تعمل البكتيريا الفموية الشائعة على تعزيز النشاط المرتبط بتطور الورم في خلايا سرطان البنكرياس

تعمل البكتيريا الفموية الشائعة على تعزيز النشاط المرتبط بتطور الورم في خلايا سرطان البنكرياس

اكتشف باحثون من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا من قسم الهندسة الطبية الحيوية والميكانيكا وقسم الكيمياء الحيوية سمة من بكتيريا الفم الشائعة التي تنتقل إلى أورام سرطان البنكرياس التي قد تساعد في التدخلات العلاجية المستقبلية للعلاج. قد تلعب بكتيريا Fusobacterium nucleatum دورًا رئيسيًا في مدى قوة نمو السرطان وانتشاره في جميع أنحاء الجسم.

يعد سرطان البنكرياس السبب الرئيسي الثالث للوفاة المرتبطة بالسرطان في الولايات المتحدة. هناك شكل عدواني بشكل خاص من سرطان البنكرياس، وهو السرطان الغدي القنوي البنكرياسي، الذي يبلغ متوسط ​​البقاء عليه أقل من ستة أشهر.

هناك عدة سمات تؤدي إلى تعقيد علاج المرض، بما في ذلك قدرته على تثبيط جهاز المناعة وموقعه وبنيته المعقدتين، مما يجعل من الصعب إجراء الجراحة والعلاج الكيميائي.

سكوت فيربريدج، أستاذ مشارك في الهندسة الطبية الحيوية والميكانيكا، ودكتوراه باراث أوداياسوريان. '22، خريج كلية الهندسة والعلوم الطبية الحيوية بجامعة فيرجينيا تك-ويك فورست، أجرى بحثًا على بكتيريا موجودة في، من بين أمور أخرى، أورام سرطان البنكرياس. والأهم من ذلك أنهم اكتشفوا طرقًا يمكن للبكتيريا من خلالها التأثير بشكل مباشر على تطور السرطان ومقاومة العلاج الكيميائي.

تم عرض هذه النتائج في عدد 18 أكتوبر من مجلة Science Signaling.

دانييل ج. سليد، أستاذ مشارك في الكيمياء الحيوية وخبير بارز في الميكروبات المسببة للسرطان وتفاعلاتها الكيميائية الحيوية مع البيئة الدقيقة للورم، عمل أيضًا مع فيربريدج وأوداياسوريان.

يتعاون مختبر بيئة الأورام التكاملي التابع لفيربريدج مع فريق سليد في أبحاث السرطان منذ سنوات. لقد توصلوا معًا إلى اكتشافات حول دور ميكروب معين، F. nucleatum، في تعزيز هجرة الخلايا السرطانية، وخاصة في سرطان القولون.

نظرًا لأن هذا الميكروب عبارة عن بكتيريا شائعة عن طريق الفم، فقد تمت دراستها غالبًا فيما يتعلق بأمراض الفم مثل التهاب اللثة والتهاب اللثة. ومع ذلك، لم يكن يُعرف سوى القليل عن كيفية دخول الميكروب إلى بيئات الورم الدقيقة وتكيفه معها، وبالتالي زيادة عدوانية الأورام السرطانية. وقد أكدت أبحاث السرطان الأخرى وجود الميكروب في سرطان البنكرياس، مما دفع فيربريدج وفريقه إلى التساؤل عما إذا كانت هذه البكتيريا قد تنشط أيضًا هجرة الورم في البنكرياس.

وقال أوداياسوريان، الذي حصل على لقب طالب الدكتوراه المتميز لعام 2022 في كلية الهندسة في كلية الدراسات العليا بجامعة فرجينيا للتكنولوجيا: "يمكن أن يؤثر ميكروبيوم الورم على تطور السرطان، لذا فإن هدفنا هو فهم دور هذه البكتيريا في السرطان بشكل أفضل". "لم يتم التعرف علنًا على ميكروبيوم الورم باعتباره السمة المميزة للسرطان إلا في أوائل عام 2022. وعادةً ما يُنظر إلى بيولوجيا السرطان وبيولوجيا العدوى على أنهما مجالان منفصلان للدراسة، لكن الاندماج الأخير بين المجالين يكشف عن رؤى أساسية حول تطور السرطان. وينصب تركيزنا على أن نكون في طليعة هذا النموذج الناشئ، ونحن في طليعة الأبحاث وننظر إلى أشياء لم تأت بعد ولم يسبق لأحد أن عرفها من قبل."

