Как бактерии во рту делают рак толстой кишки более агрессивным?

Ученые определили молекулярный механизм, посредством которого оральная бактерия ускоряет рост колоректального рака.

Испытания показали, что около трети людей, у которых развивается колоректальный рак, также имеют бактерию, которая называется Fusobacterium nucleatum. Их рак также имеет тенденцию быть более агрессивным, но было не ясно почему, до недавнего исследования.

В статье, опубликованной в журнале EMBO Reports, показано, как микроорганизм способствует росту раковых клеток.

Полученные данные должны помочь прояснить, почему некоторые виды колоректального рака развиваются гораздо быстрее, чем другие, говорят исследователи из Колумбийского университета в городе Нью-Йорк.

Команда также определила белок, который может стать основой теста для более агрессивных видов рака и может привести к новым методам лечения колоректального и других видов рака.

Колоректальный рак и его развитие

Согласно данным Американского онкологического общества, примерно 1 из 22 мужчин и 1 из 24 женщин в Соединенных Штатах в какой-то момент своей жизни получат диагноз колоректального рака.

В начале 2016 года в США насчитывалось около 1,5 миллиона человек с колоректальным раком.

Колоректальный рак развивается в результате неконтролируемого роста и выживания аномальных клеток в толстой кишке или прямой кишке, которые являются последними отделами пищеварительного или желудочно-кишечного тракта.

Толстая кишка поглощает воду и питательные вещества из того, что осталось от пищи после ее прохождения через желудок и тонкую кишку. Затем он передает оставшиеся отходы в прямую кишку, которая хранит их готовыми к удалению через задний проход.

Наиболее распространенной предраковой стадией колоректального рака является полип, который представляет собой нарост, развивающийся в ткани, которая выстилает толстую кишку и прямую кишку. Полипы растут очень медленно, иногда на их развитие требуется 20 лет.

Большинство полипов развиваются из клеток, формирующих железы, которые производят смазывающую слизь в толстой кишке и прямой кишке. По этой причине они имеют 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, фактически становятся инвазивными менее 10 процентов.

Оральная бактерия играет роль в колоректальном раке

Ученые уже давно знают, 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 встречается при разрушении зубов, также играет важную роль.

«Мутации, — говорит старший автор исследования Ипин В. Хан, профессор микробных наук в колледже стоматологической медицины, — являются лишь частью истории».

«Другие факторы, включая 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 раковых заболеваний.

Эта работа также показала, что белок имеет этот эффект только в раковых клетках толстой кишки — он не вызывает эти события в здоровых клетках толстой кишки.

Почему бактерия действует только на раковые клетки

Профессор Хан говорит, что целью более позднего исследования было «выяснить, почему F. nucleatum взаимодействует только с раковыми клетками».

Исследователи начали новую работу с изучения нераковых клеток толстой кишки в культуре. Они увидели, что они не производят белок аннексин А1, который способствует росту раковых клеток.

Дальнейшие тесты на клеточных культурах и на мышах показали, что блокирование белка останавливает способность F. nucleatum к прикреплению к раковым клеткам, что останавливает их быстрый рост.

Другой набор тестов также показал, что микроб стимулирует раковые клетки вырабатывать больше аннексина А1, который, в свою очередь, привлекает больше F. nucleatum.

«Мы определили петлю положительной обратной связи, которая ухудшает прогрессирование рака», объясняет профессор Хан. Раковые клетки вырабатывают аннексин А1, который затем привлекает F. nucleatum, эффект которого состоит в том, чтобы стимулировать их вырабатывать больше белка.

Поиск исследовательской группой в национальной базе данных позволил получить сведения о 466 пациентах с молекулярными данными об их первичном раке толстой кишки. Исследователи обнаружили, что люди с более высоким уровнем аннексина А1 чувствовали себя хуже, независимо от их пола, возраста или степени и стадии рака.

Команда намерена изучить, как использовать аннексин А1 в качестве маркера для выявления агрессивного колоректального рака. Также изучаются перспективные возможности для новых методов лечения колоректального и других видов рака, нацеленных на уменьшение выработки белка.