Il comune batterio orale promuove l’attività associata alla progressione del tumore nelle cellule tumorali del pancreas

Il comune batterio orale promuove l’attività associata alla progressione del tumore nelle cellule tumorali del pancreas

I ricercatori della Virginia Tech del Dipartimento di Ingegneria Biomedica e Meccanica e del Dipartimento di Biochimica hanno scoperto una caratteristica di un comune batterio orale che si trasloca in tumori del cancro al pancreas che potrebbe aiutare in futuri interventi terapeutici per il trattamento. Il batterio Fusobacterium nucleatum può svolgere un ruolo chiave nel modo in cui il cancro cresce e si diffonde in modo aggressivo in tutto il corpo.

Il cancro al pancreas è la terza causa di morte correlata al cancro negli Stati Uniti. Una forma particolarmente aggressiva di cancro al pancreas, l'adenocarcinoma duttale pancreatico, ha un'aspettativa di sopravvivenza inferiore a sei mesi.

Diverse caratteristiche complicano il trattamento della malattia, inclusa la sua capacità di sopprimere il sistema immunitario e la sua complessa localizzazione e struttura, che rendono difficile la somministrazione della chirurgia e della chemioterapia.

Scott Verbridge, professore associato di ingegneria biomedica e meccanica, e Barath Udayasuryan Ph.D. ’22, laureato alla Virginia Tech-Wake Forest University School of Biomedical Engineering and Sciences, ha condotto una ricerca su un batterio trovato, tra le altre cose, nei tumori del cancro al pancreas. Soprattutto, hanno scoperto i modi in cui il batterio può influenzare direttamente la progressione del cancro e la resistenza ai trattamenti chemioterapici.

Questi risultati sono presentati nel numero del 18 ottobre di Science Signaling.

Anche Daniel J. Slade, professore associato di biochimica e uno dei massimi esperti sui microbi nel cancro e sulle loro interazioni biochimiche con il microambiente tumorale, ha lavorato con Verbridge e Udayasuryan.

Il Laboratorio di ecologia tumorale integrativa di Verbridge collabora da anni con il team di Slade nella ricerca sul cancro. Insieme hanno fatto scoperte sul ruolo di un particolare microbo, F. nucleatum, nel promuovere la migrazione delle cellule tumorali, in particolare nel cancro del colon.

Poiché questo microbo è un comune batterio orale, è stato spesso studiato in relazione a malattie orali come parodontite e gengivite. Tuttavia, si sapeva poco su come il microbo entra e si adatta ai microambienti tumorali, aumentando così l’aggressività dei tumori cancerosi. Altre ricerche sul cancro avevano confermato la presenza del microbo nel cancro del pancreas, portando Verbridge e il suo team a chiedersi se questo batterio potesse anche attivare la migrazione del tumore nel pancreas.

“Il microbioma tumorale può influenzare la progressione del cancro, quindi il nostro obiettivo è comprendere meglio il ruolo di questi batteri nel cancro”, ha affermato Udayasuryan, nominato studente di dottorato eccezionale 2022 presso il College of Engineering della Virginia Tech Graduate School. "È stato solo all'inizio del 2022 che il microbioma tumorale è stato apertamente riconosciuto come un segno distintivo del cancro. La biologia del cancro e la biologia delle infezioni sono state generalmente viste come campi di studio separati, ma la recente fusione dei due campi sta rivelando intuizioni fondamentali sulla progressione del cancro. Il nostro obiettivo è essere in prima linea in questo paradigma emergente, e siamo all'avanguardia nella ricerca e guardando cose che devono ancora venire nessuno aveva ancora previsto Prima."

Nella prima analisi della migrazione delle cellule tumorali pancreatiche infette, i ricercatori hanno incontrato un ostacolo inaspettato: hanno scoperto che il numero di cellule migranti era difficile da quantificare perché il numero totale sembrava superare drasticamente la popolazione cellulare prevista nel sistema. Utilizzando modelli in vitro di tumore su chip, Verbridge e il suo team hanno confermato che questo microbo può legarsi e invadere le cellule tumorali del pancreas, che poi secernono molecole che stimolano la crescita accelerata delle cellule tumorali. Questa scoperta ha spiegato perché il team ha visto così tante più cellule del previsto nei loro esperimenti. Inoltre ha permesso loro di identificare un aumento nella migrazione delle cellule infette.

In un'altra importante scoperta, hanno scoperto che il microbo può infettare le cellule del tessuto pancreatico normale, non tumorali. Nei loro esperimenti, quando una cellula normale veniva infettata, continuava a crescere normalmente; Tuttavia, la sua presenza ha stimolato le cellule tumorali vicine a crescere e diffondersi più velocemente.

Questa nuova scoperta espande le idee attuali sulle cellule non cancerose all’interno e intorno alle cellule tumorali e su come il cancro si diffonde in modo così aggressivo. Qualsiasi cellula infettata dal microbo potrebbe potenzialmente essere più suscettibile alla crescita cancerosa in un secondo momento o ancora più suscettibile alla metastasi, che è il modo in cui la maggior parte dei tumori uccidono i loro ospiti.

Grazie alla comprensione di come i batteri presenti nei tumori influenzano la crescita e la diffusione del cancro, gli scienziati potrebbero sviluppare trattamenti chemioterapici o immunoterapici più efficaci. Questi risultati potrebbero anche aiutare a sviluppare strumenti diagnostici e prognostici per individuare precocemente il cancro.

Sebbene abbiamo dimostrato che F. nucleatum è in grado di guidare la proliferazione e la migrazione delle cellule tumorali del pancreas, non sappiamo ancora fino a che punto questi risultati si traducono nei sistemi viventi o nei pazienti umani. Questi prossimi passi costituiranno un importante lavoro futuro che potrebbe in definitiva mostrarci se questa conoscenza potrebbe portare a terapie più efficaci su misura per i componenti del microbioma di un paziente”.

Scott Verbridge, professore associato di ingegneria biomedica e meccanica

“Le interazioni ospite-microbioma sono complesse perché molti batteri residenti effettivamente supportano la salute umana e hanno dimostrato di migliorare l’efficacia dei trattamenti contro il cancro”, ha affermato Verbridge, che ha vinto un Engineering Dean’s Award for Research 2020. "Ciò rende la mia ricerca molto complessa e significativa", ha affermato Verbridge. “Ci sono ancora molte domande e, mentre cerchiamo le risposte, dobbiamo stare attenti a come potremmo cercare di eliminare i bug dannosi che potrebbero condividere somiglianze con i loro parenti più utili”.

Fonte:

Virginia Tech

Riferimento:

Udayasuryan, B., et al. (2022) Il Fusobacterium nucleatum induce la proliferazione e la migrazione nelle cellule tumorali del pancreas attraverso la segnalazione autocrina e paracrina dell'ospite. Segnalazione scientifica. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

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