рака толстой кишки.
Литература
Olea, X. D., et al. Tryptophan degradation by intestinal Bacteroides induces anti-tumor immunity and limits melanoma growth // Cell Reports Medicine. — 2026. — Digital Object Identifier (DOI): 10.1016/j.xcrm.2026.102921.