في التحليل الأول لهجرة خلايا سرطان البنكرياس المصابة، واجه الباحثون عقبة غير متوقعة: فقد وجدوا أن عدد الخلايا التي هاجرت كان من الصعب تحديده لأن العدد الإجمالي يبدو أنه يتجاوز بشكل كبير عدد الخلايا التي توقعوها في النظام. وباستخدام نماذج الورم على الرقاقة في المختبر، أكد فيربريدج وفريقه أن هذا الميكروب يمكنه الارتباط بخلايا سرطان البنكرياس وغزوها، والتي تفرز بعد ذلك جزيئات تحفز النمو المتسارع للخلايا السرطانية. أوضحت هذه النتيجة سبب رؤية الفريق لعدد أكبر من الخلايا أكثر مما كان متوقعًا في تجاربهم. كما سمح لهم بتحديد الزيادة في هجرة الخلايا المصابة.

وفي اكتشاف مهم آخر، وجدوا أن الميكروب يمكن أن يصيب خلايا أنسجة البنكرياس الطبيعية غير الورمية. وفي تجاربهم، عندما أصيبت خلية طبيعية بالعدوى، استمرت في النمو بشكل طبيعي؛ ومع ذلك، فإن وجودها حفز الخلايا السرطانية القريبة على النمو والانتشار بشكل أسرع.

يوسع هذا الاكتشاف الجديد الأفكار الحالية حول الخلايا غير السرطانية داخل الخلايا السرطانية وما حولها وكيفية انتشار السرطان بقوة. من المحتمل أن تكون أي خلية مصابة بالميكروب أكثر عرضة للنمو السرطاني في وقت لاحق أو حتى أكثر عرضة للانتشار النقيلي، وهي الطريقة التي تقتل بها معظم أنواع السرطان مضيفها.

ومن خلال فهم كيفية تأثير البكتيريا الموجودة في الأورام على نمو السرطان وانتشاره، يمكن للعلماء تطوير علاج كيميائي أو علاج مناعي أكثر فعالية. قد تساعد هذه النتائج أيضًا في تطوير أدوات تشخيصية وإنذارية للكشف عن السرطان مبكرًا.

على الرغم من أننا أظهرنا أن F. nucleatum قادر على تحفيز تكاثر خلايا سرطان البنكرياس وهجرتها، إلا أننا لا نعرف حتى الآن مدى ترجمة هذه النتائج إلى الأنظمة الحية أو المرضى من البشر. وستكون هذه الخطوات التالية بمثابة عمل مستقبلي مهم يمكن أن يوضح لنا في النهاية ما إذا كانت هذه المعرفة يمكن أن تؤدي إلى علاجات أكثر فعالية مصممة خصيصًا لمكونات الميكروبيوم الخاصة بالمريض.

سكوت فيربريدج، أستاذ مشارك في الهندسة الطبية الحيوية والميكانيكا

قال فيربريدج، الذي فاز بجائزة عميد الهندسة للبحث لعام 2020: “إن التفاعلات بين الميكروبات المضيفة معقدة لأن العديد من الكائنات البكتيرية تدعم بالفعل صحة الإنسان وقد ثبت أنها تحسن فعالية علاجات السرطان”. قال فيربريدج: "هذا يجعل بحثي معقدًا للغاية وذو معنى". "لا تزال هناك العديد من الأسئلة، وبينما نبحث عن إجابات، يجب أن نكون حذرين بشأن الطريقة التي قد نحاول بها القضاء على الأخطاء الضارة التي قد تشترك في أوجه التشابه مع أقاربها الأكثر فائدة."

مصدر:

فرجينيا للتكنولوجيا

مرجع:

أوداياسوريان، ب، وآخرون. (2022) يحث Fusobacterium nucleatum على الانتشار والهجرة في خلايا سرطان البنكرياس من خلال إشارات المضيف الاستبدادي ونظير الصماوي. الإشارات العلمية doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

.