https://frosthead.com

Πώς το Μικροβιοκτόνο μπορεί να είναι το κλειδί για τις νέες θεραπείες του καρκίνου

Η χημική μηχανική Stephanie Culler ήταν μόλις 13 ετών όταν και οι δύο γιαγιάδες της πέθαναν από καρκίνο μέσα σε έξι μήνες το ένα το άλλο. Αντιμετωπίζοντας τη σκληρή τυχαιότητα της ασθένειας είναι δύσκολη για κάθε νεαρό έφηβο, αλλά ο Culler ήταν ακόμα μπερδεμένος από μια αφίσα της Αμερικανικής Καρκινολογικής Εταιρείας στο ψυγείο των γονιών της.

«Αυτές οι καλές επιλογές τροφίμων μπορεί να σας βοηθήσουν να προστατευθείτε από κάποιους καρκίνους», διαβάστε το κείμενο αφίσας που συνοδεύει 30 όμορφα φωτογραφικά φρούτα και λαχανικά.

Αλλά οι γιαγιάδες του Culler, εκείνοι που είχαν καρκίνο του πνεύμονα και τον άλλο καρκίνο του παχέος εντέρου, έφαγαν ήδη τα περισσότερα από αυτά τα τρόφιμα. Στην πραγματικότητα, η μητέρα της γιαγιά, μετανάστη από το Ιράν, έμεινε στην παραδοσιακή περσική κουζίνα με ψιλοκομμένες σαλάτες, ψητά λαχανικά και ρόδια που θα ανταγωνίζονταν οποιαδήποτε αμερικανική δίαιτα με καθαρή αντιοξειδωτική δόξα. Η διατροφή της περιλάμβανε επίσης τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση, όπως το σπιτικό γιαούρτι και τα λαχανικά τουρσί. Όσο η Culler μπορούσε να πει εκείνη τη στιγμή, οι γιαγιάδες της θα έπρεπε να έχουν πεθάνει.

Η αφίσα στο ψυγείο της οικογένειας Culler και ο σύνδεσμος που πρότεινε ανάμεσα στη δίαιτα και τον καρκίνο θα την οδηγούσε τελικά σε εργαστήριο στο JLABS της Johnson & Johnson όπου ξεκίνησε γενετικά δείγματα κοπράνων. Οι ερευνητές Culler και άλλοι επιστήμονες της ογκολογίας ελπίζουν να απαντήσουν σε μία από τις πιό πιεστικές ερωτήσεις στην τρέχουσα έρευνα για τον καρκίνο: Η ποιότητα και η ποικιλία των βακτηρίων του ανθρώπινου εντέρου καθορίζουν αν οι άνθρωποι θα ανταποκριθούν με επιτυχία στη θεραπεία του καρκίνου;

«Όταν εξετάσαμε τα κόπρανα από ασθενείς με καρκίνο του μαστού και του πνεύμονα, ανακαλύψαμε ότι από το μικροβιοκτόνο λείπουν σημαντικά βακτήρια», λέει ο Culler. Η απουσία ορισμένων μικροβίων εντέρου, κυρίως βακτηρίων Firmicutes, θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί οι ανοσοποιητικοί αναστολείς των σημείων ελέγχου - φάρμακα που εμποδίζουν τις φιλικές προς τον καρκίνο πρωτεΐνες και βοηθούν στη διευκόλυνση της ανταπόκρισης του ανοσοποιητικού συστήματος σε καρκινικά κύτταρα - δεν δρουν σε ορισμένους ασθενείς. "Πιστεύουμε ότι αυτά τα βακτήρια είναι σημαντικά για το ανοσοποιητικό σύστημα να είναι σε θέση να ανταποκριθεί σε αυτά τα φάρμακα", λέει ο Culler.

