Мистерията на микробите, които живеят в туморите - пречат или помагат на рака?
Бактерии и гъбички могат да бъдат открити в и към туморите. Тези микробни поданици може да са от решаващо значение за разбирането по какъв начин се развива ракът и по какъв начин да се лекува.
Tелата ни са процъфтяващи местообитания за други форми на живот. Нашите вътрешности, уста, носове и кожа поддържат разнообразни общности от микроби, които могат да бъдат както положителни, по този начин и неприятни за нашето здраве. Но през последните години учените откриват микроби на напълно по-изненадващо място – в тумори.
Обичайно е да се мисли за рак като просто за маса от лични кафези на пациента, които действат погрешно и порастват неконтролируемо. Те в действителност са общности от доста разнообразни типове кафези, което е част от повода, заради която ракът е толкоз сложен за лекуване – мъчно е да се насочи към него, без да се навреди и на хубавичко тъкан, написа BBC. Но туморите също са домакини на сбирка от кафези от напълно други форми на живот – бактерии и гъбички. Някои виреят в средата към тумора, до момента в който други живеят вътре в самите ракови кафези.
Доскоро обаче ролята, която тези микроби играят в туморите, не беше ясно разбрана. Сега учените стартират да разкриват дали тези микроорганизми, свързани с тумора, са съучастници, които подкрепят раковите кафези, до момента в който се развиват, или просто нещастни минувачи, попаднали в тумора. И отговорите могат да обезпечат нови подходи за лекуване и предварителна защита на рака.
В изследване от 2017 година Равид Щраусман, раков биолог от Weizmann Institute of Science в Реховот, Израел, и неговият екип демонстрираха, че някои бактерии, живеещи в човешкия рак на панкреаса, могат да защитят туморите посредством инактивиране на общо химиотерапевтично лекарство. Те откриха, че един съответен клас бактерии, известни като гамапротеобактерии, могат да разграждат гемцитабин: лекарство, употребявано за лекуване на редица типове рак, в това число тези, открити в пикочния мехур, гърдата и панкреаса. Това оказа помощ на туморите да станат резистентни към лекарството. Когато екипът инжектира мишки с рак на дебелото черво с бактерията, ракът на мишките също става устойчив към лекарството. Но когато откривателите дадоха на мишките антибиотик дружно с химиотерапевтичното лекарство, устойчивостта изчезна.
В допълнение към тези констатации, проучване, оповестено през 2019 година от екип от университета Тохоку в Япония, преглежда ретроспективно пациенти, страдащи от рак в напреднал етап, които са били лекувани или единствено с химиотерапевтично лекарство, и такива, които също са получили антибиотик в допълнение към химиотерапията в опит да попречване или лекуване на съществуваща зараза. Те откриха, че пациентите, на които е даден антибиотик, имат по-добър отговор на лекуването. Въпреки че изследването не изследва количеството бактерии, присъстващи в раковата тъкан на тези пациенти, откривателите допускат, че антибиотиците може да са отстранили обвързваните с тумора бактерии, които може да са се намесвали в лекуването на рака.
Straussman и неговият екип в този момент се надяват да надградят тези изследвания с клинично изпитване, включващо пациенти с рак на панкреаса, които не са съумели от лекуването от първа линия. Те ще дадат на пациентите антибиотик, за който е известно, че работи против Gammaproteobacteria, дружно с курс на химиотерапевтично лекарство гемцитабин, с цел да видят дали антибиотикът усъвършенства техните резултати.
Но бактериите могат да играят и други функции при рака, с изключение на отбраната на туморите от лекарствено лекуване.
През 2020 година екипът на Щраусман прегледа повече от 1500 човешки тумора в седем разнообразни типа рак: рак на гърдата, белите дробове, яйчниците, панкреаса, меланома, костите и мозъка. Те разкрили, че всички типове тумори са нападнати от бактерии, които живеят в раковите кафези и някои от имунните кафези. Различните типове тумори имат разнообразни общности от бактерии.
