Keemiainsener Stephanie Culler oli kõigest 13-aastane, kui mõlemad tema vanaemad surid teineteisest kuue kuu jooksul vähki. Haiguse julma juhuslikkusega silmitsi seismine on iga noore teismelise jaoks raske, kuid Cullerit segas veelgi Ameerika vanemate seltsi plakat oma vanemate külmkapil.
“Need head toiduvalikud võivad aidata teid kaitsta teatud vähivormide eest, ” lugege 30 kaunilt pildistatud puu- ja köögiviljaga kaasas olevat plakati teksti.
Kuid Culleri vanaemad, kellel oli kopsuvähk ja teisel jämesoolevähk, sõid juba enamikku neist toitudest. Tegelikult oli tema emapoolne vanaema, Iraanist pärit immigrant, kinni hakanud salatite, grillitud köögiviljade ja granaatõunade traditsioonilisest Pärsia köögist, mis konkureeriks iga ameeriklase dieediga antioksüdantide hiilguses. Tema dieedis olid ka soolestikusõbralikud kääritatud toidud, näiteks omatehtud jogurt ja marineeritud köögiviljad. Niipalju kui Culler omal ajal oskas öelda, oleks tema vanaemad pidanud säästma.
Culleri perekonna külmkapis asuv plakat ning seos dieedi ja vähi vahel viiks ta lõpuks Johnsoni ja Johnsoni asutamise osakonna JLABS-i laborisse, kus ta geneetiliselt fekaalseid proove järjestas. Kuller ja teised onkoloogia uurijad loodavad vastata praeguse vähiuuringu ühele pakilisemale küsimusele: kas inimese soolestiku bakterite kvaliteet ja mitmekesisus määravad selle, kas inimesed reageerivad vähiravile edukalt?
"Kui vaatasime rinna- ja kopsuvähiga patsientide väljaheiteid, avastasime, et olulised bakterid puudusid mikrobiomist, " räägib Culler. Teatud soolestiku mikroobide, enamasti Firmicutes'i bakterite, puudumine võib seletada, miks immuunsuse kontrollpunkti inhibiitorid - ravimid, mis blokeerivad vähisõbralikke valke ja aitavad hõlbustada immuunsüsteemi reageerimist vähirakkudele - mõnedel patsientidel ei tööta. "Me usume, et need bakterid on immuunsussüsteemi jaoks olulised, et nad suudaksid neile ravimitele reageerida, " ütleb Culler.
Koos teise keemiainseneri Steve Van Dieniga asutas Culler 2017. aasta suvel Persephone Biome'i, et uurida soolebakterite ja vähi suhet. Kevadel ilmunud ja pärast koristusaega põlvest põlve kreeka taimestiku jumalanna Persephone nime kandnud Culleri ettevõte valmistub kliinilisteks uuringuteks, mille käigus testitakse konkreetseid soolestiku mikroobe, et näha, kas need parandavad kontrollpunkti inhibiitorite funktsiooni rinna- ja mitteväikerakk-kopsuvähiga patsiendid. (Teine toode keskendub CAR-T-rakkude ravile, milles kasutatakse patsientide enda immuunrakke, mis on geneetiliselt loodud nende vähi raviks.)
"Meie eesmärk on luua ravimeid, mis muudaksid ravile mitte reageerinud reageerijateks, " ütleb Culler, viidates patsientidele, kes reageerivad kontrollpunkti inhibiitoritele või ei reageeri neile. Tema ettevõte loodab välja töötada valitud sooltebakterite segu, mida saab võtta pillide kujul, et ravida patsientide mikrobiome, mida võivad kahjustada antibiootikumid ja kehv toitumine, nagu ta rääkis hiljuti TEDx San Diegos peetud vestluses.
"Isegi tervetel inimestel võivad need soolestiku mikroobid puudu olla, kuid vähihaigetel ja kahjustatud immuunsussüsteemiga inimestel puuduvad need tõenäolisemalt, " ütleb Culler. "Me tahame neile tagasi anda."
Ehkki arvatakse, et vähemalt 70 protsenti immuunrakkudest asub soolestikus - mida sageli nimetatakse teiseks ajuks -, ei hakanud teadlased inimese mikrobiomi vastu 2005. aastal eriti huvi tundma. Sel aastal avaldatud murrangulises artiklis soovitati, et rasvunud hiirtel oli erinev soolebakterid kui õhukesed hiired. Pärast seda on teadlased uurinud inimeste soolebakterite vahetamise ideed ja isegi põletikulise soolehaiguse all kannatavate inimeste edukaks raviks kasutanud fekaalseid mikrobiota siirdeid (mida sageli nimetatakse ka pillide pillideks, ehkki neid manustatakse tavaliselt vedelikuna). . (Kuid nad pole veel välja töötanud kaalulanguse toidulisandit, kandes inimeste kadestusväärselt trimmivad bakterid rasvamasside sisemusse.)
