Специально разработанная жевательная резинка может стать неожиданным новым оружием против вирусов и бактерий, связанных с раком головы и шеи. В лабораторных тестах на образцах от онкологических пациентов исследователи обнаружили, что экстракты из этой резинки снижали уровень вируса папилломы человека (ВПЧ) на целых 93%. Усовершенствованная версия также почти полностью устранила два вредных вида бактерий, не затронув полезные.
Результаты, опубликованные в журнале Scientific Reports, говорят о том, что этот экспериментальный подход в перспективе мог бы помочь предотвращать некоторые инфекции и дополнять существующие методы лечения рака. Исследователи полагают, что технология на основе растений может также стать более доступным вариантом для пациентов.
Исследование возглавил Генри Дан// Henry Daniell из Стоматологической школы Пенсильванского университета. Его команда изучает способы использования специально модифицированных растений для производства белков с потенциальной медицинской пользой.
Почему учёные нацелились на микробы, связанные с раком
Плоскоклеточный рак головы и шеи (HNSCC) — распространённая форма рака, которая развивается в тканях, выстилающих рот и горло. Он начинается в плоских клетках — тонких, плоских клетках, покрывающих многие поверхности в организме. Такие опухоли бывает особенно трудно лечить после распространения, а у пациентов с диагнозом, поставленным на поздних стадиях, прогноз часто неблагоприятный.
По словам Даниэлла, недавно одобренные противораковые препараты в целом не привели к существенному улучшению качества жизни пациентов или их шансов прожить пять лет после постановки диагноза. Это подчёркивает сохраняющуюся потребность в более эффективных методах лечения и новых стратегиях, которые помогли бы предотвращать заболевание или уменьшать осложнения.
Одно из перспективных направлений исследований связано с микроорганизмами, живущими во рту. Хотя многие из них безвредны или даже полезны, некоторые вирусы и бактерии связывают с развитием или прогрессированием рака головы и шеи.
Исследователи сосредоточились на трёх таких микроорганизмах. Первый — ВПЧ, распространённый вирус, который при стойкой инфекции может вызывать некоторые виды рака. Два других — Porphyromonas gingivalis (Pg) и Fusobacterium nucleatum (Fn), виды бактерий, связанные с заболеваниями полости рта и худшими исходами у некоторых онкологических пациентов.
«Рост заболеваемости раком ротоглотки во всём мире связан с ВПЧ-инфекцией, — говорит Даниэлл. — А инфекции Pg и Fn ухудшают выживаемость при нелеченом рецидивирующем или метастатическом раке полости рта, даже после операции и адъювантной, то есть дополнительной, терапии с учётом риска»
Рак ротоглотки поражает среднюю часть горла, включая такие области, как миндалины и корень языка. Метастатический рак — это рак, распространившийся за пределы первоначального очага, а адъювантное лечение — это дополнительная терапия, которую назначают, чтобы повысить эффективность основного лечения.
Жевательная резинка из бобов даёт неожиданные результаты
Новое исследование опирается на более раннюю разработку команды — жевательную резинку из бобов лаблаб (бобовую резинку). Она содержит FRIL — встречающийся в природе белок с противовирусными свойствами.
Чтобы изучить возможную пользу резинки, учёные проверили действие её экстрактов на микробы в образцах из полости рта пациентов с раком головы и шеи.
Результаты оказались впечатляющими. Экстракты бобовой резинки снизили уровень ВПЧ на 93% в образцах слюны и на 80% в образцах, полученных при полоскании рта. Эти данные говорят о том, что белки, доставляемые с помощью жевательной резинки, потенциально могли бы помочь уменьшить присутствие вируса, связанного с некоторыми видами рака головы и шеи.
Затем команда пошла дальше и модифицировала резинку так, чтобы она содержала протегрин — антимикробный пептид. Пептиды — это короткие цепочки аминокислот, из которых строятся белки. Некоторые антимикробные пептиды способны атаковать и уничтожать вредные микроорганизмы, поэтому их считают перспективными кандидатами для новых методов лечения инфекций.