" Всяка от тези бактерии се е приспособила към неповторимата туморна микросреда, в която живеят ", споделя Щраусман. „ При рак на белия дроб демонстрирахме по какъв начин хората, които пушат, имат повече бактерии, които могат да разграждат никотина – който е метаболит, обвързван с дима. При рак на костите виждаме бактерии, които метаболизират хидроксипролин, който е метаболит, обогатен в костни тумори. “
В доста случаи към момента не е ясно дали бактериите оказват помощ на страдащия, като държат раковите кафези под надзор.
Бактериите, открити в някои типове рак на гърдата, да вземем за пример, могат да детоксикират арсената, тип канцероген, за който е известно, че покачва риска от рак на гърдата. Други могат да създават химикал, наименуван микотиол, който оказва помощ за понижаване на равнищата на нездравословни реактивни кислородни молекули, които могат да увредят ДНК.
Съществуват обаче от ден на ден доказателства, че в някои случаи бактериите, живеещи в тумора, може фактически да утежняват рака.
Някои бактерии в туморите на гърдата могат да улеснят разпространяването на раковите кафези в други елементи на тялото
„ Все повече и повече документи излизат, показващи по какъв начин те могат да бъдат част от канцерогенезата “, споделя Щраусман. Бактериите може също по този начин да трансформират способността на имунната система да насочва и унищожава раковите кафези, прибавя той. „ Но ние в действителност драскаме повърхността тук. “ Трябва да се направи доста повече, споделя той, с цел да се проучат резултатите, които бактериите в туморите имат върху хода на раковите болести.
Вече има някои улики. Например, изследване от 2022 година на учени в Китай допуска, че някои бактерии в туморите на гърдата могат да улеснят разпространяването на раковите кафези в други елементи на тялото. Изследователите откриха бактерии, живеещи в клетките на тумора на гърдата, които циркулираха в кръвта на мишки. Тези циркулиращи ракови кафези се отделят от първичния израстък и могат да пътуват до други елементи на тялото, където могат да метастазират и порастват. Въпреки това, до момента в който туморните кафези дрънчат в кръвния поток, те са изложени на стрес, който кара някои от тях да се разпаднат.
Китайските откриватели откриха, че микробите вътре в тези мобилни туморни кафези наподобява ги защищават от част от напрежението, който изпитват. Изглежда, че вършат това, като оказват помощ за реорганизирането на вътрешните клетъчни поддържащи структури, известни като цитоскелет, тъй че клетките да са по-здрави. Когато учените отстраняват тези бактерии от туморите на мишките, наподобява, че туморите губят способността си да метастазират, макар че първичният рак на гърдата продължава да пораства.
„ Има от ден на ден доказателства, че характерни микроби в червата, кожата и други мукозни органи, както и в тумори, могат или да насърчат растежа и прогресията на тумора, или различно да му противодействат “ , споделя Дъглас Ханахан, онколог в Швейцарския институт за пробно проучване на рака в Лозана, Швейцария, и създател на „ Отличителните белези на рака: нови измерения “. Картината обаче остава мътна. „ Пейзажът е доста комплициран и макар че има улики, няма дефинитивна изясненост кой какво прави. “
Други изследвания преглеждат Fusobacterium nucleatum, орална бактерия, обвързвана със заболяване на венците, само че може да бъде обвързвана и с редица разнообразни типове рак. Изглежда, че тези бактерии могат да мигрират от устата към колоректалните ракови кафези посредством кръвния поток. Всяка бактерия носи на повърхността си характерни частици, които се свързват с повърхността на раковите кафези, което й разрешава да ги колонизира.
Веднъж попаднали на място, бактериите могат да ускорят растежа и разпространяването на тумори , като попречват способността на имунната система да убива раковите кафези. Протеин, създаден от Fusobacterium nucleatum, се свързва с механизъм за молекулярен надзор върху повърхностите на човешки естествени кафези убийци и Т кафези, които са основни елементи от отбраната на имунната система против тумори. Това свързване потиска способността на клетките да унищожават раковите кафези. Бактериите също по този начин разполагат с молекулярен боеприпас, който прави раковите кафези по-устойчиви на химиотерапия.
Освен това, ДНК на Fusobacterium nucleatum е открита в проби от човешки рак на гърдата. Това допуска, че той визира и тумори на други места в тялото. В едно изследване, когато бактериите са въведени на мишки с рак на гърдата, това форсира прогресията и разпространяването на заболяването. Даването на антибиотици на мишките предотврати това.
