Specyficzne szczepy bakterii E. coli przyczyną raka jelita grubego
Niektóre żyjące w jelitach bakterie E. coli sprzyjają rakowi jelita grubego, wiążąc się z komórkami jelitowymi i uwalniając toksynę uszkadzającą DNA – wskazują naukowcy.
Jak sama nazwa wskazuje, bakterie Escherichia coli licznie zamieszkują jelito grube (colon) i zwykle są nieszkodliwe. Nowe dowody wskazują jednak, że istnieją szczepy, których obecność może sprzyjać rozwojowi raka jelita grubego.
Zespoły prof. Larsa Vereecke i prof. Hana Remauta z Vlaams Instituut voor Biotechnologie w Gandawie (Belgia) badały mechanizmy, jakie prowadzą do rozwoju nowotworów jelita grubego – pisze „Nature”. Jedną z bakterii podejrzewanych o sprzyjanie rozwojowi raka jest E. coli, która wytwarza toksynę zwaną kolibaktyną. Kolibaktyna jest zdolna do wiązania i uszkadzania ludzkiego DNA, powodując mutacje, które mogą zwiększać ryzyko zachorowania na raka. Bakterie pks+ i wywoływane przez nie mutacje są wyjątkowo liczne u pacjentów z rakiem jelita grubego.
Powiązanie pks+ E. coli z nabłonkiem jelitowym
Do tej pory nie było jasne, w jaki sposób pks+ E. coli może dotrzeć do ściany jelita i ją uszkodzić. Eksperymenty naukowców z Gandawy wykazały, że bakterie te przełączają się między stanem „swobodnego pływania” a trybem „osiadłym”, w którym przyczepiają się do wyściełającego jelito grube nabłonka.
Bakterie mogą przywierać do nabłonka dzięki pilusom – długim, cienkim włóknom białkowym na powierzchni bakterii, które kończą się adhezynami. Adhezyny mogą wiązać się z receptorami na komórkach nabłonka jelitowego.
– Odkryliśmy, że to wiązanie pilusów znacząco zwiększa liczbę, rozmiar i agresywność guzów jelita grubego — powiedziała Maude Jans (VIB-UGent), pierwsza autorka badania.
– Nasze eksperymenty ujawniają, że wiązanie pks+ E. coli z nabłonkiem jelitowym można uznać za krytyczny etap w rozwoju raka jelita grubego — wskazał prof. Lars Vereecke, starszy autor badania. – Odkryliśmy, że poprzez zakłócanie tych mechanizmów wiązania bakterii rozwój guza może zostać silnie osłabiony – stwierdził.
– Udało nam się zidentyfikować specyficzne bakteryjne adhezyny, które pośredniczą w wiązaniu z komórkami jelita grubego: FimH i FmlH – wyjaśniła dr Magdalena Kolata (VIB-VUB), współautorka badania. – Postawiliśmy hipotezę, że wiązanie tych adhezyn pozwala bakteriom na produkcję genotoksyny kolibaktyny w pobliżu komórek nabłonkowych, co prowadzi do uszkodzenia DNA i rozwoju raka – dodała.
Terapia zapobiegająca przywieraniu bakterii
Dalsze badania wykazały, że usunięcie adhezyn pozbawia bakterie zdolności do dostarczania kolibaktyny i powodowania uszkodzeń DNA.
– Na podstawie naszych odkryć przetestowaliśmy podejście terapeutyczne, aby zapobiec przywieraniu bakterii, wykorzystując cząsteczki, które blokują wiązanie tych adhezyn bakteryjnych. Co niezwykłe, mogliśmy radykalnie zahamować uszkodzenia DNA i rozwój guza w modelach przedklinicznych – podkreśliła dr Jans. – To podejście terapeutyczne jest bardzo obiecujące, ponieważ – w przeciwieństwie do antybiotyków – skutecznie atakuje szkodliwe szczepy E. coli, nie wpływając na pożyteczne mikroorganizmy jelitowe – oceniła.
Autorzy podkreślają, że zachodni styl życia (niewłaściwa dieta, brak ruchu) może sprawić, że nasza ściana jelita staje się bardziej dostępna dla szkodliwych bakterii, w tym pks+ E. coli.
Tajemnicą pozostawało, dlaczego niektóre szczepy E. coli zatwierdzone i stosowane jako probiotyki (żywe bakterie uważane za sprzyjające zdrowiu) przenoszą geny pks, ale nie powodują zwiększonego ryzyka zachorowania na raka w eksperymentach laboratoryjnych.
– Wykazujemy, że takie szczepy rzeczywiście wytwarzają kolibaktynę i adhezyny FimH i FmlH używane przez szczepy patogenne do dostarczania toksyny do komórek nabłonkowych — powiedział starszy współautor prof. Han Remaut (VIB-VUB). – Okazuje się, że te szczepy posiadają wariant FimH, który nie jest zbyt dobry w wiązaniu, przez co kolibaktyna nie dociera do celu – wyjaśnił.
Jednak autorzy wykazali, że wystarczy kilka mutacji, aby przywrócić silne wiązanie FimH i genotoksyczną aktywność tych szczepów, podkreślając, że stosowanie ich jako łagodnych probiotyków może wymagać ponownego rozważenia.
Przeczytaj także: „FDA zatwierdziła test do badań przesiewowych raka jelita grubego”.
