Parastā perorālā baktērija veicina ar audzēja progresēšanu saistītu aktivitāti aizkuņģa dziedzera vēža šūnās

Parastā perorālā baktērija veicina ar audzēja progresēšanu saistītu aktivitāti aizkuņģa dziedzera vēža šūnās

Virdžīnijas tehnoloģiju pētnieki no Biomedicīnas inženierijas un mehānikas katedras un Bioķīmijas katedras ir atklājuši parastās mutes baktērijas iezīmi, kas pārceļas uz aizkuņģa dziedzera vēža audzējiem, kas var palīdzēt turpmākās terapeitiskās iejaukšanās ārstēšanā. Baktērijai Fusobacterium nucleatum var būt galvenā loma, kā agresīvi vēzis aug un izplatās visā organismā.

Aizkuņģa dziedzera vēzis ir trešais galvenais ar vēzi saistītās nāves cēlonis Amerikas Savienotajās Valstīs. Īpaši agresīvai aizkuņģa dziedzera vēža formai, aizkuņģa dziedzera ductal adenokarcinomai, paredzamais izdzīvošanas ilgums ir mazāks par sešiem mēnešiem.

Vairākas pazīmes sarežģī slimības ārstēšanu, tostarp tās spēja nomākt imūnsistēmu un sarežģītā atrašanās vieta un struktūra, kas apgrūtina operācijas un ķīmijterapijas ievadīšanu.

Scott Verbridge, biomedicīnas inženierijas un mehānikas asociētais profesors un Barath Udayasuryan Ph.D. ’22, Virdžīnijas Tech-Wake Forest Universitātes Biomedicīnas inženierzinātņu un zinātņu skolas absolvents, veica pētījumus par baktēriju, kas cita starpā tika atrasta aizkuņģa dziedzera vēža audzējos. Vissvarīgākais ir tas, ka viņi atklāja veidus, kā baktērija var tieši ietekmēt vēža progresēšanu un rezistenci pret ķīmijterapijas ārstēšanu.

Šie rezultāti ir prezentēti 18. oktobra Science Signaling numurā.

Daniels J. Sleids, bioķīmijas asociētais profesors un vadošais eksperts par vēža mikrobiem un to bioķīmisko mijiedarbību ar audzēja mikrovidi, arī strādāja ar Verbridge un Udayasuryan.

Verbridge Integratīvā audzēju ekoloģijas laboratorija gadiem ilgi sadarbojas ar Slade komandu vēža izpētē. Kopā viņi ir atklājuši konkrēta mikroba F. nucleatum lomu vēža šūnu migrācijas veicināšanā, īpaši resnās zarnas vēža gadījumā.

Tā kā šis mikrobs ir izplatīta mutes dobuma baktērija, tas bieži ir pētīts saistībā ar tādām mutes dobuma slimībām kā periodontīts un gingivīts. Tomēr maz bija zināms par to, kā mikrobs iekļūst audzēja mikrovidē un pielāgojas tai, tādējādi palielinot vēža audzēju agresivitāti. Citi vēža pētījumi apstiprināja mikrobu klātbūtni aizkuņģa dziedzera vēzī, liekot Verbridžai un viņa komandai domāt, vai šī baktērija varētu arī aktivizēt audzēja migrāciju aizkuņģa dziedzerī.

"Audzēja mikrobioms var ietekmēt vēža progresēšanu, tāpēc mūsu mērķis ir labāk izprast šo baktēriju lomu vēža ārstēšanā," sacīja Udajasurjans, kurš 2022. gadā tika nosaukts par izcilu doktorantu Virdžīnijas Tehniskās augstskolas Inženierzinātņu koledžā. "Tikai 2022. gada sākumā audzēja mikrobioms tika atklāti atzīts par vēža pazīmi. Vēža bioloģija un infekciju bioloģija parasti tiek uzskatītas par atsevišķām studiju jomām, taču nesenā abu jomu apvienošana atklāj fundamentālus ieskatus vēža progresēšanā. Mūsu uzmanības centrā ir būt šīs jaunās paradigmas priekšgalā, un mēs vēl neskatāmies uz progresīvāko pētniecību. pirms tam."