Може да наподобява изкушаващо включването на антибиотици в терапиите за рак, само че не е толкоз просто. Много от микробите в телата ни са доброкачествени или даже потребни, тъй че едно жестоко антибиотично лекуване може да аргументи повече щета, в сравнение с изгода, споделя Ханахан.
Вместо това откривателите би трябвало да се опитат да разкрият цялостната трудност на микробиома, обвързван с тумора. Цели общности от микроби могат да бъдат открити в туморите и те се поддържат взаимно по непредвидени способи.
Един подобен образец се върти към главното химиотерапевтично лекарство, употребявано за лекуване на пациенти с колоректален рак, 5-флуороурацил (5-FU). Изглежда, че инхибира растежа на неприятния Fusobacterium nucleatum. Въпреки това, някои варианти на Escherichia coli – постоянно срещани бактерии, намиращи се в червата – вършат лекарството неактивно.
Изследователи, ръководени от Сюзън Булман, раков микробиолог в Центъра за ракови болести Фред Хътчинсън в Сиатъл, Съединени американски щати, откриха, че неактивната форма на 5-FU към този момент не инхибира рака в лабораторни клетъчни култури. Освен това към този момент не предотвратява растежа на Fusobacterium nucleatum. Това накара Булман и нейните сътрудници да предположат, че пациентите, които не дават отговор на лекуването с 5-FU, могат да носят бактерии, които инактивират лекарството. Тези бактерии могат да дадат опция на Fusobacterium nucleatum да процъфтява, влошавайки положението на пациентите.
Установено е, че минимум 33 разнообразни типа рак имат колонии от бактерии, свързани с тях, с помощта на техники, създадени в Калифорнийския университет в Сан Диего, които търсят тяхното ДНК. Изследователите считат, че техниките могат да се употребяват и за създаване на нови способи за диагностициране на рак, като се търси ДНК от обособени свързани с тумора бактерии в кръвта на пациента.
Екипът зад това изследване сплоти сили с Равид Щраусман за изследване от 2022 година, което разкри различен тип микроби – гъбички – живеещи в рак. Те откриха гъбички в 35 разнообразни типа рак, доста от които съдържаха разнообразни комбинации от типове.
„ Открихме, че туморите, които имат повече бактерии, също имат повече гъбички, а тези с по-малко бактерии имат по-малко гъбички “, споделя Страусман. „ Можем единствено да предположим на този стадий, че някои тумори са по-ограничителни за съществуването на микроби в тях, а някои са по-разрешителни. “
Точно както при бактериите, някои от тези гъби наподобява манипулират имунната система в интерес на тумора. Установено е, че гъбата Malassezia globosa форсира развиването на една от формите на рак на панкреаса. Същите гъбички са открити и при пациенти с рак на гърдата, които имат по-кратка обща преживяемост, съгласно работата на Straussman и неговите сътрудници от Калифорнийския университет в Сан Диего. Други проучвания са открили, че някои гъбички, присъстващи в рак на панкреаса, отвличат елементи от имунната система, с цел да подтикват растежа на тумора.
Проучване от 2022 година също сподели, че ракът на стомаха, богат на гъбички Candida, демонстрира нараснала експресия на туморни гени, които предизвикват възпалението, и че туморите на дебелото черво, богати на ДНК на Candida, е по-вероятно да бъдат метастатични. Това „ може да се дължи на обстоятелството, че увеличеният брой на Candida може да бъде обвързван със загуба на чревната епителна преграда [клетките, покриващи червата] “, споделя Илиян Илиев, микробиолог от университета Корнел, чийто екип организира проучването.
Въпреки бързия ритъм на тези открития, към момента остават доста въпроси по отношение на връзката сред туморите и микробите, които живеят в тях. Микробите играят ли роля в развиването на тумора? Или те са просто опортюнистични поданици, които са се приспособили да защитят болния си от рак дом, когато намерят подобен? И може ли тази микробна общественост да бъде употребена, с цел да ни помогне в битката ни с рака?