Μαζί με τον συνάδελφο χημικό μηχανικό Steve Van Dien, ο Culler συνιδρυτούσε την Persephone Biome το καλοκαίρι του 2017 για να μελετήσει τη σχέση μεταξύ των βακτηρίων του εντέρου και του καρκίνου. Ονομάστηκε για την Περσεφόνη, την ελληνική θεά βλάστησης που εμφανίζεται την άνοιξη και κατέρχεται ξανά στον υπόκοσμο μετά τη συγκομιδή, η εταιρεία Culler προχωράει σε κλινικές δοκιμές που θα ελέγξουν συγκεκριμένα μικρόβια του εντέρου για να δουν αν βελτιώνουν τη λειτουργία των αναστολέων σημείων ελέγχου στο στήθος και ασθενείς με καρκίνο μη μικροκυτταρικού καρκίνου. (Ένα δεύτερο προϊόν θα επικεντρωθεί στη θεραπεία κυττάρων CAR-T, η οποία χρησιμοποιεί τα ίδια τα ανοσοκύτταρα των ασθενών που έχουν τροποποιηθεί γενετικά για να θεραπεύσουν τον καρκίνο τους).

"Ο στόχος μας είναι να δημιουργήσουμε θεραπευτικές μεθόδους για τη μετατροπή των μη ανταποκρινόμενων σε ανταποκρινόμενους", λέει ο Culler, αναφερόμενος σε ασθενείς που κάνουν ή δεν ανταποκρίνονται σε αναστολείς σημείων ελέγχου. Η εταιρεία της ελπίζει να σχεδιάσει ένα μείγμα επιλεγμένων βακτηρίων του εντέρου που μπορούν να ληφθούν σε μορφή χαπιού για να θεραπεύσουν τα μικροβιακά των ασθενών, τα οποία μπορεί να υποστούν βλάβη από τα αντιβιοτικά και την κακή διατροφή, όπως συζήτησε πρόσφατα σε μια ομιλία στο TEDx San Diego.

"Ακόμα και οι υγιείς άνθρωποι μπορεί να αγνοούν αυτά τα μικρόβια εντέρου, αλλά οι ασθενείς με καρκίνο και τα άτομα με υποβαθμισμένο ανοσοποιητικό σύστημα είναι πιθανότερο να τους λείπουν", λέει ο Culler. "Θέλουμε να τους δώσουμε πίσω".

Αν και τουλάχιστον το 70% των ανοσολογικών κυττάρων πιστεύεται ότι κατοικούν στο έντερο - που συχνά ονομάζεται «δεύτερος εγκέφαλος» - οι επιστήμονες δεν ενδιαφέρονταν ιδιαίτερα για τον ανθρώπινο μικροβιοκτόνο μέχρι το 2005. Ένα πρωτοποριακό έγγραφο που δημοσιεύθηκε εκείνη την χρονιά υποδεικνύει ότι τα παχύσαρκα ποντίκια είχαν διαφορετικά βακτήρια εντέρου από τα λεπτά ποντίκια. Από τότε, οι ερευνητές έχουν διερευνήσει την ιδέα της εναλλαγής των βακτηρίων του ανθρώπινου γαστρεντερικού και έχουν χρησιμοποιήσει ακόμη μεταμοσχεύσεις κοπράνων μικροβίων (συχνά αποκαλούμενα "χάπια poop", παρόλο που χορηγούνται συνήθως ως υγρό) για να θεραπεύσουν επιτυχώς τους ανθρώπους που πάσχουν από φλεγμονώδη νόσο του εντέρου . (Ωστόσο, έχουν ακόμη αναπτύξει ένα συμπλήρωμα απώλειας βάρους, μεταφέροντας τα βακτήρια των αξιοζήλευτα κομμένων ανθρώπων στα έντερα των λιπαρών μαζών.)

