Nová studie publikovaná v časopise Gut Microbes přináší zajímavé poznatky o potenciálním využití bakterií z obojživelníků a plazů v boji proti rakovině tlustého střeva u lidí. Vědci z Japonského institutu pro vědu a technologii (JAIST) zkoumali kmeny bakterií odebrané z žab a ještěrek, aby zjistili, zda některé z nich dokáží potlačit růst nádorů.
Výzkumný tým analyzoval bakterie ze tří druhů: japonské stromové žáby (Dryophytes japonicus), japonského mloka (Cynops pyrrhogaster) a japonské ještěrky (Takydromus tachydromoides). Z celkového počtu devíti vybraných kmenů bylo deset z nich podrobeno dalšímu hodnocení na modelu rakoviny tlustého střeva u myší. Myším byly sice vpraveny lidské buňky rakoviny tlustého střeva, které po určité době vyrostly do velikosti 200 mm3, ale poté jim byla aplikována jednorázová nitrožilní injekce bakteriální suspenze. Následně byl po dobu 40 dnů monitorován růst nádorů.
Jeden z testovaných kmenů nevykazoval žádnou protinádorovou aktivitu, což výzkumníci považují za důležitý výsledek, neboť ukazuje, že ne všechny střevní bakterie mají přirozené protirakovinné vlastnosti. Ostatní testované kmeny alespoň zpomalily progresi nádoru a zlepšily přežití.
Z celkového počtu však jeden kmen výrazně vynikl. Jedná se o bakterii Ewingella americana, pocházející ze střev japonské stromové žáby. V tomto případě studie zaznamenala mimořádně přesvědčivé výsledky: Ewingella americana vedla k rychlému a úplnému odstranění nádorů u všech testovaných myší. Celá skupina těchto myší přežila do konce sledovacího období, zatímco kontrolní skupina, která nedostala žádnou léčbu, uhynula před 30. dnem. Po opakovaném podání nádoru kontrolní skupině se u myší nevytvořily žádné nádory, což naznačuje dlouhodobou imunitu proti rakovině.
Účinnost Ewingella americana byla porovnána s dvěma zavedenými protirakovinnými léčbami: blokádou kontrolních bodů PD-1L a chemoterapií doxorubicinem. Přestože oba tyto přístupy prokázaly určitou účinnost, ani jeden z nich se nepřiblížil výsledkům dosaženým s Ewingella americana.
Léčba byla dobře tolerována a bezpečná. Podrobné rozbory krevních a biochemických parametrů neodhalily žádné významné rozdíly mezi myšmi léčenými Ewingella americana a kontrolní skupinou. Histologické vyšetření nepotvrdilo žádnou zjistitelnou toxicitu orgánů ani strukturální poškození. Po aplikaci se bakterie Ewingella americana usídlila v nádoru, rychle jej zničila a následně byla imunitním systémem odstraněna, aniž by zanechala stopy, s výjimkou prodloužené imunity. Navíc je známo, že Ewingella americana dobře reaguje na antibiotika, což by případnou přetrvávající infekci usnadnilo.
Autoři studie se dále zaměřili na možné mechanismy účinku. Zjistili, že dvě další bakterie sice dosáhly počáteční regrese nádoru, ale poté došlo k jeho opětovnému růstu. Tyto bakterie, stejně jako Ewingella americana, jsou fakultativně anaerobní, což znamená, že se mohou množit jak v prostředí s kyslíkem, tak v prostředí s jeho nedostatkem. Vědci poukazují na to, že tato vlastnost je v souladu s principy bakteriální léčby rakoviny, neboť anaerobní bakterie se mohou selektivně hromadit a usídlit v solidních nádorech díky charakteristickému hypoxickému a imunosupresivnímu mikromilieu nádoru.
Při práci s in vitro modelem nádoru tým zjistil, že Ewingella americana přímo zabíjela shluky rakovinných buněk (nádorové sféroidy) vylučováním cytolysinů, což jsou toxiny tvořící póry v buněčných membránách. V in vivo prostředí však bakterie také přilákala B-buňky, T-buňky a neutrofily. Tato masivní mobilizace imunitních buněk a doprovodné zvýšení zánětlivých signálů, včetně interferonu-gama (IFN-γ) a faktoru nádorové nekrózy-alfa (TNF-α), pravděpodobně významně přispěly k účinnosti léčby. Vědci potvrdili destrukci nádorů pomocí technik pro detekci buněčné smrti prostřednictvím apoptózy.
Mechanistické studie ukázaly, že Ewingella americana využívá kombinovaný přístup k eliminaci nádorů, který zahrnuje přímou cytotoxicitu vyvolanou bakteriemi a silnou aktivaci imunitních odpovědí hostitele. Bakterie efektivně proniká do nádorů a množí se v nich, kde působí přímé cytotoxické účinky a současně aktivuje imunitní buňky, zejména T-buňky, B-buňky a neutrofily, k účinné eliminaci rakovinných buněk prostřednictvím doplňujících se mechanismů.
Studie však měla svá omezení. Například model rakoviny tlustého střeva byl subkutánní, nikoliv gastrointestinální. Autoři nicméně poukazují na to, že takový model může být relevantní pro metastatické rakoviny, které jsou nejvíce smrtelné. Ještě bude třeba prozkoumat, zda je Ewingella americana účinná proti jiným typům rakoviny a jak si povede v kombinaci s jinými bakteriemi či léčbami.
Literatura:
[1] Iwata, S., Yamasita, N., Asukabe, K., Sakari, M., & Miyako, E. (2025). Discovery and characterization of antitumor gut microbiota from amphibians and reptiles: Ewingella americana as a novel therapeutic agent with dual cytotoxic and immunomodulatory properties. Gut Microbes, 17(1).
[2] Hou, K., Wu, Z.-X., Chen, X.-Y., et al. (2022). Microbiota in health and diseases. Signal Transduction and Targeted Therapy, 7, Article 135
[3] Dutta, D., & Lim, S. H. (2020). Bidirectional interaction between intestinal microbiome and cancer: opportunities for therapeutic interventions. Biomarker Research, 8(1), 31.