Как бактерии полости рта делают рак прямой кишки более агрессивным?
Ученые определили молекулярный механизм, с помощью которого оральная бактерия ускоряет рост колоректального рака.
Тесты показали, что примерно у трети людей, у которых развивается колоректальный рак, также есть бактерия, имеющая название Fusobacterium nucleatum. Их рак также имеет тенденцию быть более агрессивным, но до недавнего исследования было непонятно почему.
Статья, которая теперь есть в журнале EMBO Отчеты показывает, как микроорганизм способствует росту раковых клеток, но не доброкачественных.
Полученные данные должны помочь прояснить, почему некоторые виды рака прямой кишки развиваются намного быстрее, чем другие, говорят исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке.
Команда также определила белок, который может лечь в основу теста на более агрессивные виды рака и может привести к новым методам лечения колоректального и других видов рака.
Колоректальный рак и его развитие
По данным Американского онкологического общества, около 1 из 22 мужчин и 1 из 24 женщин в Соединенных Штатах в какой-то момент своей жизни получит диагноз колоректального рака.
В начале 2016 года в США было около 1,5 миллиона человек с колоректальным раком в анамнезе, некоторые из которых не страдали от рака.
Колоректальный рак развивается в результате неконтролируемого роста и выживания аномальных клеток в толстой или прямой кишке, которые являются последними отделами пищеварительного или желудочно-кишечного тракта.
Ободочная кишка поглощает воду и питательные вещества из того, что осталось от пищи после того, как она прошла через желудок и тонкий кишечник. Затем он передает оставшиеся отходы в прямую кишку, где они хранятся готовыми к изгнанию через задний проход.
Наиболее распространенной предраковой стадией колоректального рака является полип, который представляет собой разрастание, которое развивается в ткани, выстилающей толстую и прямую кишки. Полипы растут очень медленно, иногда на развитие требуется 20 лет.
Большинство полипов развиваются из клеток, составляющих железы, производящие смазывающую слизь в толстой и прямой кишке. По этой причине они получили название аденоматозные полипы или аденомы.
Аденомы очень распространены, и примерно у 33–50 процентов людей разовьется хотя бы одна. Однако, хотя все они могут стать злокачественными, менее 10 процентов фактически становятся инвазивными.
Оральная бактерия играет роль в развитии колоректального рака
Ученым уже давно известно, что аномальные клетки, которые приводят к раковым аденомам при колоректальном раке, возникают из-за генетических мутаций, которые со временем накапливаются.
Однако в последнее время они все чаще отмечают, что F. nucleatum, который часто возникает при кариесе, также играет значительную роль.
«Мутации, - говорит старший автор исследования Ипин В. Хан, профессор микробиологических наук в Колледже стоматологической медицины, - это лишь часть истории».
«Другие факторы, в том числе микробы, также могут играть роль», - добавляет она.
В предыдущей работе профессор Хан и ее команда обнаружили, что F. nucleatum производит молекулу адгезина FadA, которая запускает серию молекулярных событий в клетках толстой кишки, которые ученые связывают с рядом видов рака.
Эта работа также показала, что белок оказывает такой эффект только на раковые клетки толстой кишки - он не запускает эти события в здоровых клетках толстой кишки.
Почему бактерия действует только на раковые клетки
Профессор Хан говорит, что целью недавнего исследования было «выяснить, почему F. nucleatum казалось, что он взаимодействует только с раковыми клетками ».
Исследователи начали новую работу с изучения доброкачественных клеток толстой кишки в культуре. Они увидели, что они не производили протеин Аннексин А1, который способствует росту раковых клеток.
Дальнейшие тесты на клеточных культурах и на мышах показали, что блокирование белка прекратилось. F. nucleatum от способности прикрепляться к раковым клеткам, что мешало им так быстро расти.
Другой набор тестов также показал, что микроб стимулирует раковые клетки производить больше аннексина А1, который, в свою очередь, привлекает больше F. nucleatum.
«Мы выявили петлю положительной обратной связи, которая ухудшает прогрессирование рака», - объясняет профессор Хан. Раковые клетки производят аннексин A1, который затем привлекает F. nucleatum, эффект которого состоит в том, чтобы побудить их производить больше белка.
«Мы предлагаем модель с двумя ударами, в которой генетические мутации являются первым ударом. F. nucleatum служит вторым ударом, ускоряя сигнальный путь рака и ускоряя рост опухоли ».
Проф. Ипин В. Хан
Поиск, проведенный исследовательской группой в национальной базе данных, дал записи о 466 людях с молекулярными данными об их первичном раке толстой кишки. Исследователи обнаружили, что люди с более высоким уровнем аннексина A1 чувствовали себя хуже, независимо от их пола, возраста, степени и стадии рака.
Команда намеревается изучить, как использовать аннексин A1 в качестве маркера для выявления агрессивного колоректального рака. Также могут появиться возможности для новых методов лечения колоректального и других видов рака, нацеленных на этот белок.