Κατά την τελευταία δεκαετία, υπήρξε μια αναταραχή της έρευνας που διερευνά τον ρόλο του μικροβιακού σε όλα, από την κατάθλιψη έως τον αυτισμό μέχρι τη νόσο του Πάρκινσον. Η μελέτη του μικροβιακού μπορεί να βοηθήσει να προσδιοριστεί ποιοι ασθενείς είναι πιθανό να ανταποκριθούν σε διαφορετικούς πόνο και καρδιακά φάρμακα, σύμφωνα με τον Rob Knight, ιδρυτικό διευθυντή του Κέντρου Μικροβιοτικής Καινοτομίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο. "Είμαστε εξαιρετικά ενδιαφέρονται για την αλληλεπίδραση μεταξύ των τροφίμων, των ναρκωτικών και του μικροβιακού εντέρου", λέει ο Knight, ο οποίος συγχρηματοδότησε επίσης το αμερικανικό πρόγραμμα Gut, μια προσπάθεια επιστήμης πολιτών που συγκέντρωσε δείγματα κοπράνων από περισσότερους από 11.300 συμμετέχοντες σε 42 χώρες.

Ενώ η σύνδεση μεταξύ των βακτηριδίων του εντέρου και της υγείας γίνεται όλο και πιο ξεκάθαρη, οι επιστήμονες έχουν αγωνιστεί να χειριστούν επιτυχώς το μικροβιοκτόνο ως μορφή θεραπείας. «Γνωρίζουμε περισσότερο από ποτέ πως το μικροβιακό σύστημα επηρεάζει τη χρόνια ασθένεια», λέει ο Knight, αλλά αυτό που δεν γνωρίζουμε ακόμα είναι πώς να αλλάξουμε το μικροβιοκτόνο σας σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ». (Οι ερευνητές συμφωνούν, ωστόσο, οι θεοί πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι είναι.)

Πέρυσι, τρία ερευνητικά τεύχη που δημοσιεύθηκαν στην επιστήμη κατέστρεψαν τον τομέα του καρκίνου δείχνοντας ότι είναι πιθανό να χειριστεί το μικροβιοκτόνο για να επηρεάσει τις αντιδράσεις της θεραπείας. Σε μια σειρά πειραμάτων μεταξύ των ειδών "άνθρωπος-συναντά-ποντίκια", μια γαλλική ομάδα μεταμόσχευσε βακτήρια ανθρώπινου εντέρου σε ποντίκια τόσο από ασθενείς με καρκίνο που υποβλήθηκαν σε επιτυχή θεραπεία όσο και από ασθενείς που δεν ανταποκρίθηκαν σε αναστολείς σημείων ελέγχου. Δύο εβδομάδες μετά την εισαγωγή των νέων βακτηριδίων στα έντερα των τρωκτικών, οι ερευνητές εγχύθηκαν καρκινικά κύτταρα και αναστολείς σημείων ελέγχου κάθε τρεις ημέρες για άλλες δύο εβδομάδες. Τα φάρμακα δούλεψαν για τη μείωση των όγκων σε ποντίκια που έλαβαν ανθρώπινα βακτηρίδια από ασθενείς με καρκίνο που υποβλήθηκαν σε επιτυχή θεραπεία, ενώ τα φάρμακα δεν ήταν αποτελεσματικά στα ποντίκια που έλαβαν βακτήρια από ανθρώπους που δεν ανταποκρίθηκαν στη θεραπεία.

Ομάδες από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο και το Πανεπιστήμιο του Τέξας MD Anderson Cancer Center στο Χιούστον έχουν διεξαγάγει παρόμοια πειράματα χρησιμοποιώντας μικροβιακά έντερα από ασθενείς με μεταστατικό μελάνωμα που ανταποκρίθηκαν καλά στους αναστολείς των σημείων ελέγχου. Αυτά τα ποντίκια βελτιώθηκαν επίσης. "Βάλαμε ουσιαστικά ένα μικρό σωληνάριο στον οισοφάγο του ποντικιού και βάζουμε το δείγμα. Ανασυγκρότησε το έντερο του ποντικιού έτσι ώστε τώρα περιείχε μικρόβια από τον ασθενή », λέει ο Deepak Gopalakrishnan, μεταδιδακτορικός ερευνητής και επικεφαλής της μελέτης MD Anderson.