Pirmajā inficēto aizkuņģa dziedzera vēža šūnu migrācijas analīzē pētnieki saskārās ar negaidītu šķērsli: viņi atklāja, ka migrēto šūnu skaitu bija grūti noteikt, jo kopējais skaits, šķiet, krasi pārsniedza šūnu populāciju, kuru viņi gaidīja sistēmā. Izmantojot in vitro audzēja mikroshēmas modeļus, Verbridžs un viņa komanda apstiprināja, ka šis mikrobs var saistīties un iebrukt aizkuņģa dziedzera vēža šūnās, kas pēc tam izdala molekulas, kas stimulē vēža šūnu paātrinātu augšanu. Šis atklājums izskaidroja, kāpēc komanda eksperimentos redzēja tik daudz vairāk šūnu, nekā gaidīts. Tas arī ļāva viņiem noteikt inficēto šūnu migrācijas pieaugumu.

Citā svarīgā atklājumā viņi atklāja, ka mikrobs var inficēt normālas aizkuņģa dziedzera audu šūnas, kas nav audzēji. Viņu eksperimentos, kad normāla šūna tika inficēta, tā turpināja normāli augt; Tomēr tā klātbūtne stimulēja tuvējās vēža šūnas augt un izplatīties ātrāk.

Šis jaunais atklājums paplašina pašreizējās idejas par nevēža šūnām audzēja šūnās un ap tām un to, kā vēzis izplatās tik agresīvi. Jebkura šūna, kas inficēta ar mikrobu, varētu būt jutīgāka pret vēža augšanu vēlāk vai pat vairāk uzņēmīga pret metastāzēm, kā rezultātā lielākā daļa vēža nogalina savus saimniekus.

Bruņoti ar izpratni par to, kā baktērijas audzējos ietekmē vēža augšanu un izplatību, zinātnieki varētu izstrādāt efektīvākas ķīmijterapijas vai imūnterapijas procedūras. Šie rezultāti var arī palīdzēt izstrādāt diagnostikas un prognostiskos rīkus, lai agrāk atklātu vēzi.

Lai gan mēs esam parādījuši, ka F. nucleatum spēj virzīt aizkuņģa dziedzera vēža šūnu proliferāciju un migrāciju, mēs vēl nezinām, cik lielā mērā šie rezultāti izpaužas dzīvās sistēmās vai cilvēku pacientiem. Šie nākamie soļi būs svarīgs turpmākais darbs, kas galu galā varētu mums parādīt, vai šīs zināšanas varētu radīt efektīvākas terapijas, kas pielāgotas pacienta paša mikrobioma komponentiem.

Scott Verbridge, biomedicīnas inženierijas un mehānikas asociētais profesors

"Saimnieka un mikrobioma mijiedarbība ir sarežģīta, jo daudzi baktēriju iedzīvotāji patiešām atbalsta cilvēku veselību un ir pierādīts, ka tie uzlabo vēža ārstēšanas efektivitāti," sacīja Verbridžs, kurš ieguva 2020. gada inženierzinātņu dekāna balvu par pētniecību. "Tas padara manu pētījumu ļoti sarežģītu un nozīmīgu," sacīja Verbridžs. "Joprojām ir daudz jautājumu, un, meklējot atbildes, mums jābūt uzmanīgiem par to, kā mēs varētu mēģināt novērst kaitīgās kļūdas, kurām var būt līdzības ar viņu izpalīdzīgākajiem radiniekiem."

Avots:

Virdžīnijas tehnika

Atsauce:

Udayasuryan, B., et al. (2022) Fusobacterium nucleatum izraisa proliferāciju un migrāciju aizkuņģa dziedzera vēža šūnās, izmantojot saimnieka autokrīnās un parakrīnas signālus. Zinātniskā signalizācija. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

.