Įprasta burnos bakterija skatina su naviko progresavimu susijusį aktyvumą kasos vėžio ląstelėse

Įprasta burnos bakterija skatina su naviko progresavimu susijusį aktyvumą kasos vėžio ląstelėse

Virginia Tech tyrėjai iš Biomedicinos inžinerijos ir mechanikos katedros bei Biochemijos katedros atrado įprastos burnos bakterijos, kuri persikelia į kasos vėžio navikus, ypatybę, kuri gali padėti ateityje taikyti terapines intervencijas. Bakterija Fusobacterium nucleatum gali atlikti pagrindinį vaidmenį agresyviai augant ir plintant visame kūne.

Kasos vėžys yra trečia pagrindinė su vėžiu susijusių mirčių priežastis Jungtinėse Valstijose. Ypač agresyvios kasos vėžio formos, kasos latakų adenokarcinomos, išgyvenamumas yra mažesnis nei šeši mėnesiai.

Keletas ypatybių apsunkina ligos gydymą, įskaitant jos gebėjimą slopinti imuninę sistemą ir sudėtingą jos vietą bei struktūrą, dėl kurių sunku atlikti operaciją ir chemoterapiją.

Scott Verbridge, biomedicinos inžinerijos ir mechanikos docentas ir Barath Udayasuryan Ph.D. '22 m., Virdžinijos Tech-Wake Forest universiteto Biomedicinos inžinerijos ir mokslų mokyklos absolventas, atliko bakterijos, randamos, be kita ko, kasos vėžio navikuose, tyrimus. Svarbiausia, kad jie atrado būdus, kuriais bakterija gali tiesiogiai paveikti vėžio progresavimą ir atsparumą chemoterapijos gydymui.

Šie rezultatai pateikiami spalio 18 d. Science Signaling numeryje.

Danielis J. Slade'as, biochemijos docentas ir pagrindinis vėžio mikrobų ir jų biocheminės sąveikos su naviko mikroaplinka ekspertas, taip pat dirbo su Verbridge ir Udayasuryan.

Verbridge'o integracinės navikų ekologijos laboratorija daugelį metų bendradarbiauja su Slade komanda vėžio tyrimų srityje. Kartu jie atrado konkretaus mikrobo F. nucleatum vaidmenį skatinant vėžinių ląstelių migraciją, ypač sergant storosios žarnos vėžiu.

Kadangi šis mikrobas yra dažna burnos bakterija, jis dažnai buvo tiriamas dėl burnos ligų, tokių kaip periodontitas ir gingivitas. Tačiau mažai buvo žinoma apie tai, kaip mikrobas patenka į naviko mikroaplinką ir prie jos prisitaiko, taip padidindamas vėžinių navikų agresyvumą. Kiti vėžio tyrimai patvirtino mikrobo buvimą sergant kasos vėžiu, todėl Verbridge'as ir jo komanda susimąstė, ar ši bakterija taip pat gali suaktyvinti naviko migraciją kasoje.

„Naviko mikrobiomas gali turėti įtakos vėžio progresavimui, todėl mūsų tikslas yra geriau suprasti šių bakterijų vaidmenį vėžyje“, – sakė Udayasuryanas, kuris 2022 m. buvo pripažintas puikiu Virdžinijos technikos universiteto Inžinerijos koledžo doktorantu. "Tik 2022 m. pradžioje naviko mikrobiomas buvo aiškiai pripažintas vėžio požymiu. Vėžio biologija ir infekcijų biologija paprastai buvo laikomos atskiromis studijų sritimis, tačiau neseniai sujungus dvi sritis atskleidžiama esminių įžvalgų apie vėžio progresavimą. Mūsų tikslas yra būti šios naujos paradigmos priešakyje, o kol kas nežiūrime į pažangiausius tyrimus. anksčiau“.

Atlikdami pirmąją užkrėstų kasos vėžio ląstelių migracijos analizę, mokslininkai susidūrė su netikėta kliūtimi: jie nustatė, kad migruojančių ląstelių skaičių buvo sunku kiekybiškai įvertinti, nes atrodė, kad bendras skaičius smarkiai viršijo ląstelių populiaciją, kurios jie tikėjosi sistemoje. Naudodamas in vitro naviko ant lusto modelius, Verbridge ir jo komanda patvirtino, kad šis mikrobas gali prisijungti prie kasos vėžio ląstelių ir įsiskverbti į jas, kurios vėliau išskiria molekules, kurios skatina pagreitintą vėžio ląstelių augimą. Ši išvada paaiškino, kodėl komanda savo eksperimentuose pamatė tiek daug daugiau ląstelių, nei tikėtasi. Tai taip pat leido jiems nustatyti užkrėstų ląstelių migracijos padidėjimą.

Kitu svarbiu atradimu jie nustatė, kad mikrobas gali užkrėsti neauglines, normalias kasos audinių ląsteles. Jų eksperimentuose, kai normali ląstelė buvo užkrėsta, ji toliau normaliai augo; Tačiau jo buvimas paskatino netoliese esančias vėžio ląsteles augti ir plisti greičiau.

Šis naujas atradimas išplečia dabartines idėjas apie vėžines ląsteles naviko ląstelėse ir aplink jas ir kaip vėžys plinta taip agresyviai. Bet kuri ląstelė, užkrėsta mikrobu, vėliau gali būti labiau jautri vėžiniam augimui arba netgi jautresnė metastazėms, todėl dauguma vėžio atvejų žudo savo šeimininkus.

Supratę, kaip auglių bakterijos veikia vėžio augimą ir plitimą, mokslininkai galėtų sukurti veiksmingesnius chemoterapijos ar imunoterapijos gydymo būdus. Šie rezultatai taip pat gali padėti sukurti diagnostines ir prognozines priemones, leidžiančias anksčiau nustatyti vėžį.

Nors mes parodėme, kad F. nucleatum gali paskatinti kasos vėžio ląstelių dauginimąsi ir migraciją, kol kas nežinome, kokiu mastu šie rezultatai paverčiami gyvomis sistemomis ar žmonių pacientais. Šie tolesni žingsniai bus svarbus būsimasis darbas, kuris galiausiai gali parodyti, ar šios žinios gali padėti sukurti veiksmingesnę terapiją, pritaikytą paciento mikrobiomo komponentams.

Scottas Verbridge'as, biomedicinos inžinerijos ir mechanikos docentas

„Šeimininko ir mikrobiomo sąveika yra sudėtinga, nes daugelis bakterijų gyventojų iš tikrųjų palaiko žmonių sveikatą ir, kaip įrodyta, pagerina vėžio gydymo veiksmingumą“, - sakė Verbridge, 2020 m. laimėjęs inžinerijos dekano apdovanojimą už tyrimus. „Tai daro mano tyrimą labai sudėtingą ir prasmingą“, - sakė Verbridge. „Vis dar yra daug klausimų, todėl ieškodami atsakymų turime būti atsargūs, kaip galime pabandyti pašalinti kenksmingas klaidas, kurios gali būti panašios į jų paslaugesnius giminaičius.

Šaltinis:

Virginia Tech

Nuoroda:

Udayasuryan, B. ir kt. (2022) Fusobacterium nucleatum sukelia proliferaciją ir migraciją kasos vėžio ląstelėse per šeimininko autokrininę ir parakrininę signalizaciją. Mokslinis signalizavimas. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

.