Το επόμενο βήμα είναι κλινικές δοκιμές με ανθρώπους. Η ομάδα του MD Anderson μελετά τη δυνατότητα να δοθεί στους ασθενείς τα ελλείποντα βακτήρια του εντέρου με τη μορφή σπορίων (τα οποία δεν χρειάζεται να καταψυχθούν όπως η περιττωματική ύλη) από δότες με ευνοϊκά μικροβιακά. Ένας άλλος βραχίονας της δοκιμής θα δοκιμάσει χάπια poop από τα βακτηρίδια των επιζώντων καρκίνου του οποίου οι όγκοι εξαφανίστηκαν μετά την λήψη αναστολέων σημείων ελέγχου. Και οι ερευνητές παρακολουθούν επίσης τον τρόπο ζωής των ασθενών, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής και της πρόσληψης ινών, για να συνδέσουν τα σημεία μεταξύ των ποσοστών απόκρισης των ναρκωτικών από τον καρκίνο, της ποικιλίας του εντέρου και της διατροφής.

"Γνωρίζουμε ότι η διατροφή έχει σημασία, αλλά όλοι θέλουν να μάθουν ποια είναι η μυστική σάλτσα για να αλλάξουν το μικροβιοκτόνο ώστε να ανταποκριθούν καλύτερα στην θεραπεία του καρκίνου", λέει η Jennifer Wargo, καθηγητής χειρουργικής και γονιδιωματικής ιατρικής στο Πανεπιστήμιο του Τέξας. επισκόπηση της επιστήμης μικροβίων τον περασμένο μήνα. "Απλά δεν το ξέρουμε ακόμα."

Ούτε και ο Culler, ο οποίος εξακολουθεί να αναρωτιέται γιατί οι γιαγιάδες του δεν ανταποκρίθηκαν στις θεραπείες χημειοθεραπείας που ήταν διαθέσιμες στα μέσα της δεκαετίας του '90. Ωστόσο, ελπίζει ότι τα ίδια εργαλεία γενετικής προσδιορισμού της αλληλουχίας που καθιστούν δυνατή την ανίχνευση των στελεχών βακτηριδίων μας και των βακτηρίων θα αποτελέσουν επίσης έναν τρόπο καλύτερης διάγνωσης των όγκων και επιλογής των κατάλληλων θεραπειών.

Εν τω μεταξύ, ο Culler συμμετέχει σε χορωδία ερευνητών που προσπαθούν να προσελκύσουν το μεγαλύτερο εμπόδιο στην έρευνά τους: έλλειψη δειγμάτων σκαμνιού. Οι επιστήμονες χρειάζονται δωρεές από ασθενείς με καρκίνο, επιζώντες καρκίνου, άτομα με οικογενειακό ιστορικό καρκίνου και όλους τους άλλους. «Είμαι πάντα έκπληκτος γιατί είναι τόσο δύσκολο να πάρει δείγματα», λέει ο Culler. "Οι άνθρωποι πιστεύουν ότι είναι ακαθάριστο και είναι αμηχανία. Αλλά είμαι ευγνώμων για την πολιτισμική αποδοχή των emoji poop για destigmatizing αυτό. "

Ο Culler ξεκίνησε ακόμη και το "Poop for the Cure", ένα ερευνητικό έργο που προσφέρει κάρτες δώρων $ 50 Visa για δείγματα. "Ας ελπίσουμε ότι θα υπάρξει μια μέρα όταν η συλλογή σκαμνιού θα είναι τόσο ρουτίνα όσο και η συλλογή αίματος. Μέχρι τότε, χρειαζόμαστε όλοι να βοηθήσουμε. "

Πώς το Μικροβιοκτόνο μπορεί να είναι το κλειδί για τις νέες θεραπείες του καρκίνου