След години насочването към туморни микроби може да стане също толкоз значимо, колкото преследването на самите ракови кафези, което води до по-ранни диагнози и даже нови лекувания. Но тази работа едвам в този момент стартира.
Tелата ни са процъфтяващи местообитания за други форми на живот. Нашите вътрешности, уста, носове и кожа поддържат разнообразни общности от микроби, които могат да бъдат както положителни, по този начин и неприятни за нашето здраве. Но през последните години учените откриват микроби на напълно по-изненадващо място – в тумори.
Обичайно е да се мисли за рак като просто за маса от лични кафези на пациента, които действат погрешно и порастват неконтролируемо. Те в действителност са общности от доста разнообразни типове кафези, което е част от повода, заради която ракът е толкоз сложен за лекуване – мъчно е да се насочи към него, без да се навреди и на хубавичко тъкан, написа BBC. Но туморите също са домакини на сбирка от кафези от напълно други форми на живот – бактерии и гъбички. Някои виреят в средата към тумора, до момента в който други живеят вътре в самите ракови кафези.
Доскоро обаче ролята, която тези микроби играят в туморите, не беше ясно разбрана. Сега учените стартират да разкриват дали тези микроорганизми, свързани с тумора, са съучастници, които подкрепят раковите кафези, до момента в който се развиват, или просто нещастни минувачи, попаднали в тумора. И отговорите могат да обезпечат нови подходи за лекуване и предварителна защита на рака.
В изследване от 2017 година Равид Щраусман, раков биолог от Weizmann Institute of Science в Реховот, Израел, и неговият екип демонстрираха, че някои бактерии, живеещи в човешкия рак на панкреаса, могат да защитят туморите посредством инактивиране на общо химиотерапевтично лекарство. Те откриха, че един съответен клас бактерии, известни като гамапротеобактерии, могат да разграждат гемцитабин: лекарство, употребявано за лекуване на редица типове рак, в това число тези, открити в пикочния мехур, гърдата и панкреаса. Това оказа помощ на туморите да станат резистентни към лекарството. Когато екипът инжектира мишки с рак на дебелото черво с бактерията, ракът на мишките също става устойчив към лекарството. Но когато откривателите дадоха на мишките антибиотик дружно с химиотерапевтичното лекарство, устойчивостта изчезна.
В допълнение към тези констатации, проучване, оповестено през 2019 година от екип от университета Тохоку в Япония, преглежда ретроспективно пациенти, страдащи от рак в напреднал етап, които са били лекувани или единствено с химиотерапевтично лекарство, и такива, които също са получили антибиотик в допълнение към химиотерапията в опит да попречване или лекуване на съществуваща зараза. Те откриха, че пациентите, на които е даден антибиотик, имат по-добър отговор на лекуването. Въпреки че изследването не изследва количеството бактерии, присъстващи в раковата тъкан на тези пациенти, откривателите допускат, че антибиотиците може да са отстранили обвързваните с тумора бактерии, които може да са се намесвали в лекуването на рака.
Straussman и неговият екип в този момент се надяват да надградят тези изследвания с клинично изпитване, включващо пациенти с рак на панкреаса, които не са съумели от лекуването от първа линия. Те ще дадат на пациентите антибиотик, за който е известно, че работи против Gammaproteobacteria, дружно с курс на химиотерапевтично лекарство гемцитабин, с цел да видят дали антибиотикът усъвършенства техните резултати.
Но бактериите могат да играят и други функции при рака, с изключение на отбраната на туморите от лекарствено лекуване.
През 2020 година екипът на Щраусман прегледа повече от 1500 човешки тумора в седем разнообразни типа рак: рак на гърдата, белите дробове, яйчниците, панкреаса, меланома, костите и мозъка. Те разкрили, че всички типове тумори са нападнати от бактерии, които живеят в раковите кафези и някои от имунните кафези. Различните типове тумори имат разнообразни общности от бактерии.
" Всяка от тези бактерии се е приспособила към неповторимата туморна микросреда, в която живеят ", споделя Щраусман. „ При рак на белия дроб демонстрирахме по какъв начин хората, които пушат, имат повече бактерии, които могат да разграждат никотина – който е метаболит, обвързван с дима. При рак на костите виждаме бактерии, които метаболизират хидроксипролин, който е метаболит, обогатен в костни тумори. “
В доста случаи към момента не е ясно дали бактериите оказват помощ на страдащия, като държат раковите кафези под надзор.
