Syöpäsoluissa piilevät bakteerit voivat vaikuttaa hoitoon

Syöpäsolut ovat mukavia turvapaikkoja bakteereille. Tämä johtopäätös syntyy tarkasta tutkimuksesta yli 1, 000 tuumorinäytettä eri ihmisen syövistä. Tutkimus, johtavat Weizmann -tiedeinstituutin tutkijat, löysi bakteereja, jotka asuivat kaikkien syöpätyyppien soluissa - aivoista luuhun rintasyöpään - ja jopa yksilöi ainutlaatuisia bakteeripopulaatioita, jotka asuvat jokaisessa syöpätyypissä. Tutkimus viittaa siihen, että syöpäsolun ja sen "mikro-mikrobiomin" välisen suhteen ymmärtäminen voi auttaa ennustamaan tiettyjen hoitojen tehokkuutta tai viittaamaan tulevaisuudessa, keinoihin manipuloida näitä bakteereja tehostaakseen syöpälääkkeiden toimintaa. Tämän tutkimuksen tulokset julkaistiin vuonna Tiede ja esillä kannessa.

Useita vuosia sitten, Ravid Straussman Weizmannin molekyylisolubiologian osastolta löysi bakteereja, jotka piiloutuivat ihmisen haiman kasvainsoluihin. Bakteerien osoitettiin suojaavan syöpäsoluja kemoterapialääkkeiltä "sulattamalla" ja inaktivoimalla nämä lääkkeet. Kun muissa tutkimuksissa havaittiin bakteereja myös kasvainsoluissa, Straussman ja hänen tiiminsä miettivät, voisiko tällainen isännöinti olla sääntö, pikemminkin kuin poikkeus. Saada selville, Dr. Deborah Nejman ja Ilana Livyatan Straussmanin ryhmässä ja tohtori Garold Fuks Weizmannin monimutkaisten järjestelmien fysiikan laitokselta työskentelivät maailmanlaajuisen onkologi- ja tutkijatiimin kanssa. Työtä johti myös tri Noam Shental Israelin avoimen yliopiston matematiikan ja tietojenkäsittelytieteen osastolta.

Tiimi laatisi lopulta yksityiskohtaisen tutkimuksen, jossa kuvataan, korkealla resoluutiolla, näissä syövissä elävät bakteerit - aivot, luu, rinta, keuhko, munasarja, haima, paksusuolen, ja iho (melanooma). He havaitsivat, että jokainen syöpätyyppi sisälsi bakteereja, ja että eri syöpätyypeissä on erilaisia ​​bakteerilajeja. Se oli rintasyöpä, kuitenkin, jossa oli suurin määrä ja monimuotoisuus bakteereja. Tutkijat osoittivat, että rintasyövistä löytyy paljon enemmän bakteereja kuin kasvaimia ympäröivästä normaalista rintakudoksesta. ja että joitakin bakteereja löydettiin ensisijaisesti kasvainkudoksesta eikä sitä ympäröivästä normaalista kudoksesta.

Näihin tuloksiin pääsemiseksi joukkue joutui selviytymään useista haasteista. Yhdelle, bakteerien massa kasvaimenäytteessä on suhteellisen pieni, ja tutkijoiden oli löydettävä keinoja keskittyä näihin pieniin soluihin solujen sisällä. Heidän oli myös poistettava mahdollinen ulkopuolinen saastuminen. Tätä varten he käyttivät satoja negatiivisia kontrolleja ja loivat sarjan laskennallisia suodattimia poistamaan bakteerien jäljet, jotka olisivat voineet tulla tuumorinäytteiden ulkopuolelta.

Tiimi pystyi kasvattamaan bakteereja suoraan ihmisen rintasyövistä, ja tulokset osoittivat, että näistä kasvaimista löydetyt bakteerit ovat elossa. Bakteerien elektronimikroskooppinen visualisointi osoitti, että ne mieluummin pesivät tiettyyn paikkaan syöpäsolujen sisällä:lähellä solun ydintä.

Eri solut eri bakteereille

Tiimi ilmoitti myös, että bakteereja löytyy paitsi syöpäsoluista, mutta kasvainten sisällä olevissa immuunisoluissa. "Jotkut näistä bakteereista voivat parantaa syövän vastaista immuunivastetta, toiset saattavat tukahduttaa sen - havainto, joka voi olla erityisen tärkeä tiettyjen immunoterapioiden tehokkuuden ymmärtämiseksi, "sanoo tohtori Straussman. kun ryhmä vertasi bakteereja melanoomanäytteiden ryhmistä, he havaitsivat, että erilaisia ​​bakteereja rikastettiin niissä melanooma -kasvaimissa, jotka vastasivat immunoterapiaan verrattuna niihin, joilla oli huono vaste.

Straussmanin mielestä tutkimus voi myös alkaa selittää, miksi jotkut bakteerit pitävät syöpäsoluista ja miksi jokaisella syöpällä on oma tyypillinen mikrobiominsa. Tuo on, bakteerit voivat elää tietyistä metaboliiteista, joita tietyt kasvaintyypit tuottavat liikaa tai varastoivat niihin. Esimerkiksi, kun tiimi vertasi tupakoitsijoiden keuhkokasvaimissa olevia bakteereja potilaisiin, jotka eivät olleet koskaan tupakoineet, he löysivät eroja. Nämä erot erottuivat selvemmin, kun tutkijat vertasivat kahden bakteeriryhmän geenejä:tupakoitsijoiden keuhkosyöpäsoluista peräisin olevilla oli paljon enemmän geenejä nikotiinin metaboloimiseksi, tolueeni, fenoli, ja muita kemikaaleja savukkeissa.

Sen lisäksi, että jotkut yleisimmistä syövistä suojaavat ainutlaatuisia bakteeripopulaatioita soluissaan, tutkijat uskovat, että niiden kehittämiä menetelmiä tunnistaa mikrobiomit kullekin syöpätyypille voidaan nyt käyttää vastaamaan ratkaiseviin kysymyksiin näiden bakteerien rooleista:ovatko bakteerit vapaasti ladattavia syöpäsolun ylimääräisissä metaboliiteissa, vai tarjoavatko he palvelua solulle? Missä vaiheessa he asuvat? Miten ne edistävät tai estävät syövän kasvua? Mitä vaikutuksia niillä on solun vasteeseen syöpälääkkeisiin?

Kasvaimet ovat monimutkaisia ​​ekosysteemejä, joiden tiedetään sisältävän syöpäsolujen lisäksi immuunisolut, stroomasolut, verisuonet, hermot, ja monia muita komponentteja, kaikki osa sitä, mitä kutsumme kasvaimen mikroympäristöksi. Opintomme, samoin kuin muiden laboratorioiden tutkimukset, osoittavat selvästi, että bakteerit ovat myös olennainen osa kasvaimen mikroympäristöä. Toivomme, että selvittämällä, kuinka ne sopivat yleiseen kasvainekologiaan, voimme keksiä uusia tapoja hoitaa syöpää. "

Ravid Straussman, Weizmannin molekyylisolubiologian laitos

• Tutkimus kartoittaa kahden yleisen bakteerin metaboliselle toiminnalle välttämättömät geenit
• NAU-tiedemies tekee yhteistyötä holvipohjaisen rokotteen kanssa COVID-19:n ehkäisemiseksi ja hoitamiseksi