Бактерии, питающиеся слизью, могут вызывать лихорадку после лечения рака

Распространение слизеразрушителей в кишечнике мышей — возможно, из-за плохого питания — истончает слизистый слой толстой кишки и может ослабить защиту от микробов, заражающих кровь.

Бактерии, питающиеся слизью, могут вызывать лихорадку после лечения рака

Распространение слизеразрушителей в кишечнике мышей — возможно, из-за плохого питания — истончает слизистый слой толстой кишки и может ослабить защиту от микробов, заражающих кровь.

Потеря нейтрофилов может привести к лихорадке у онкологических больных, получавших лучевую или химиотерапию.

ООдним из наиболее распространенных последствий цитотоксического лечения рака, такого как химиотерапия и облучение, является потеря типа лейкоцитов, называемых нейтрофилами, — явление, известное как нейтропения. В некоторых тяжелых случаях нейтропении у пациентов развивается лихорадка. Исследование, опубликованное 16 ноября в журнале Science Translational Medicine , связывает эту лихорадку с разлагающими слизь бактериями в кишечнике, в частности с комменсальной Akkermansia muciniphila . Авторы исследования показывают, что эти микробы истончают слой слизи у мышей, потенциально подвергая хозяев дальнейшим бактериальным инфекциям — открытие, которое намекает на возможные способы предотвращения лихорадки, связанной с лечением, у людей.

См. « Кишечные грибы препятствуют лучевой терапии у мышей с раком » .

Предыдущая работа намекнула, что инфекции, возникающие в кишечнике, могут быть основным источником бактериальных инфекций в кровотоке, и ученые наблюдали связь между изменениями микробиоты кишечника и нейтропенической лихорадкой. Чтобы углубиться в эту связь, команда под руководством ученых из Онкологического центра имени доктора медицины Андерсона Техасского университета проанализировала образцы кала 119 пациентов, перенесших трансплантацию стволовых клеток — процедуру, которой предшествуют лучевая и химиотерапия. Они обнаружили, что многие из тех, у кого развилась лихорадка в первые дни нейтропении, имели повышенное относительное содержание A. muciniphila и Bacteroides .родов в их микробиомах кишечника, оба из которых, как известно, разлагают муцин, ключевой компонент слизистого слоя.

участок толстой слизистой оболочки, окрашенный в фиолетовый цвет.

Схема гистологического слоя слизистой оболочки толстой кишки

ДЖЕННИФЕР КАРМУЧ И САИРА АХМЕД

Затем команда определила, изменяет ли лучевая терапия или химиотерапия состав микробиома мышей. Зная, что потеря аппетита, как правило, следует за лечением рака, команда решила начать третью экспериментальную группу исследования, когда они обнаружили, что группа мышей, получавших лучевую терапию, начала есть меньше пищи. В этой третьей группе они исследовали микробиомы здоровых мышей, которые не подвергались никакому цитотоксическому лечению рака, но находились на диете с ограничением калорий. Сходная картина проявилась во всех трех экспериментальных группах: уровни Akkermansia и, в меньшей степени, Bacteroides .были увеличены через шесть дней после облучения или химиотерапии или после одной недели ограничительной диеты по сравнению с контрольными мышами. Эти изменения состава микробиома сопровождались значительно более тонким слоем слизи в толстой кишке, выявленным при гистологическом анализе.

Слой слизи работает как кишечный барьер, и, если он истончается, бактериям легче проникнуть в кровоток и вызвать инфекцию, объясняет соавтор исследования и исследователь доктора медицины Андерсона Дженнифер Кармуч . Вероятно, поэтому у некоторых пациентов развивается лихорадка, предполагает команда.

Karmouch и его коллеги были особенно заинтересованы в том, чтобы выяснить, могут ли они предотвратить увеличение количества Akkermansia и блокировать последующее истончение слоя слизистой оболочки толстой кишки. Для этого они дали мышам одну из двух процедур. Некоторые получали антибиотик азитромицин, который нацелен на Akkermansia , в то время как другим давали пропионат, метаболит, который, как обнаружила команда, был снижен в просвете толстой кишки мышей с ограничением калорий. Кроме того, в эксперименте in vitro команда обнаружила, что пропионат не дает Akkermansia потреблять муцин.

Оба метода лечения помогли сохранить слой слизи в толстой кишке облученных мышей. Хотя FDA в настоящее время не рекомендует давать азитромицин больным раком , пропионат может дать некоторую надежду, говорит Кармуч. Потенциальное клиническое использование метаболита в настоящее время ограничено из-за плохой всасываемости, поэтому Кармуш говорит, что она и ее коллеги в настоящее время пытаются разработать способы «направить его более непосредственно в толстую кишку».

Несмотря на повышенное относительное содержание Akkermansia в микробиоме кишечника более чем у половины пациентов, у которых развилась нейтропеническая лихорадка, исследование показывает, что уровни Akkermansia сами по себе не могут предсказать, разовьется ли у пациента с нейтропенией лихорадка, поскольку у некоторых онкологических больных с лихорадкой она была низкой. Akkermansia считается, и у некоторых без лихорадки был высокий уровень бактерий. Возможно, что влияние этих бактерий на разжижение слизи «может зависеть от штамма», говорит Кармуч, то есть между штаммами A. muciniphila могут быть функциональные различия .

Но могут быть и другие объяснения. Ами Бхатт , ученый-микробиом из Стэнфордского университета, говорит, что исследование показывает «очень интересную связь», но оно не демонстрирует, «что Akkermansia необходима или достаточна для» разжижения слизи, и могут быть другие факторы, разрушающие муцин. «организмы, которые могут заполнить эту нишу». Бхатт не участвовал в этом исследовании, но ранее сотрудничал с одним из соавторов и входит в научный консультативный совет Cantata Bio, стартапа, связанного с инфекционными заболеваниями.

Тем не менее, добавляет Бхатт, подобные исследования добавляют доказательства того, как микробиом кишечника может влиять на «вероятность попадания потенциальных патобионтов в кровоток и вызывать инфекции».