В сочетании с ингибиторами иммунных контрольных точек хлеб, покрытый аттенуированными бактериями Listeria, стимулировал иммунный ответ кишечника и подавлял рост опухолей толстой кишки у мышей.
Иммунотерапия значительно улучшила результаты лечения пациентов с онкологическими заболеваниями, однако некоторые группы пациентов, в частности значительная часть больных колоректальным раком, плохо реагируют на эти методы лечения. Тем не менее, потенциальный способ повысить эффективность этих методов лежит в неожиданном источнике: пищевом патогене Listeria monocytogenes. В новом исследовании на мышах ученые обнаружили, что прием аттенуированной L. monocytogenes в качестве пероральной вакцины против рака вызывал цитотоксический Т-клеточный ответ в кишечнике и временно останавливал рост опухолей толстой кишки. Совместное введение ингибиторов иммунных контрольных точек поддерживало этот эффект, что указывает на потенциальный новый путь использования иммунной системы для борьбы с этими смертельно опасными видами рака.
Ранее вакцины на основе L. monocytogenes вводились внутривенно, чтобы помочь им обойти естественные защитные механизмы организма, но этот путь в редких случаях может привести к сепсису, поскольку бактерии попадают непосредственно в кровоток. С другой стороны, пероральный путь введения вакцины впечатлил Лоуренса Вуда, иммунолога из Техасского технологического университета, который не участвовал в исследовании и ранее разработал внутривенную вакцину на основе L. monocytogenes. «Естественный путь заражения Listeria — через пищу, поэтому имеет смысл использовать этот аспект», — говорит Вуд. «Я считаю многообещающим то, что работа идет в этом направлении. Это безопаснее, чем то, что в настоящее время используется в клинических испытаниях с листериями».
Исследователи разрабатывают противораковые вакцины с использованием L. monocytogenes, поскольку эти бактерии содержат белок интерналин А, который связывается с человеческим E-кадхерином — белком, экспрессия которого часто повышена в опухолях. Это позволяет L. monocytogenes проникать в раковые клетки, а присутствие бактерий привлекает иммунные клетки к опухолям, которые ранее были слабоиммуногенными. Чтобы протестировать вакцину на основе L. monocytogenes на мышах, исследователи сначала мутировали ее, чтобы она могла взаимодействовать с белком E-кадхерина мыши. Затем они инокулировали кусок хлеба неаттенуированными бактериями и кормили им мышей. Для сравнения исследователи также вводили L. monocytogenes животным внутривенно.
Пероральное введение L. monocytogenes привело к тому, что Т-клетки значительно чаще, чем при внутривенном введении бактерий, заселяли слизистую оболочку кишечника. Резидентность является важной характеристикой, обеспечивающей быстрый иммунный ответ в органе. Популяция резидентных Т-клеток оставалась высокой в течение трех месяцев после инфицирования, что свидетельствует о том, что перорально введенные L. monocytogenes действительно могут вызывать мощный иммунный ответ.
Чтобы сделать вакцину безопасной, команда удалила гены, связанные с патогенностью L. monocytogenes. Количество аттенуированных бактерий в кишечнике мышей было сопоставимо с количеством их неаттенуированных аналогов. Однако аттенуированные L. monocytogenes практически не обнаруживались в других органах, таких как селезенка и печень, что свидетельствовало о локализации бактерий в пределах целевого органа, что предполагало более низкий риск развития сепсиса. Как и их неаттенуированные аналоги, аттенуированные L. monocytogenes также вызывали резидентность Т-клеток в слизистой оболочке кишечника. В целом эти результаты свидетельствуют о безопасности вакцины с аттенуированными бактериями у мышей.
Далее исследователи оценили влияние пероральной вакцины на рак. Через 10 дней после иммунизации аттенуированными L. monocytogenes ученые имплантировали клеточную линию рака толстой кишки мыши в слизистую оболочку толстой кишки. Опухоли почти у всех вакцинированных мышей уменьшились в течение недели после иммунизации. Это контрастировало с контрольной группой, у которой опухоли значительно выросли за этот период.
Исследователи также проверили терапевтический потенциал вакцины. Для этого они иммунизировали животных за неделю до пересадки опухолевых органоидов в их толстую кишку. Аналогично, этот подход значительно затормозил рост опухоли по сравнению с контрольными группами, но подавление не было длительным и практически не улучшило выживаемость. Исследователи выдвинули гипотезу, что активированные Т-клетки могли активировать иммунные контрольные точки, что, в свою очередь, ослабило иммунный ответ. Поэтому, начиная с пятого дня после иммунизации, исследователи также обрабатывали мышей ингибиторами иммунных контрольных точек через день в течение двух недель. По сравнению с лечением только вакциной или только ингибиторами, комбинированная терапия значительно подавляла рост опухолей у мышей в течение почти 40 дней.
Вуд задался вопросом, не обеспечивает ли хлеб, который ели мыши, защиту L. monocytogenes, позволяя ей выжить при прохождении через пищеварительный тракт. Он не посчитал хорошей идеей предлагать людям употреблять в пищу зараженные листерией продукты, даже если бактерии были аттенуированы. По его мнению, подход, использованный исследователями, «не кажется легко применимым на практике». Вуд добавил: «Я бы не давал это в хлебе, потому что тогда вы имеете L. monocytogenes также в полости рта» — имея в виду более традиционные пероральные формы, такие как капсулы.
Но Бейяз и его коллеги настроены оптимистично. Они надеются, что их работа может заложить основу для будущих клинических испытаний. «[Это исследование] — хорошее доказательство принципа, демонстрирующее, как можно использовать вакцину на основе Listeria для борьбы с неизлечимой формой рака толстой кишки в сочетании с иммунотерапией», — сказал Бейяз. «Именно это меня действительно вдохновляет».
