Анализ изменения кишечной микробиоты у самок крыс Wistar на этапе индукции рака молочной железы N-метил-N-нитрозомочевиной

Кишечная микробиота, обладая огромным метаболическим потенциалом, вносит существенный вклад в физиологические и патологические процессы человека и животных и в настоящее время рассматривается как важный фактор патогенеза онкологических заболеваний. Целью данного исследования является определение изменений количественного и качественного состава кишечной микробиоты у крыс Wistar при химической индукции рака молочной железы (РМЖ). Материал и методы. Работа выполнена на самках крыс Wistar (n = 40) в возрасте 3 мес., массой 200–210 г, с использованием культурального метода исследований фекальной микробиоты у интактных животных (группа 1) на 1-й, 14-й, 35-й день и у крыс с индукцией РМЖ (группа 2) на 1-й (до инъекции N-метил-N-нитрозомочевины), 14-й, 35-й день после введения N-метил-N-нитрозомочевины. Результаты и их обсуждение. У всех животных преобладали представители, характерные для нормобиоты кишечника теплокровных, а именно: Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp., Escherichia coli с выраженными ферментативными свойствами, Enterococcus spp., Clostridium spp. Помимо этого выявлены Staphylococcus spp., дрожжеподобные грибы рода Candida и плесени. Также обнаружена E. coli со сниженной ферментативной активностью. Установлено, что выделенные бактерии принадлежали к трем типам, четырем классам, пяти порядкам, шести семействам, шести родам домена бактерий. Также выделено два рода грибов, относящихся к порядку Saccharomycetales. Наиболее значимые и достоверные изменения в составе кишечной микробиоты отмечены у крыс с химически индуцированным РМЖ на 35-й день индукции опухоли: выявлено появление патогенной микрофлоры в кишечнике.

1. Ивашкин В.Т., Медведев О.С., Полуэктова Е.А., Кудряцева А.В., Бахтогаримов И.Р., Карчевская А.Е. Прямые и косвенные методы изучения микробиоты человека. Рос. ж. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. 2022;32(2):19–34. doi: 10.22416/1382-4376-2022-32-2-19-34

2. Nandi D., Parida S., Sharma D. The gut microbiota in breast cancer development and treatment: The good, the bad, and the useful! Gut Microbes. 2023;15(1):2221452. doi: 10.1080/19490976.2023.2221452

3. Sung H., Ferlay J., Siegel R.L., Laversanne M., Soerjomataram I., Jemal A., Bray F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J. Clin. 2021;71(3):209–249. doi: 10.3322/caac.21660

4. Papakonstantinou A., Nuciforo P., Borrell M., Zamora E., Pimentel I., Saura C., Oliveira M. The conundrum of breast cancer and microbiome – A comprehensive review of the current evidence. Cancer Treat. Rev. 2022;111:102470. doi: 10.1016/j.ctrv.2022.102470

5. Zhang J., Xia Y., Sun J. Breast and gut microbiome in health and cancer. Genes Dis. 2020;8(5):581– 589. doi: 10.1016/j.gendis.2020.08.002

6. Álvarez-Mercado A.I., del Valle Cano A., Fernández M.F., Fontana L. Gut microbiota and breast cancer: the dual role of microbes. Cancers (Basel). 2023;15(2):443. doi: 10.3390/cancers15020443

7. Zhao K., Hu Y. Microbiome harbored within tumors: a new chance to revisit our understanding of cancer pathogenesis and treatment. Signal Transduct. Target. Ther. 2020;5(1):136. doi: 10.1038/s41392-020-00244-1

8. Чочиева А.Р., Болиева Л.З. Изучение химиопрофилактической активности порошка брокколи на возникновение опухолей молочной железы, индуцированных у крыс МНМ. Вестн. нов. мед. технол. 2010;17(3):172–173.

9. ОСТ 91500.11.0004-2003. Отраслевой стандарт. «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника». Режим доступа: https://docs.cntd.ru/ document/1200119089 OST 91500.11.0004-2003. Industry standard. «Patient management protocol. Intestinal dysbiosis». Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200119089 [In Russian].

10. Flemer B., Gaci N., Borrel G., Sanderson I.R., Chaudhary P.P., Tottey W., O’Toole P.W., Brugère J.F. Fecal microbiota variation across the lifespan of the healthy laboratory rat. Gut Microbes. 2017;8(5):428– 439. doi: 10.1080/19490976.2017.1334033

11. Кучумова С.Ю., Полуэктова Е.А., Шептулин А.А., Ивашкин В.Т. Физиологическое значение кишечной микрофлоры. Рос. ж. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. 2011;21(5):17–27.

12. Buchta Rosean C., Bostic R.R., Ferey J.C.M., Feng T.Y., Azar F.N., Tung K.S., Dozmorov M.G., Smirnova E., Bos P.D., Rutkowski M.R. Preexisting commensal dysbiosis is a host-intrinsic regulator of tissue inflammation and tumor cell dissemination in hormone receptor-positive breast cancer. Cancer Res. 2019;79(14):3662–3675. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-18-3464

13. Bahiraee A., Ebrahimi R., Halabian R., Aghabozorgi A.S., Amani J. The role of inflammation and its related microRNAs in breast cancer: A narrative review. J. Cell. Physiol. 2019;234(11):19480–19493. doi: 10.1002/jcp.28742

14. Csendes D., Gutlapalli S.D., Prakash K., Swarnakari K.M., Bai M., Manoharan M.P., Raja R., Jamil A., Desai A., Desai D.M., Khan S. Gastrointestinal microbiota and breast cancer chemotherapy interactions: a systematic review. Cureus. 2022;14(11):e31648. doi: 10.7759/cureus.31648

15. McKee A.M., Kirkup B.M., Madgwick M., Fowler W.J., Price C.A., Dreger S.A., Ansorge R., Makin K.A., Caim S., Le Gall G., … Robinson S.D. Antibiotic-induced disturbances of the gut microbiota result in accelerated breast tumor growth. iScience. 2021;24(9):103012. doi: 10.1016/j.isci.2021.103012

16. Ransohoff J.D., Ritter V., Purington N., Andrade K., Han S., Liu M., Liang S.Y., John E.M., Gomez S.L., Telli M.L., … Kurian A.W. Antimicrobial exposure is associated with decreased survival in triple-negative breast cancer. Nat. Commun. 2023;14(1):2053. doi: 10.1038/s41467-023-37636-0

17. Dutta R.K., Abu Y.F., Tao J., Chupikova I., Oleas J., Singh P.K., Vitari N.A., Qureshi R., Ramakrishnan S., Roy S. Altered gut microbiome drives heightened pain sensitivity in a murine model of metastatic triple-negative breast cancer. Am. J. Cancer Res. 2024;14(1):274–299.