Bacteria orală comună promovează activitatea asociată progresiei tumorii în celulele canceroase pancreatice

Bacteria orală comună promovează activitatea asociată progresiei tumorii în celulele canceroase pancreatice

Cercetătorii Virginia Tech de la Departamentul de Inginerie Biomedicală și Mecanică și Departamentul de Biochimie au descoperit o caracteristică a unei bacterii orale comune care se translocă în tumorile cancerului pancreatic care poate ajuta la viitoarele intervenții terapeutice pentru tratament. Bacteria Fusobacterium nucleatum poate juca un rol cheie în modul în care cancerul crește și se răspândește agresiv în tot organismul.

Cancerul pancreatic este a treia cauză de deces cauzat de cancer în Statele Unite. O formă deosebit de agresivă de cancer pancreatic, adenocarcinomul ductal pancreatic, are o speranță de supraviețuire mai mică de șase luni.

Mai multe caracteristici complică tratamentul bolii, inclusiv capacitatea sa de a suprima sistemul imunitar și localizarea și structura sa complexă, care fac operația și chimioterapia dificil de administrat.

Scott Verbridge, profesor asociat de inginerie biomedicală și mecanică, și Barath Udayasuryan Ph.D. ’22, un absolvent al Școlii de Inginerie și Științe Biomedicale a Universității Virginia Tech-Wake Forest, a efectuat cercetări asupra unei bacterii găsite, printre altele, în tumorile cancerului pancreatic. Cel mai important, ei au descoperit moduri prin care bacteria poate influența direct progresia cancerului și rezistența la tratamentele chimioterapice.

Aceste rezultate sunt prezentate în numărul din 18 octombrie al Science Signaling.

Daniel J. Slade, profesor asociat de biochimie și un expert de top în microbii din cancer și interacțiunile lor biochimice cu micromediul tumoral, a lucrat, de asemenea, cu Verbridge și Udayasuryan.

Laboratorul de Ecologia Integrativă a Tumorilor de la Verbridge colaborează de ani de zile cu echipa lui Slade în cercetarea cancerului. Împreună au făcut descoperiri despre rolul unui anumit microb, F. nucleatum, în promovarea migrației celulelor canceroase, în special în cancerul de colon.

Deoarece acest microb este o bacterie orală obișnuită, a fost adesea studiat în legătură cu boli bucale, cum ar fi parodontita și gingivita. Cu toate acestea, se știa puțin despre modul în care microbul intră și se adaptează la micromediile tumorale, crescând astfel agresivitatea tumorilor canceroase. Alte cercetări privind cancerul au confirmat prezența microbilor în cancerul pancreatic, ceea ce a determinat Verbridge și echipa sa să se întrebe dacă această bacterie ar putea activa și migrarea tumorii în pancreas.

„Microbiomul tumoral poate influența progresia cancerului, așa că scopul nostru este să înțelegem mai bine rolul acestor bacterii în cancer”, a spus Udayasuryan, care a fost numit student doctorand remarcabil în 2022 la Colegiul de Inginerie de la Virginia Tech Graduate School. „Abia la începutul anului 2022, microbiomul tumoral a fost recunoscut în mod deschis ca un semn distinctiv al cancerului. Biologia cancerului și biologia infecțiilor au fost de obicei privite ca domenii de studiu separate, dar recenta fuziune a celor două domenii dezvăluie perspective fundamentale asupra progresiei cancerului.

În prima analiză a migrării celulelor infectate de cancer pancreatic, cercetătorii au întâmpinat un obstacol neașteptat: au descoperit că numărul de celule care au migrat a fost dificil de cuantificat, deoarece numărul total părea să depășească drastic populația de celule la care se așteptau în sistem. Folosind modele in vitro de tumori pe cip, Verbridge și echipa sa au confirmat că acest microbi se poate lega și invada celulele canceroase pancreatice, care apoi secretă molecule care stimulează creșterea accelerată a celulelor canceroase. Această descoperire a explicat de ce echipa a văzut atât de mult mai multe celule decât se aștepta în experimentele lor. De asemenea, le-a permis să identifice o creștere a migrației celulelor infectate.

Într-o altă descoperire importantă, ei au descoperit că microbul poate infecta celulele normale ale țesutului pancreatic netumoral. În experimentele lor, când o celulă normală a fost infectată, aceasta a continuat să crească normal; Cu toate acestea, prezența sa a stimulat celulele canceroase din apropiere să crească și să se răspândească mai repede.

Această nouă descoperire extinde ideile actuale despre celulele necanceroase din și în jurul celulelor tumorale și despre modul în care cancerul se răspândește atât de agresiv. Orice celulă infectată de microbi ar putea fi mai susceptibilă la creșterea canceroasă la o dată ulterioară sau chiar mai susceptibilă la metastaze, care este modul în care majoritatea cancerelor își ucid gazdele.

Înarmați cu o înțelegere a modului în care bacteriile din tumori influențează creșterea și răspândirea cancerului, oamenii de știință ar putea dezvolta tratamente mai eficiente de chimioterapie sau imunoterapie. Aceste rezultate pot ajuta, de asemenea, la dezvoltarea instrumentelor de diagnostic și prognostic pentru a detecta cancerul mai devreme.

Deși am arătat că F. nucleatum este capabil să conducă la proliferarea și migrarea celulelor canceroase pancreatice, nu știm încă în ce măsură aceste rezultate se traduc la sistemele vii sau la pacienții umani. Acești pași următori vor fi lucrări viitoare importante care ne-ar putea arăta în cele din urmă dacă aceste cunoștințe ar putea duce la terapii mai eficiente adaptate componentelor microbiomului pacientului.”

Scott Verbridge, profesor asociat de inginerie biomedicală și mecanică

„Interacțiunile gazdă-microbiom sunt complexe, deoarece mulți rezidenți de bacterii susțin de fapt sănătatea umană și s-a dovedit că îmbunătățesc eficacitatea tratamentelor împotriva cancerului”, a spus Verbridge, care a câștigat un premiu pentru cercetare al decanului de inginerie în 2020. „Acest lucru face ca cercetarea mea să fie foarte complexă și semnificativă”, a spus Verbridge. „Există încă multe întrebări și, pe măsură ce căutăm răspunsuri, trebuie să fim atenți la modul în care am putea încerca să eliminăm bug-urile dăunătoare care pot avea asemănări cu rudele lor mai utile.”

Sursă:

Virginia Tech

Referinţă:

Udayasuryan, B., şi colab. (2022) Fusobacterium nucleatum induce proliferarea și migrarea în celulele canceroase pancreatice prin semnalizarea gazdă autocrină și paracrină. Semnalizarea științifică. doi.org/10.1126/scisignal.abn4948.

.