Лабораторное исследование выявило взаимосвязь между пищевыми волокнами и микробиомом кишечника, которая может быть полезна в борьбе с раком.
Согласно исследованиям на мышах, диета с высоким содержанием клетчатки может способствовать поддержанию функции иммунных клеток, которые выявляют и уничтожают раковые клетки. (Изображение предоставлено: CHRISTOPH BURGSTEDT/SCIENCE PHOTO LIBRARY через Getty Images)
Исследование на мышах показало, что микробы в кишечнике могут помогать иммунной системе бороться с раком, а диета, богатая клетчаткой, может стать ключом к раскрытию этого потенциала.
Иммунная система играет ключевую роль в борьбе организма с раком. На передовой этой борьбы находятся CD8+ Т-клетки-киллеры — тип иммунных клеток, которые окружают опухоли, а затем уничтожают раковые клетки. Но после каждой последующей битвы эти клетки истощаются и уже не так эффективно находят опухоли. Поэтому методы лечения, которые придают клеткам достаточно сил, чтобы они могли завершить свою работу, пользуются большим спросом.
В исследовании, опубликованном 11 ноября в журнале Immunity, учёные сообщают, что простые изменения в рационе могут помочь восстановить эти ключевые иммунные клетки, воздействуя на микробиом кишечника — совокупность видов микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте.
Команда под руководством доктора Сэмми Бедуи, иммунолога из Мельбурнского университета в Австралии, вообще не собиралась изучать рак. Вместо этого их проект начался почти десять лет назад с «исследований вслепую», без конкретной цели, как он рассказал Live Science.
Команда исследователей изучала, как CD8+ Т-клетки защищают организм. В некоторых экспериментах участвовали мыши, у которых был генетически модифицированный микробиом кишечника. Команда заметила, что Т-клетки, пересаженные этим грызунам, начинали погибать через пару недель. Они начали искать фактор, выделяемый микробиомом, который мог бы способствовать жизнедеятельности Т-клеток.
В статье 2019 года они обнаружили этот фактор. Когда в кишечник попадает много пищевых волокон, бактерии в толстой кишке начинают их ферментировать. В результате этого процесса выделяются различные химические вещества, в том числе короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК). Бедуи вместе с соавтором исследования и старшим научным сотрудником Аннабель Бачем показали, что одна из КЦЖК — бутират — восстанавливает уставшие Т-клетки.
«Они очень похожи на те клетки, которые мы хотели бы использовать при иммунотерапии пациентов или мышей», — сказал Бедуи.
Первоначально продемонстрировав этот эффект на здоровых мышах без микробиоты, исследователи развили эту идею в своем новом исследовании. Они проверили, может ли бутират усиливать Т-клетки у мышей с раком кожи меланомой. Они посадили половину этих мышей на диету с высоким содержанием клетчатки, что, в свою очередь, увеличило выработку SCFA их кишечными микробами. Мыши оставались без опухолей дольше, чем мыши, которых кормили диетой с низким содержанием клетчатки, и в целом у них были меньшие опухоли; короче говоря, в группе с высоким содержанием клетчатки прогрессирование рака было более медленным.
В ходе другого эксперимента команда учёных вывела мышей, у которых отсутствовали Т-клетки, и подвергла их тому же протоколу. У этих мышей диета с высоким содержанием клетчатки не привела к улучшению состояния при раке, что позволяет предположить, что именно специфическое воздействие клетчатки на Т-клетки замедляет прогрессирование заболевания.
Команда исследователей изучила, как короткоцепочечные жирные кислоты могут влиять на Т-клетки мышей. У мышей, которых кормили пищей с высоким содержанием пищевых волокон, было обнаружено больше Т-клеток, специализирующихся на борьбе с меланомой. В частности, эти клетки были обнаружены в лимфатических узлах, дренирующих опухоль, — в местах, где Т-клетки накапливаются перед тем, как атаковать опухоль.
Важно отметить, что эти клетки содержат белок, который указывает на их способность бороться с раком. «Они могут оставаться в организме очень долго, — говорит Бачем об этих клетках. — У них есть потенциал для активации и последующего дифференцирования в различные субпопуляции».
По словам Бедуи, выводы команды отличались от результатов предыдущих исследований тем, что в них не рассматривалась медицинская ценность конкретных видов бактерий. Ни один из проанализированных командой видов бактерий не оказал существенного влияния; это была коллективная работа.
«Дело не столько в том, какие бактерии там присутствуют, сколько в том, что они делают», — сказал Бедуи.
Эти результаты открывают широкие возможности для будущих исследований. Бедуи и Бачем теперь будут изучать в ходе клинических исследований, может ли дополнительное потребление пищевых волокон помочь пациентам с меланомой и может ли бутират вернуть активность другим Т-клеткам.