Tavaline suubakter soodustab kasvaja progresseerumisega seotud aktiivsust kõhunäärmevähirakkudes

Tavaline suubakter soodustab kasvaja progresseerumisega seotud aktiivsust kõhunäärmevähirakkudes

Virginia Techi teadlased biomeditsiinitehnika ja mehaanika osakonnast ning biokeemia osakonnast on avastanud tavalise suubakteri tunnuse, mis siirdub kõhunäärmevähi kasvajatesse, mis võib aidata tulevikus ravida. Bakter Fusobacterium nucleatum võib mängida võtmerolli selles, kuidas vähk agressiivselt kasvab ja levib kogu kehas.

Pankrease vähk on Ameerika Ühendriikides kolmas peamine vähiga seotud surma põhjus. Pankreasevähi eriti agressiivse vormi, pankrease duktaalse adenokartsinoomi eeldatav elulemus on alla kuue kuu.

Haiguse ravi raskendavad mitmed tunnused, sealhulgas immuunsüsteemi pärssimise võime ning selle keeruline asukoht ja struktuur, mis muudavad operatsiooni ja keemiaravi keeruliseks manustamise.

Scott Verbridge, biomeditsiinitehnika ja mehaanika dotsent ja Barath Udayasuryan Ph.D. ’22, Virginia Tech-Wake Foresti ülikooli biomeditsiinitehnika ja teaduste kooli lõpetanud, viis läbi uuringuid bakteri kohta, mida leiti muu hulgas kõhunäärmevähi kasvajatest. Kõige tähtsam on see, et nad avastasid viisid, kuidas bakter võib otseselt mõjutada vähi progresseerumist ja resistentsust keemiaravi suhtes.

Neid tulemusi tutvustatakse ajakirja Science Signaling 18. oktoobri numbris.

Daniel J. Slade, biokeemia dotsent ja juhtiv ekspert vähi mikroobide ja nende biokeemiliste koostoimete kohta kasvaja mikrokeskkonnaga, töötas ka Verbridge'i ja Udayasuryaniga.

Verbridge'i integreeriva kasvajaökoloogia labor on aastaid teinud koostööd Slade'i meeskonnaga vähiuuringute alal. Üheskoos on nad teinud avastusi konkreetse mikroobi F. nucleatumi rolli kohta vähirakkude migratsiooni soodustamisel, eriti käärsoolevähi puhul.

Kuna see mikroob on tavaline suubakter, on seda sageli uuritud seoses suuhaigustega nagu parodontiit ja igemepõletik. Siiski oli vähe teada, kuidas mikroob kasvaja mikrokeskkondadesse siseneb ja sellega kohaneb, suurendades seeläbi vähi kasvajate agressiivsust. Teised vähiuuringud olid kinnitanud mikroobi esinemist kõhunäärmevähis, pannes Verbridge'i ja tema meeskonna mõtlema, kas see bakter võib aktiveerida ka kasvaja migratsiooni kõhunäärmes.

"Kasvaja mikrobioom võib mõjutada vähi progresseerumist, seega on meie eesmärk paremini mõista nende bakterite rolli vähis," ütles Udayasuryan, kes nimetati 2022. aastal Virginia Tech Graduate Schooli tehnikakolledži silmapaistvaks doktorandiks. "Alles 2022. aasta alguses tunnistati kasvaja mikrobioomi ilmselgelt vähi tunnuseks. Vähibioloogiat ja nakkusbioloogiat on tavaliselt vaadeldud eraldiseisvate uurimisvaldkondadena, kuid nende kahe valdkonna hiljutine ühendamine paljastab põhjapanevaid teadmisi vähi progresseerumisest. Meie fookuses on olla selle areneva paradigma esirinnas, ja me ei ole veel jõudnud teadusuuringute tipptasemele ja me ei ole jõudnud teadusuuringute tippu. enne.”

Nakatunud kõhunäärmevähirakkude migratsiooni esimeses analüüsis puutusid teadlased kokku ootamatu tõkkega: nad leidsid, et migreerunud rakkude arvu oli raske kvantifitseerida, kuna koguarv näis olevat drastiliselt suurem rakupopulatsioonist, mida nad süsteemis eeldasid. Kasutades in vitro kasvaja-kiibil mudeleid, kinnitasid Verbridge ja tema meeskond, et see mikroob võib seostuda pankrease vähirakkudega ja tungida nendesse, mis seejärel eritavad molekule, mis stimuleerivad vähirakkude kiiret kasvu. See leid selgitas, miks meeskond nägi oma katsetes oodatust palju rohkem rakke. Samuti võimaldas see neil tuvastada nakatunud rakkude migratsiooni suurenemise.

Teises olulises avastuses leidsid nad, et mikroob võib nakatada mittekasvajalisi normaalseid pankrease koe rakke. Nende katsetes, kui normaalne rakk oli nakatunud, jätkas see normaalset kasvu; Kuid selle olemasolu stimuleeris lähedalasuvaid vähirakke kiiremini kasvama ja levima.

See uus leid laiendab praeguseid ideid kasvajarakkudes ja nende ümbruses olevate vähirakkude kohta ning sellest, kuidas vähk nii agressiivselt levib. Iga mikroobiga nakatunud rakk võib hiljem olla vähkkasvaja suhtes vastuvõtlikum või isegi vastuvõtlikum metastaaside tekkele, mistõttu enamik vähkkasvajaid tapab oma peremeesorganisme.

Teadlased saavad aru, kuidas kasvajates olevad bakterid mõjutavad vähi kasvu ja levikut, välja töötada tõhusamad keemiaravi või immunoteraapia ravimeetodid. Need tulemused võivad samuti aidata välja töötada diagnostilisi ja prognostilisi vahendeid vähi varasemaks avastamiseks.

Kuigi oleme näidanud, et F. nucleatum on võimeline juhtima pankrease vähirakkude proliferatsiooni ja migratsiooni, ei tea me veel, mil määral need tulemused avalduvad elussüsteemides või inimpatsientides. Need järgmised sammud on oluline tulevane töö, mis võib lõpuks näidata, kas need teadmised võivad viia tõhusamate ravimeetoditeni, mis on kohandatud patsiendi enda mikrobioomi komponentidele.

Scott Verbridge, biomeditsiinitehnika ja mehaanika dotsent

"Peremeesorganismi ja mikrobiomi koostoimed on keerulised, kuna paljud bakterielanikud toetavad tegelikult inimeste tervist ja on näidanud, et need parandavad vähiravi tõhusust," ütles Verbridge, kes võitis 2020. aasta inseneridekaani teadustöö auhinna. "See muudab minu uurimistöö väga keeruliseks ja sisukaks, " ütles Verbridge. "Küsimusi on veel palju ja vastuseid otsides peame olema ettevaatlikud selle suhtes, kuidas võiksime püüda kõrvaldada kahjulikud vead, mis võivad jagada sarnasusi nende abivalmimate sugulastega."

Allikas:

Virginia Tech

Viide:

Udayasuryan, B. et al. (2022) Fusobacterium nucleatum indutseerib proliferatsiooni ja migratsiooni pankrease vähirakkudes peremeesorganismi autokriinse ja parakriinse signaalimise kaudu. Teaduslik signaalimine. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

.