دانشمندان بهتازگی به کشفی قابل توجه در حوزه زیستپزشکی دست یافتهاند که میتواند مسیرهای تازهای را در درمان سرطان باز کند. بر اساس نتایج یک پژوهش جدید، قورباغه درختی ژاپنی با نام علمی Hyla japonica میزبان نوعی باکتری در دستگاه گوارش خود است که توانایی چشمگیری در تخریب تومورهای سرطانی دارد. این باکتری که از روده این دوزیست جدا شده، در آزمایشهای انجامشده نشان داده است که میتواند تومورها را از درون فرو بپاشد. اهمیت این کشف زمانی دوچندان میشود که مشخص شده عملکرد این باکتری در برخی شرایط حتی از درمانهای استاندارد و رایج سرطان نیز مؤثرتر است و میتواند زمینهساز رویکردی کاملاً نوین در درمان این بیماری پیچیده باشد.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، مطالعات انجامشده نشان میدهد که این باکتری هنگام تجویز بهصورت داخل وریدی، تواناییهای بسیار قدرتمندی در نابودی تومورها از خود بروز میدهد. پژوهشگران گزارش کردهاند که اثرات تومورکشی این میکروب بهطور معناداری از برخی روشهای درمانی متداول فراتر میرود. همین موضوع باعث شده است که محققان از آن بهعنوان یک گزینه بالقوه برای توسعه نسل جدیدی از درمانهای زیستی سرطان یاد کنند. تمرکز این رویکرد جدید بر استفاده از میکروارگانیسمهای طبیعی است که بهطور انتخابی به بافتهای سرطانی حمله میکنند، بدون آنکه آسیب گستردهای به بافتهای سالم وارد شود؛ مسئلهای که همواره یکی از چالشهای اصلی درمان سرطان بوده است.
به گزارش انای، محققان مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری ژاپن (JAIST) مدتهاست که به میکروبهای روده دوزیستان و خزندگان علاقهمند هستند. یکی از دلایل اصلی این توجه آن است که بروز خودبهخودی تومورها در این گروه از جانوران بسیار نادر است. در موارد محدودی هم که تومور مشاهده شده، معمولاً این پدیده با عوامل بیرونی مانند آلودگیهای محیطی یا شرایط خاص آزمایشگاهی ارتباط داشته است. به بیان دیگر، به نظر میرسد که در این جانوران، عوامل محیطی خارجی نقش اصلی را در شکلگیری سرطان ایفا میکنند و نه سازوکارهای درونی بدن، موضوعی که توجه پژوهشگران را به عوامل محافظتی بالقوه جلب کرده است.
نکته قابل توجه دیگر این است که دوزیستان و خزندگان، در مقایسه با اندازه بدن خود، طول عمر نسبتاً بالایی دارند و در عین حال بهطور طبیعی با سطوح بالایی از استرس سلولی مواجه هستند. برای مثال، فرآیند دگردیسی در دوزیستان یا زندگی در زیستگاههایی مملو از پاتوژنها، شرایطی را ایجاد میکند که معمولاً با افزایش خطر سرطان همراه دانسته میشود. با این حال، این جانوران نهتنها دچار شیوع بالای سرطان نمیشوند، بلکه در بسیاری موارد مقاومت چشمگیری نیز از خود نشان میدهند. این تناقض ظاهری باعث شد پژوهشگران به این فرضیه برسند که شاید عامل این مقاومت، چیزی فراتر از ویژگیهای سلولی خود حیوانات باشد.
بر همین اساس، محققان این احتمال را مطرح کردند که بخشی از محافظت طبیعی این جانوران در برابر سرطان میتواند ناشی از میکروبهای همزیست در بدن آنها باشد. برای بررسی این فرضیه، تیم تحقیقاتی اقدام به جداسازی ۴۵ سویه باکتریایی از سه گونه مختلف کرد: قورباغههای درختی ژاپنی، سمندرهای شکمآتشین ژاپنی با نام علمی Cynops pyrrhogaster و مارمولکهای علفی ژاپنی با نام علمی Takydromus tachydromoides. این سویهها تحت یک فرآیند غربالگری دقیق و فشرده قرار گرفتند تا تواناییهای ضدتوموری آنها ارزیابی شود. در نهایت، فهرست اولیه به ۹ میکروب محدود شد که اثرات قابل توجهی در مهار یا نابودی تومورها نشان داده بودند.
در میان این میکروبها، یک باکتری استخراجشده از قورباغه درختی ژاپنی با نام Ewingella americana قویترین پاسخ ضدتوموری را از خود بروز داد. پژوهشگران اعلام کردند که این باکتری فعالیت سیتوتوکسیک بسیار شدیدی دارد و میتواند بهطور انتخابی سلولهای توموری را هدف قرار دهد؛ ویژگیای که معمولاً در باکتریهای بیهوازی اختیاری دیده میشود. بررسیهای مکانیکی بیشتر نشان داد که این باکتری از یک مکانیسم دوگانه برای مقابله با سرطان استفاده میکند: هم بهصورت مستقیم سلولهای توموری را از بین میبرد و هم سیستم ایمنی میزبان را بهشدت فعال میکند.
طبق توضیحات محققان، فعالسازی سیستم ایمنی توسط این باکتری منجر به افزایش قابل توجه حمله سلولهای ایمنی به تومور میشود. در این فرآیند، سلولهای T، نوتروفیلها و سلولهای B نقش پررنگی ایفا میکنند و حضور آنها در بافت تومور بهطور چشمگیری افزایش مییابد. نتیجه این پاسخ ایمنی تقویتشده، تخریب گسترده سلولهای سرطانی است. پژوهشگران همچنین گزارش کردند که درمان با Ewingella americana در مدلهای توموری مورد مطالعه، بهطور معناداری عملکرد بهتری نسبت به درمانهای استاندارد از جمله آنتیبادی ضد PD-L1 و داروی شیمیدرمانی دوکسوروبیسین داشته است.
