Bakterien, die in Krebszellen lauern, können die Behandlung beeinträchtigen

Krebszellen sind bequeme Zufluchtsorte für Bakterien. Diese Schlussfolgerung ergibt sich aus einer strengen Studie von über 1 000 Tumorproben verschiedener menschlicher Krebsarten. Die Studium, geleitet von Forschern des Weizmann Institute of Science, fanden Bakterien, die in den Zellen aller Krebsarten leben – vom Gehirn über die Knochen bis hin zu Brustkrebs – und identifizierten sogar einzigartige Populationen von Bakterien, die in jeder Krebsart vorkommen. Die Forschung legt nahe, dass das Verständnis der Beziehung zwischen einer Krebszelle und ihrem "Mini-Mikrobiom" dazu beitragen kann, die potenzielle Wirksamkeit bestimmter Behandlungen vorherzusagen oder aufzeigen kann, in der Zukunft, zu Möglichkeiten, diese Bakterien zu manipulieren, um die Wirkung von Krebsbehandlungen zu verstärken. Die Ergebnisse dieser Studie wurden veröffentlicht in Wissenschaft und auf dem Cover abgebildet.

Vor einigen Jahren, Dr. Ravid Straussman von Weizmanns Abteilung für Molekulare Zellbiologie entdeckte Bakterien, die in menschlichen Bauchspeicheldrüsentumorzellen lauern. Es wurde gezeigt, dass die Bakterien Krebszellen vor Chemotherapeutika schützen, indem sie diese Medikamente „verdauen“ und inaktivieren. Als andere Studien auch Bakterien in Tumorzellen fanden, Dr. Straussman und sein Team fragten sich, ob ein solches Hosting die Regel sein könnte, eher die Ausnahme. Herausfinden, Drs. Deborah Nejman und Ilana Livyatan in Straussmans Gruppe und Dr. Garold Fuks von Weizmanns Department of Physics of Complex Systems arbeiteten mit einem globalen Team von Onkologen und Forschern zusammen. Die Arbeit wurde auch von Dr. Noam Shental vom Mathematics and Computer Science Department der Open University of Israel geleitet.

Das Team würde schließlich eine detaillierte Studie erstellen, die beschreibt, in hoher Auflösung, die Bakterien, die in diesen Krebsarten leben – Gehirn, Knochen, Brust, Lunge, Eierstock, Pankreas, kolorektal, und Haut (Melanom). Sie entdeckten, dass jede einzelne Krebsart Bakterien beherbergt, und dass verschiedene Krebsarten verschiedene Bakterienarten beherbergen. Es war der Brustkrebs, jedoch, das die größte Menge und Vielfalt an Bakterien hatte. Die Wissenschaftler zeigten, dass in Brusttumoren viel mehr Bakterien zu finden sind als im normalen Brustgewebe, das die Tumoren umgibt. und dass einige Bakterien bevorzugt im Tumorgewebe gefunden wurden und nicht in dem es umgebenden normalen Gewebe.

Um zu diesen Ergebnissen zu gelangen, Das Team musste mehrere Herausforderungen meistern. Für eine, die Masse der Bakterien in einer Tumorprobe relativ klein ist, und die Forscher mussten Wege finden, sich auf diese winzigen Zellen innerhalb der Zellen zu konzentrieren. Sie mussten auch jede mögliche äußere Kontamination beseitigen. Zu diesem Zweck, Sie verwendeten Hunderte von Negativkontrollen und erstellten eine Reihe von Computerfiltern, um die Spuren von Bakterien zu entfernen, die von außerhalb der Tumorproben stammen könnten.

Das Team konnte Bakterien direkt aus menschlichen Brusttumoren züchten, und die Ergebnisse bewiesen, dass die in diesen Tumoren gefundenen Bakterien leben. Elektronenmikroskopische Visualisierung der Bakterien zeigte, dass sie sich bevorzugt an einer bestimmten Stelle innerhalb der Krebszellen einnisten:in der Nähe des Zellkerns.

Verschiedene Zellen für verschiedene Bakterien

Das Team berichtete auch, dass Bakterien nicht nur in Krebszellen zu finden sind, aber in Immunzellen, die sich in Tumoren befinden. „Einige dieser Bakterien könnten die Immunantwort gegen Krebs verstärken, während andere es unterdrücken könnten – ein Befund, der für das Verständnis der Wirksamkeit bestimmter Immuntherapien besonders relevant sein könnte, " sagt Dr. Straussman. Tatsächlich als das Team die Bakterien aus Gruppen von Melanomproben verglich, Sie fanden heraus, dass in Melanomtumoren, die auf eine Immuntherapie ansprachen, andere Bakterien angereichert waren als in solchen, die schlecht ansprachen.

Dr. Straussman glaubt, dass die Studie auch beginnen kann zu erklären, warum manche Bakterien Krebszellen mögen und warum jeder Krebs sein eigenes typisches Mikrobiom hat:Die Unterschiede liegen offenbar in der Wahl der Annehmlichkeiten, die in jeder Art von Tumorzellumgebung angeboten werden. Das ist, die Bakterien können von bestimmten Metaboliten leben, die von bestimmten Tumorarten überproduziert oder in ihnen gespeichert werden. Zum Beispiel, als das Team die Bakterien in Lungentumoren von Rauchern mit denen von Patienten verglich, die nie geraucht hatten, sie fanden Abweichungen. Diese Unterschiede traten noch deutlicher hervor, als die Forscher die Gene der beiden Bakteriengruppen verglichen:Die aus den Lungenkrebszellen der Raucher hatten viel mehr Gene für die Verstoffwechslung von Nikotin, Toluol, Phenol, und andere Chemikalien in Zigaretten.

Abgesehen davon, dass einige der häufigsten Krebsarten einzigartige Bakterienpopulationen in ihren Zellen beherbergen, Die Forscher glauben, dass die von ihnen entwickelten Methoden zur Identifizierung von Signaturmikrobiomen für jede Krebsart nun entscheidende Fragen zur Rolle dieser Bakterien beantworten können:Sind die Bakterien Trittbrettfahrer auf den überschüssigen Metaboliten der Krebszelle, oder stellen sie der Zelle einen Dienst zur Verfügung? In welchem ​​Stadium nehmen sie ihren Wohnsitz? Wie fördern oder behindern sie das Wachstum des Krebses? Welche Auswirkungen haben sie auf die Reaktion der Zelle auf Krebsbehandlungen?

Tumore sind komplexe Ökosysteme, von denen bekannt ist, dass sie neben Krebszellen, Immunzellen, Stromazellen, Blutgefäße, Nerven, und viele weitere Komponenten, alles Teil dessen, was wir als Tumor-Mikroumgebung bezeichnen. Unser Studium, sowie Studien anderer Labore, zeigen deutlich, dass Bakterien auch ein integraler Bestandteil der Tumor-Mikroumgebung sind. Wir hoffen, dass wir, wenn wir herausfinden, wie genau sie in die allgemeine Tumorökologie passen, Wir können neue Wege zur Behandlung von Krebs finden."

Dr. Ravid Straussmann, Weizmanns Abteilung für Molekulare Zellbiologie

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