С этим дополнительным ингредиентом, как выяснили исследователи, однократная доза экстракта модифицированной резинки снижала численность двух целевых видов бактерий, Pg и Fn, почти до неопределяемого уровня.
Вредные бактерии почти исчезают, полезные выживают
Одним из самых обнадёживающих результатов стала способность резинки действовать на вредные бактерии, не нарушая работу полезных микроорганизмов, которые естественным образом обитают во рту.
Микробиом полости рта — сообщество бактерий и других микроскопических организмов, живущих во рту, — играет важную роль в поддержании здоровья ротовой полости. Многие из этих микробов мирно сосуществуют с организмом и помогают поддерживать сбалансированную среду.
Некоторые методы лечения рака могут нарушать этот баланс. Например, лучевая терапия способна уменьшать численность полезных бактерий во рту и одновременно стимулировать рост потенциально вредных дрожжевых грибков, в том числе Candida albicans.
В отличие от этого, экспериментальный экстракт резинки резко снижал численность целевых бактерий, не влияя на популяции полезных бактерий, которые изучали исследователи. Такая избирательность может быть особенно ценной для пациентов, у которых состояние полости рта уже пострадало из-за рака или его лечения.
Важно, что эти результаты получены в лабораторных тестах на образцах пациентов, а не в клинических испытаниях, где люди жевали бы резинку. Потребуются дополнительные исследования, чтобы определить, проявятся ли такие же эффекты в ротовой полости человека и может ли снижение численности этих микробов заметно улучшить исходы лечения рака.
Станет ли жевательная резинка частью профилактики и лечения рака?
Исследователи считают, что полученные результаты оправдывают переход к клиническим испытаниям на людях, тем более что рак головы и шеи остаётся серьёзной глобальной проблемой здравоохранения.
«Рак губы и полости рта в 2022 году занимал седьмое место среди видов рака по заболеваемости и смертности в мире среди подростков, молодых и людей среднего возраста, — говорит Даниэлл. — Наши результаты подтверждают целесообразность перехода к клиническим испытаниям этих методов — в качестве дополнения к существующему лечению или как профилактики для предотвращения инфекции и её передачи»
Профилактика — это меры, принимаемые для предупреждения болезни или инфекции до их возникновения. В данном случае исследователи представляют будущее, в котором специально разработанная жевательная резинка могла бы помогать ограничивать контакт с вредными микробами или снижать их уровень у людей, уже получающих лечение от рака.
Такой подход мог бы стать относительно простым и потенциально недорогим способом доставки защитных белков непосредственно в полость рта, где находятся целевые микроорганизмы.
Пока эта технология остаётся экспериментальной, и данных о том, что жевательная резинка предотвращает или лечит рак у людей, пока нет. Тем не менее способность существенно снижать уровень ВПЧ и почти полностью устранять два вида бактерий, связанных с раком, в лабораторных тестах — многообещающая отправная точка для дальнейших исследований.
Если будущие клинические испытания подтвердят её безопасность и эффективность, привычный повседневный продукт мог бы неожиданно пополнить медицинский арсенал в борьбе с опасными инфекциями и раком полости рта.
Генри Даниэлл — профессор имени У. Д. Миллера на кафедре фундаментальных и трансляционных наук Стоматологической школы Пенсильванского университета.
Среди других авторов — Гитанджали Вакаде, Рахул Сингх и Смрути Наир из Стоматологической школы Пенсильванского университета; Андрес М. Бур и Суфи М. Томас из Медицинского центра Канзасского университета; Эри С. Шривацан и Мариллен Б. Ванг из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; а также Сароджк К. Басак из Медицинской системы Большого Лос-Анджелеса Управления по делам ветеранов.
Работа поддержана грантом NIH (5-R01-HL 107904-13, выданным Генри Даниэллу), грантом Академического сената Медицинской школы Дэвида Геффена при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (программа Surgical Education Research) и грантом поддержки онкологического центра Национального института рака (P30 CA168524).