در یکی از آزمایشهای کلیدی این پژوهش، محققان یک دوز از باکتری E. americana را بهصورت داخل وریدی به موشهای مبتلا به سرطان روده بزرگ تزریق کردند. نتایج بهدستآمده بسیار چشمگیر بود، بهطوری که تومورها در تمامی حیوانات تحت درمان بهطور کامل از بین رفتند. این پاسخ درمانی نهتنها قوی، بلکه سریع نیز بود. افزون بر این، اثر درمانی به نابودی اولیه تومورها محدود نشد و نشانههایی از محافظت پایدار در برابر بازگشت سرطان نیز مشاهده شد؛ موضوعی که توجه ویژه پژوهشگران را به خود جلب کرد.
بررسیهای بعدی نشان داد که زمانی که همین موشها پس از مدتی دوباره در معرض سلولهای سرطانی قرار گرفتند، هیچکدام از آنها دچار تشکیل تومور جدید نشدند. این یافته نشان میدهد که درمان با این باکتری توانسته است نوعی حافظه ایمنی طولانیمدت در بدن حیوانات ایجاد کند. به بیان دیگر، سیستم ایمنی موشها پس از مواجهه با E. americana آموزش دیده است تا در صورت برخورد مجدد با سلولهای سرطانی، بهسرعت و بهطور مؤثر واکنش نشان دهد. چنین قابلیتی یکی از اهداف کلیدی در توسعه درمانهای نوین سرطان به شمار میرود.
دانشمندان در ادامه تلاش کردند علت موفقیت بالای این باکتری در پاکسازی کامل تومورها را شناسایی کنند. مشخص شد که E. americana از یک مکانیسم دوطرفه بسیار هوشمندانه بهره میبرد. از یک سو، این باکتری تمایل طبیعی به محیطهای کماکسیژن دارد؛ شرایطی که بهطور معمول درون تومورهای جامد وجود دارد. به همین دلیل، باکتری میتواند بهسرعت در بافت تومور تکثیر شود و تنها در عرض ۲۴ ساعت جمعیت خود را تا حدود ۳۰۰۰ برابر افزایش دهد، بدون آنکه به بافتهای سالم اطراف آسیب بزند.
از سوی دیگر، این باکتری با ترشح سموم خاص درون تومور، بهطور مستقیم رشد سلولهای سرطانی را مختل و آنها را نابود میکند. همزمان، حضور باکتری در بافت تومور باعث تحریک یک پاسخ ایمنی طبیعی در بدن میشود. در نتیجه، تومورها بهسرعت مملو از سلولهای ایمنی مختلف، بهویژه نوتروفیلها و سلولهای T و B، میشوند و سطح مولکولهای سیگنالدهنده التهابی نیز افزایش مییابد. اثر ترکیبی این دو مسیر، یعنی حمله مستقیم باکتری و پاسخ ایمنی میزبان، به مرگ گسترده سلولهای توموری منجر میشود.
محققان تأکید میکنند که این مکانیسم بهشدت وابسته به ویژگیهای خاص محیط تومور است. به نظر میرسد که E. americana تقریباً بهطور انحصاری به بافتهای توموری متصل میشود و در سایر بخشهای بدن تجمع نمییابد. پژوهشگران معتقدند که این گزینشپذیری نتیجه ترکیبی از عوامل منحصربهفرد تومورهاست؛ عواملی مانند هیپوکسی، رگهای خونی نشتکننده، متابولیسم دگرگونشده و سرکوب موضعی سیستم ایمنی. این شرایط به باکتری اجازه میدهد دقیقاً در جایی رشد کند که بیشترین اثر تخریبی را علیه سرطان دارد.
از منظر ایمنی، نتایج آزمایشها امیدوارکننده بوده است. بررسیهای گسترده نشان داد که E. americana بهسرعت از جریان خون پاک میشود و معمولاً ظرف ۲۴ ساعت دیگر قابل تشخیص نیست. همچنین، واکنشهای التهابی ایجادشده در پی درمان، کوتاهمدت بوده و حداکثر طی ۷۲ ساعت برطرف میشوند. در طول دو ماه پایش مداوم، موشهای تحت درمان هیچ نشانهای از آسیب اندامی یا سمیت مزمن از خود نشان ندادند. نکته مهم دیگر آن است که این باکتری به آنتیبیوتیکها حساس است و در صورت بروز هرگونه مشکل، امکان مداخله درمانی وجود دارد.
با وجود این نتایج امیدوارکننده، محققان یادآور میشوند که این یافتهها هنوز در مرحله مقدماتی قرار دارند و تمامی آزمایشها تنها روی مدلهای حیوانی انجام شده است. اگرچه تومورهای انسان و موش شباهتهای مولکولی زیادی دارند و بسیاری از ژنها و نشانگرها در آنها مشترک است، اما تفاوتهایی نیز بهویژه در پاسخهای ایمنی ذاتی وجود دارد. با این حال، پژوهشگران این مسیر را یک راهبرد جدید و بسیار امیدوارکننده برای توسعه درمانهای طبیعی مبتنی بر باکتری میدانند. آنها قصد دارند در مراحل بعدی، اثربخشی این روش را در انواع دیگر سرطانها از جمله سرطان پستان، پانکراس و ملانوما بررسی کرده و امکان استفاده از آن را بهعنوان درمان مکمل در کنار ایمنیدرمانی و شیمیدرمانی ارزیابی کنند.