Viimase kümnendi jooksul on tehtud uurimistööd, kus on uuritud mikrobiomi rolli kõiges alates depressioonist kuni autismini kuni Parkinsoni tõveni. Mikrobiomi uurimine võib aidata kindlaks teha, millised patsiendid reageerivad tõenäoliselt erinevatele valu- ja südameravimitele, ütles California San Diego ülikooli mikrobiomi innovatsioonikeskuse asutajadirektor Rob Knight. "Oleme äärmiselt huvitatud toidu, ravimite ja soolestiku mikrobiomi vastastikmõjust, " ütleb Knight, kes on samuti asutanud Ameerika soolestiku projekti - kodaniku teaduse ettevõtmist, mis on kogunud fekaaliproove enam kui 11 300 osalejalt 42 riigist.
Kuigi soolebakterite ja tervise vaheline seos muutub selgemaks, on teadlased püüdnud mikroobioomi kui ravivormi edukalt manipuleerida. "Me teame rohkem kui kunagi varem seda, kuidas mikrobiome mõjutab kroonilist haigust, " ütleb Knight, "aga mida me veel ei tea, on see, kuidas muuta teie mikrobiome konkreetses suunas." (Teadlased nõustuvad siiski, et probiootikumid ei ole " t jumalakartus, mida mõned arvavad olevat.)
Eelmisel aastal raputasid kolm ajakirjas Science avaldatud uurimistööd vähivaldkonda, näidates, et võib olla võimalik mikrobiome manipuleerida, et mõjutada ravivastust. Mitmesuguste liikidevaheliste katsetega „mees kohtub hiirtega“ siirdas Prantsuse meeskond inimese soolestiku baktereid hiirtesse nii edukalt ravitud vähipatsientidelt kui ka patsientidelt, kes ei reageerinud kontrollpunkti inhibiitoritele. Kaks nädalat pärast uute bakterite sissetoomist näriliste sisikondadesse süstisid teadlased vähirakke ja kontrollpunkti inhibiitoreid iga kolme päeva järel veel kahe nädala jooksul. Ravimid vähendasid kasvajaid hiirtel, kes olid saanud inimese baktereid edukalt ravitud vähipatsientidelt, samal ajal kui ravimid ei olnud tõhusad hiirtel, kes said baktereid inimestelt, kes ei reageerinud ravile.
Chicago ülikooli ja Texase ülikooli MD Andersoni vähikeskuse meeskonnad Houstonis on läbi viinud sarnaseid katseid, kasutades metastaatilise melanoomiga patsientide soolestiku mikroobide vastuseid, kes reageerisid kontrollpunkti inhibiitoritele hästi. Ka need hiired paranesid. „Panime põhimõtteliselt väikese tuubi hiire söögitorusse ja panime kakaoproovi. See rekonstrueeris hiire soolestiku nii, et see sisaldas nüüd patsiendi mikroobid, ”ütleb järeldoktori Deepak Gopalakrishnan, MD Andersoni uuringu juhtiv autor.
Järgmine samm on kliinilised uuringud inimestega. MD Andersoni meeskond uurib võimalust anda soodsate mikrobiomitega doonoritelt patsientidele puuduvaid soolebaktereid eoste kujul (mida ei pea külmutama nagu väljaheited). Uuringu teises osas katsetatakse kattetablette, mis on valmistatud vähktõbe ellujäänute bakteritest, kelle kasvajad kadusid pärast kontrollpunkti inhibiitorite võtmist. Ja teadlased jälgivad ka patsientide eluviise, sealhulgas toodete ja kiu tarbimist, et ühendada punktid vähiravimitele reageerimise määra, soolestiku mitmekesisuse ja dieedi vahel.
"Me teame, et dieet on oluline, kuid kõik tahavad teada, mis on salajane kaste, et muuta mikrobiome paremini reageerima vähiravile, " ütleb Texase ülikooli kirurgia ja genoomimeditsiini professor Jennifer Wargo, kes on ka kaasautor. eelmise kuu ülevaade mikrobiome teadusest. "Me lihtsalt ei tea seda veel."
Samuti ei tea Culler, kes imetleb endiselt, miks tema vanaemad ei reageerinud 1990ndate keskel pakutavatele keemiaravi protseduuridele. Kuid ta loodab, et samad geenijärjestuse määramise tööriistad, mis võimaldavad meie kakasse uurida ja uurida bakteritüvesid, pakuvad ka viise kasvajate paremaks diagnoosimiseks ja õigete raviviiside valimiseks.
Vahepeal liitub Culler teadlaste kooriga, kes püüab juhtida tähelepanu nende uurimistöö suurimale takistusele: väljaheiteproovide puudumisele. Teadlased vajavad annetusi vähihaigetelt, vähist ellujäänutelt, inimestelt, kellel on vähiga perekonna ajalugu, ja kõigilt teistelt. "Olen alati üllatunud, miks on proovide saamine nii keeruline, " ütleb Culler. “Inimesed arvavad, et see on jäme ja on piinlik. Kuid olen tänulik, et poop-emotikonid on selle destigmatiseerimise eest kultuuriliselt vastu võetud. ”
Culler käivitas isegi teadusprojekti “Poop for the Cure”, mis pakub proovide jaoks 50-dollarilisi Visa kinkekaarte. “Loodetavasti saabub päev, mil väljaheite kogumine on sama rutiinne kui vere kogumine. Kuni selle ajani on meil vaja, et kõik aitaksid. ”