Бактериите, открити в някои типове рак на гърдата, да вземем за пример, могат да детоксикират арсената, тип канцероген, за който е известно, че покачва риска от рак на гърдата. Други могат да създават химикал, наименуван микотиол, който оказва помощ за понижаване на равнищата на нездравословни реактивни кислородни молекули, които могат да увредят ДНК.
Съществуват обаче от ден на ден доказателства, че в някои случаи бактериите, живеещи в тумора, може фактически да утежняват рака.
Някои бактерии в туморите на гърдата могат да улеснят разпространяването на раковите кафези в други елементи на тялото
„ Все повече и повече документи излизат, показващи по какъв начин те могат да бъдат част от канцерогенезата “, споделя Щраусман. Бактериите може също по този начин да трансформират способността на имунната система да насочва и унищожава раковите кафези, прибавя той. „ Но ние в действителност драскаме повърхността тук. “ Трябва да се направи доста повече, споделя той, с цел да се проучат резултатите, които бактериите в туморите имат върху хода на раковите болести.
Вече има някои улики. Например, изследване от 2022 година на учени в Китай допуска, че някои бактерии в туморите на гърдата могат да улеснят разпространяването на раковите кафези в други елементи на тялото. Изследователите откриха бактерии, живеещи в клетките на тумора на гърдата, които циркулираха в кръвта на мишки. Тези циркулиращи ракови кафези се отделят от първичния израстък и могат да пътуват до други елементи на тялото, където могат да метастазират и порастват. Въпреки това, до момента в който туморните кафези дрънчат в кръвния поток, те са изложени на стрес, който кара някои от тях да се разпаднат.
Китайските откриватели откриха, че микробите вътре в тези мобилни туморни кафези наподобява ги защищават от част от напрежението, който изпитват. Изглежда, че вършат това, като оказват помощ за реорганизирането на вътрешните клетъчни поддържащи структури, известни като цитоскелет, тъй че клетките да са по-здрави. Когато учените отстраняват тези бактерии от туморите на мишките, наподобява, че туморите губят способността си да метастазират, макар че първичният рак на гърдата продължава да пораства.
„ Има от ден на ден доказателства, че характерни микроби в червата, кожата и други мукозни органи, както и в тумори, могат или да насърчат растежа и прогресията на тумора, или различно да му противодействат “ , споделя Дъглас Ханахан, онколог в Швейцарския институт за пробно проучване на рака в Лозана, Швейцария, и създател на „ Отличителните белези на рака: нови измерения “. Картината обаче остава мътна. „ Пейзажът е доста комплициран и макар че има улики, няма дефинитивна изясненост кой какво прави. “
Други изследвания преглеждат Fusobacterium nucleatum, орална бактерия, обвързвана със заболяване на венците, само че може да бъде обвързвана и с редица разнообразни типове рак. Изглежда, че тези бактерии могат да мигрират от устата към колоректалните ракови кафези посредством кръвния поток. Всяка бактерия носи на повърхността си характерни частици, които се свързват с повърхността на раковите кафези, което й разрешава да ги колонизира.
Веднъж попаднали на място, бактериите могат да ускорят растежа и разпространяването на тумори , като попречват способността на имунната система да убива раковите кафези. Протеин, създаден от Fusobacterium nucleatum, се свързва с механизъм за молекулярен надзор върху повърхностите на човешки естествени кафези убийци и Т кафези, които са основни елементи от отбраната на имунната система против тумори. Това свързване потиска способността на клетките да унищожават раковите кафези. Бактериите също по този начин разполагат с молекулярен боеприпас, който прави раковите кафези по-устойчиви на химиотерапия.
Освен това, ДНК на Fusobacterium nucleatum е открита в проби от човешки рак на гърдата. Това допуска, че той визира и тумори на други места в тялото. В едно изследване, когато бактериите са въведени на мишки с рак на гърдата, това форсира прогресията и разпространяването на заболяването. Даването на антибиотици на мишките предотврати това.
