Obična oralna bakterija potiče aktivnost povezanu s progresijom tumora u stanicama raka gušterače

Obična oralna bakterija potiče aktivnost povezanu s progresijom tumora u stanicama raka gušterače

Istraživači Virginia Tech-a s Odjela za biomedicinsko inženjerstvo i mehaniku i Odjela za biokemiju otkrili su značajku uobičajene oralne bakterije koja se prenosi u tumore raka gušterače što može pomoći u budućim terapijskim intervencijama za liječenje. Bakterija Fusobacterium nucleatum može igrati ključnu ulogu u tome koliko agresivno rak raste i širi se tijelom.

Rak gušterače je treći vodeći uzrok smrti od raka u Sjedinjenim Državama. Osobito agresivan oblik raka gušterače, duktalni adenokarcinom gušterače, ima očekivano trajanje preživljenja manje od šest mjeseci.

Nekoliko značajki otežava liječenje bolesti, uključujući sposobnost potiskivanja imunološkog sustava i složenu lokaciju i strukturu, što otežava primjenu operacije i kemoterapije.

Scott Verbridge, izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva i mehanike, i Barath Udayasuryan Ph.D. ’22, diplomant Virginia Tech-Wake Forest University School of Biomedical Engineering and Sciences, proveo je istraživanje o bakteriji pronađenoj, između ostalog, u tumorima raka gušterače. Što je najvažnije, otkrili su načine na koje bakterija može izravno utjecati na napredovanje raka i otpornost na kemoterapiju.

Ovi rezultati predstavljeni su u izdanju Science Signalinga od 18. listopada.

Daniel J. Slade, izvanredni profesor biokemije i vodeći stručnjak za mikrobe u raku i njihove biokemijske interakcije s mikrookruženjem tumora, također je radio s Verbridgeom i Udayasuryanom.

Verbridgeov Integrative Tumor Ecology Laboratory već godinama surađuje sa Sladeovim timom na istraživanju raka. Zajedno su došli do otkrića o ulozi određenog mikroba, F. nucleatum, u poticanju migracije stanica raka, posebice kod raka debelog crijeva.

Budući da je ovaj mikrob uobičajena oralna bakterija, često je proučavan u vezi s oralnim bolestima kao što su parodontoza i gingivitis. Međutim, malo se znalo o tome kako mikrob ulazi i prilagođava se tumorskom mikrookruženju, povećavajući tako agresivnost kancerogenih tumora. Druga istraživanja raka potvrdila su prisutnost mikroba u raku gušterače, što je navelo Verbridgea i njegov tim da se zapitaju može li ova bakterija također aktivirati migraciju tumora u gušterači.

"Tumorski mikrobiom može utjecati na napredovanje raka, pa je naš cilj bolje razumjeti ulogu ovih bakterija u raku", rekao je Udayasuryan, koji je 2022. godine proglašen izvanrednim doktorandom na Fakultetu inženjerstva na Virginia Tech Graduate School. "Tek početkom 2022. mikrobiom tumora otvoreno je prepoznat kao obilježje raka. Biologija raka i biologija infekcije obično se promatraju kao odvojena polja proučavanja, ali nedavno spajanje ta dva polja otkriva temeljne uvide u progresiju raka. Naš fokus je na tome da budemo na čelu ove paradigme u nastajanju, a mi smo na samom vrhu istraživanja i gledamo na stvari koje tek predstoje. imao prije.”

U prvoj analizi migracije zaraženih stanica raka gušterače, istraživači su naišli na neočekivanu prepreku: otkrili su da je broj stanica koje su migrirale bilo teško kvantificirati jer se činilo da ukupan broj drastično premašuje populaciju stanica koju su očekivali u sustavu. Koristeći in vitro modele tumora na čipu, Verbridge i njegov tim potvrdili su da se ovaj mikrob može vezati i napasti stanice raka gušterače, koje potom izlučuju molekule koje stimuliraju ubrzani rast stanica raka. Ovo otkriće objašnjava zašto je tim u svojim eksperimentima vidio toliko više stanica od očekivanog. Također im je omogućio da identificiraju povećanje migracije zaraženih stanica.

U drugom važnom otkriću otkrili su da mikrob može zaraziti netumorske, normalne stanice tkiva gušterače. U njihovim eksperimentima, kada je normalna stanica bila zaražena, nastavila je normalno rasti; Međutim, njegova je prisutnost potaknula obližnje stanice raka na brži rast i širenje.

Ovo novo otkriće proširuje trenutne ideje o nekanceroznim stanicama unutar i oko tumorskih stanica i kako se rak tako agresivno širi. Bilo koja stanica zaražena mikrobom potencijalno bi kasnije mogla biti osjetljivija na rast raka ili čak osjetljivija na metastaze, a to je način na koji većina karcinoma ubija svoje domaćine.

Naoružani razumijevanjem načina na koji bakterije u tumorima utječu na rast i širenje raka, znanstvenici bi mogli razviti učinkovitije tretmane kemoterapijom ili imunoterapijom. Ovi rezultati također mogu pomoći u razvoju dijagnostičkih i prognostičkih alata za ranije otkrivanje raka.

Iako smo pokazali da je F. nucleatum sposoban potaknuti proliferaciju i migraciju stanica raka gušterače, još ne znamo u kojoj se mjeri ti rezultati prenose na žive sustave ili ljudske pacijente. Ovi sljedeći koraci bit će važan budući rad koji bi nam u konačnici mogao pokazati može li ovo znanje dovesti do učinkovitijih terapija prilagođenih komponentama mikrobioma pacijenta.”

Scott Verbridge, izvanredni profesor biomedicinskog inženjerstva i mehanike

"Interakcije između domaćina i mikrobioma složene su jer mnogi bakterijski stanovnici zapravo podržavaju ljudsko zdravlje i pokazalo se da poboljšavaju učinkovitost liječenja raka", rekao je Verbridge, koji je 2020. osvojio nagradu dekana inženjerstva za istraživanje. "Ovo čini moje istraživanje vrlo složenim i značajnim", rekao je Verbridge. "Još uvijek ima mnogo pitanja i dok tražimo odgovore, moramo biti oprezni u tome kako bismo mogli pokušati eliminirati štetne bugove koji bi mogli dijeliti sličnosti sa svojim korisnijim rođacima."

Izvor:

Virginia Tech

Referenca:

Udayasuryan, B., et al. (2022) Fusobacterium nucleatum izaziva proliferaciju i migraciju u stanicama raka gušterače putem autokrine i parakrine signalizacije domaćina. Znanstveno signaliziranje. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

.