Модифицированные микробы подкармливают противораковые Т-клетки

Кишечная палочка, синтезирующая аминокислоту аргинин, помогают иммунитету бороться со злокачественными опухолями.

Т-лимфоциты должны уничтожать злокачественные клетки, но им это не всегда удаётся. Одна из причин — в опухоли, где должны работать Т-лимфоциты, мало нужных веществ. Как и любому другому, Т-лимфоцитам нужны определённые соединения, без которых они плохо выполняют свои функции. Один из главнейших пунктов в «меню» — аминокислота L-аргинин (буква L означает одну из изомерных форм аминокислоты). L-аргинин помогает Т-клеткам дольше прожить, стимулирует процессы, связанные с иммунной памятью, а также стимулирует их противораковые свойства. Но когда Т-лимфоцит приблизится к опухоли и погрузится в неё, уровень аргинина вокруг него резко упадёт.

При этом до сих пор непонятно, как снабдить Т-клетки нужным L-аргинином. Если давать его в виде таблеток или порошка, то больной должен ежедневно поглощать огромные количества препарата, и не факт, что такие дозы L-аргинина не спровоцируют разные неприятные побочные эффекты. Вводить L-аргинин прямо в опухоль можно лишь тогда, когда она находится не слишком глубоко, и к тому же большая часть аминокислоты довольно быстро просочится из опухоли в другие ткани, и эффект окажется смазанным.

Сотрудники Университета Лугано предлагают оригинальный способ снабжения противораковых Т-клеток L-аргинином. Особенности обмена веществ раковых клеток таковы, что они производят много аммиака (который в растворе существует в виде иона аммония NH₄⁺). Этот аммиак можно на месте превратить в L-аргинин. Его синтез можно поручить модифицированным бактериям кишечной палочки, у которой есть необходимые гены. Но у кишечной палочки есть также ген, который подавляет синтез L-аргинина. Его нужно отключить, а вот ген, который помогает синтезировать L-аргинин, нужно модифицировать так, чтобы он работал как можно активнее и не отключался даже тогда, когда L-аргинина станет очень много.

Но почему, собственно, бактерии? Дело в том, что бактерии любят злокачественные опухоли. Недавно мы писали, что бактерии живут во всех злокачественных опухолях, более того — они вредят опухолям, привлекая к ним внимание иммунной системы. И поскольку бактерии любят скапливаться там, где есть раковые клетки, у исследователей давно возникла мысль, что их можно использовать для борьбы с раком. Бактерии, синтезирующие L-аргинин — один новых экспериментальных способов противораковой терапии.

В статье в Nature говорится, что аргининовые бактерии стимулировали у мышей иммунную атаку на опухоль: в ней становилось больше тех Т-лимфоцитов, которые убивают раковые клетки, и меньше тех Т-лимфоцитов, которые подавляют иммунный ответ (такие клетки тоже нужны, но в опухоли они оказываются некстати). Противораковую активность иммунитета можно подстегнуть с помощью специальной иммунотерапии. В одном из экспериментов исследователи совместили аргининовых бактерий с такой иммунотерапией и эффект оказался сильнее, чем когда бактерий и иммунотерапию использовали по отдельности. Бактерии действовали независимо от того, давали ли бактериальный препарат мышам через рот или же вводили инъекцией прямо в опухоль. Они действовали как у мышей с раком толстого кишечника, так и у мышей с одной из разновидностей меланомы. Каких-то отравлений, связанных с бактериями, у мышей не было, однако животные после бактериотерапии стабильно теряли в весе.

Насколько эффективным и безопасным такой способ лечения рака будет для людей, покажут дальнейшие исследования. Возможно, для клинических целей в таких бактерий стоит встроить какой-нибудь механизм самоуничтожения, чтобы, поработав на благо пациента, они сами тихо сходили со сцены.

По материалам Nature