Бактерии внутри опухоли неожиданно помогли ученым лишить рак его главного источника энергии

Экспериментальный бактериальный пептид не атакует опухоль напрямую — он отключает ее «электростанцию», что в доклинических исследованиях значительно замедлило рост опухоли и усилило эффект лучевой терапии.

Не все бактерии внутри опухоли — враги

Когда говорят о бактериях и раке, чаще вспоминают инфекции, которые повышают риск развития опухолей. Однако в последние годы стало понятно, что внутри многих опухолей существует собственное микробное сообщество — так называемый опухолевый микробиом.

Эти микроорганизмы не просто случайно оказываются внутри тканей. Некоторые из них могут влиять на воспаление, иммунный ответ, обмен веществ и даже на эффективность лечения.

Авторы новой работы решили посмотреть на опухолевые бактерии с неожиданной стороны: не как на проблему, а как на возможный источник новых лекарств.

Ученые искали не бактерию, а полезный белок

Исследователи обнаружили, что некоторые бактерии, найденные в опухолях, содержат белок auracyanin. Он участвует в переносе электронов — процессе, необходимом для получения энергии.

Из этого белка ученые создали короткий пептид из 28 аминокислот, который получил название aurB.

Сам по себе он не является живой бактерией и не способен размножаться. Это лишь небольшой фрагмент белка, созданный для того, чтобы проникать в клетки.

Вот где происходит ключевой момент

Большинство современных противоопухолевых препаратов воздействуют на ДНК, процессы деления клеток или отдельные сигнальные молекулы.

AurB работает иначе.

Он направляется прямо к митохондриям — структурам клетки, которые часто называют ее электростанциями.

Именно митохондрии производят большую часть молекул АТФ — универсального энергетического «топлива», необходимого практически всем клеточным процессам.

Исследование показало, что aurB связывается с одной из субъединиц митохондриальной АТФ-синтазы (ATP5C) — фермента, который отвечает за синтез АТФ. В результате производство энергии резко снижается.

Представьте автомобиль без топлива

Если упростить, большинство противоопухолевых препаратов можно сравнить с попыткой вывести из строя двигатель автомобиля.

AurB действует иначе.

Он практически перекрывает подачу топлива.

Особенно интересно, что исследователи увидели одновременное подавление двух основных путей получения энергии: не только митохондриального дыхания, но и гликолиза — альтернативного способа производства энергии, которым раковые клетки часто пользуются в стрессовых условиях. Именно поэтому клетке становится значительно сложнее компенсировать энергетический дефицит.

Момент осознания: опухоль нельзя «переключить» на запасной источник энергии

Долгое время считалось, что если нарушить работу митохондрий, опухоль просто усилит гликолиз и продолжит расти.

Именно это часто ограничивает эффективность препаратов, воздействующих только на один путь энергетического обмена.

Однако aurB оказался интересен тем, что снижал активность сразу обоих механизмов получения энергии.

Именно это стало одним из наиболее неожиданных результатов исследования.

Почему это особенно важно при раке предстательной железы

Работа была посвящена прежде всего агрессивным формам рака предстательной железы.

Исследователи тестировали пептид на нескольких клеточных линиях, включая опухоли с нарушениями гена p53.

Это важно, потому что мутации p53 встречаются очень часто при различных видах рака и нередко делают опухоли менее чувствительными к терапии.

AurB продолжал работать независимо от статуса p53, что делает такой подход потенциально интересным для лечения опухолей, плохо отвечающих на существующие методы терапии.

Лучевая терапия стала работать значительно эффективнее

Еще один результат оказался особенно интересным.

Когда aurB применяли вместе с лучевой терапией в модели метастатического рака предстательной железы у мышей, эффект оказался значительно сильнее, чем при использовании каждого метода отдельно.

Авторы связывают это с тем, что энергетически истощенные клетки хуже восстанавливают повреждения, вызванные облучением.

Кроме того, исследование показало снижение активности сигнального пути HIF-1 — одного из ключевых механизмов, который помогает опухолям выживать в условиях недостатка кислорода и способствует устойчивости к лучевой терапии.

Что обнаружили в экспериментах на животных

В доклинических моделях исследователи наблюдали несколько эффектов одновременно:

• значительное замедление роста опухолей;
• увеличение числа опухолевых клеток, проходящих апоптоз;
• уменьшение количества активно делящихся клеток;
• снижение числа метастатических очагов в легких;
• более выраженный эффект при сочетании с лучевой терапией.

При этом исследователи не сообщили о заметном снижении массы тела животных или выраженных признаках токсичности в используемых моделях. Однако такие результаты не означают, что препарат уже можно считать безопасным для человека.

Почему до лекарства еще далеко

Несмотря на впечатляющие результаты, важно понимать ограничения исследования.

Работа проводилась на клеточных культурах и лабораторных животных.

Это означает, что пока неизвестно:

• будет ли пептид столь же эффективен у людей;
• окажется ли он безопасным при длительном применении;
• сможет ли организм доставлять его к опухоли в достаточном количестве;
• какие побочные эффекты могут проявиться в клинических исследованиях.

Именно поэтому говорить о новом лечении рака пока преждевременно.

Почему эта работа все равно может оказаться очень важной

Главная ценность исследования заключается не столько в самом пептиде aurB, сколько в новой идее.

Авторы показали, что бактерии, живущие внутри опухолей, могут быть не только частью микробиома, но и источником молекул, способных стать основой будущих лекарств.

Кроме того, работа подтверждает растущий интерес к терапии, направленной не на отдельные мутации, а на фундаментальные процессы жизнедеятельности опухолевых клеток — в данном случае на производство энергии.

Если последующие исследования подтвердят эти результаты, подобные пептиды могут стать дополнением к существующим методам лечения, особенно в сочетании с лучевой терапией.