Може да наподобява изкушаващо включването на антибиотици в терапиите за рак, само че не е толкоз просто. Много от микробите в телата ни са доброкачествени или даже потребни, тъй че едно жестоко антибиотично лекуване може да аргументи повече щета, в сравнение с изгода, споделя Ханахан.
Вместо това откривателите би трябвало да се опитат да разкрият цялостната трудност на микробиома, обвързван с тумора. Цели общности от микроби могат да бъдат открити в туморите и те се поддържат взаимно по непредвидени способи.
Един подобен образец се върти към главното химиотерапевтично лекарство, употребявано за лекуване на пациенти с колоректален рак, 5-флуороурацил (5-FU). Изглежда, че инхибира растежа на неприятния Fusobacterium nucleatum. Въпреки това, някои варианти на Escherichia coli – постоянно срещани бактерии, намиращи се в червата – вършат лекарството неактивно.
Изследователи, ръководени от Сюзън Булман, раков микробиолог в Центъра за ракови болести Фред Хътчинсън в Сиатъл, Съединени американски щати, откриха, че неактивната форма на 5-FU към този момент не инхибира рака в лабораторни клетъчни култури. Освен това към този момент не предотвратява растежа на Fusobacterium nucleatum. Това накара Булман и нейните сътрудници да предположат, че пациентите, които не дават отговор на лекуването с 5-FU, могат да носят бактерии, които инактивират лекарството. Тези бактерии могат да дадат опция на Fusobacterium nucleatum да процъфтява, влошавайки положението на пациентите.
Установено е, че минимум 33 разнообразни типа рак имат колонии от бактерии, свързани с тях, с помощта на техники, създадени в Калифорнийския университет в Сан Диего, които търсят тяхното ДНК. Изследователите считат, че техниките могат да се употребяват и за създаване на нови способи за диагностициране на рак, като се търси ДНК от обособени свързани с тумора бактерии в кръвта на пациента.
Екипът зад това изследване сплоти сили с Равид Щраусман за изследване от 2022 година, което разкри различен тип микроби – гъбички – живеещи в рак. Те откриха гъбички в 35 разнообразни типа рак, доста от които съдържаха разнообразни комбинации от типове.
„ Открихме, че туморите, които имат повече бактерии, също имат повече гъбички, а тези с по-малко бактерии имат по-малко гъбички “, споделя Страусман. „ Можем единствено да предположим на този стадий, че някои тумори са по-ограничителни за съществуването на микроби в тях, а някои са по-разрешителни. “
Точно както при бактериите, някои от тези гъби наподобява манипулират имунната система в интерес на тумора. Установено е, че гъбата Malassezia globosa форсира развиването на една от формите на рак на панкреаса. Същите гъбички са открити и при пациенти с рак на гърдата, които имат по-кратка обща преживяемост, съгласно работата на Straussman и неговите сътрудници от Калифорнийския университет в Сан Диего. Други проучвания са открили, че някои гъбички, присъстващи в рак на панкреаса, отвличат елементи от имунната система, с цел да подтикват растежа на тумора.
Проучване от 2022 година също сподели, че ракът на стомаха, богат на гъбички Candida, демонстрира нараснала експресия на туморни гени, които предизвикват възпалението, и че туморите на дебелото черво, богати на ДНК на Candida, е по-вероятно да бъдат метастатични. Това „ може да се дължи на обстоятелството, че увеличеният брой на Candida може да бъде обвързван със загуба на чревната епителна преграда [клетките, покриващи червата] “, споделя Илиян Илиев, микробиолог от университета Корнел, чийто екип организира проучването.
Въпреки бързия ритъм на тези открития, към момента остават доста въпроси по отношение на връзката сред туморите и микробите, които живеят в тях. Микробите играят ли роля в развиването на тумора? Или те са просто опортюнистични поданици, които са се приспособили да защитят болния си от рак дом, когато намерят подобен? И може ли тази микробна общественост да бъде употребена, с цел да ни помогне в битката ни с рака?
След години насочването към туморни микроби може да стане също толкоз значимо, колкото преследването на самите ракови кафези, което води до по-ранни диагнози и даже нови лекувания. Но тази работа едвам в този момент стартира.
Източник: moreto.net
КОМЕНТАРИ