Bakterijos, slypinčios vėžio ląstelėse, gali turėti įtakos gydymui

Vėžio ląstelės yra patogus prieglobstis bakterijoms. Tokia išvada padaryta atlikus kruopštų tyrimą daugiau nei 1, 000 skirtingų žmogaus vėžio navikų mėginių. Tyrimas, vadovavo Weizmanno mokslo instituto mokslininkai, rado bakterijų, gyvenančių visų vėžio tipų ląstelėse - nuo smegenų iki kaulų iki krūties vėžio - ir netgi nustatė unikalias kiekvieno tipo vėžio bakterijų populiacijas. Tyrimai rodo, kad supratimas apie ryšį tarp vėžio ląstelės ir jo „mini mikrobiomo“ gali padėti numatyti galimą tam tikrų gydymo būdų veiksmingumą arba gali parodyti, ateityje, būdų, kaip manipuliuoti šiomis bakterijomis, siekiant sustiprinti priešvėžinio gydymo veiksmus. Šio tyrimo išvados buvo paskelbtos Mokslas ir pavaizduotas viršelyje.

Prieš kelis metus, Dr Ravidas Straussmanas iš Weizmanno molekulinės ląstelių biologijos katedros atrado bakterijas, slypinčias žmogaus kasos naviko ląstelėse. Buvo įrodyta, kad bakterijos apsaugo vėžio ląsteles nuo chemoterapinių vaistų, „virškindamos“ ir inaktyvuodamos šiuos vaistus. Kai kiti tyrimai taip pat nustatė bakterijas naviko ląstelėse, Dr Straussmanas ir jo komanda svarstė, ar toks priegloba gali būti taisyklė, o ne išimtis. Sužinoti, Dr. Deborah Nejman ir Ilana Livyatan iš Straussmano grupės ir daktaras Garoldas Fuksas iš Weizmanno sudėtingų sistemų fizikos katedros dirbo su pasauline onkologų ir tyrėjų komanda. Darbui taip pat vadovavo daktaras Noamas Shentalis iš Izraelio atvirojo universiteto matematikos ir informatikos katedros.

Galiausiai komanda atliks išsamų tyrimą, kuriame aprašoma, didele raiška, bakterijos, gyvenančios šiose vėžio formose - smegenys, kaulas, krūtis, plaučiai, kiaušidės, kasa, kolorektalinis, ir oda (melanoma). Jie atrado, kad kiekvienas vėžio tipas turi bakterijų, ir kad skirtingi vėžio tipai turi skirtingas bakterijų rūšis. Tai buvo krūties vėžys, vis dėlto, kuriame buvo didžiausias bakterijų kiekis ir įvairovė. Mokslininkai įrodė, kad krūties navikuose galima rasti daug daugiau bakterijų nei normaliame krūties audinyje, supančiame navikus, ir kad kai kurios bakterijos pirmenybę teikė naviko audiniui, o ne normaliam jį supančiam audiniui.

Norėdami pasiekti šiuos rezultatus, komandai teko įveikti keletą iššūkių. Vienam, bakterijų masė naviko mėginyje yra palyginti maža, ir tyrėjai turėjo rasti būdų, kaip sutelkti dėmesį į šias mažas ląstelėse esančias ląsteles. Jie taip pat turėjo pašalinti bet kokį galimą išorinį užteršimą. Iki šios pabaigos, jie panaudojo šimtus neigiamų kontrolinių medžiagų ir sukūrė skaičiavimo filtrų seriją, kad pašalintų bet kokių bakterijų, kurios galėjo atsirasti iš naviko mėginių, pėdsakus.

Komanda sugebėjo auginti bakterijas tiesiai iš žmogaus krūties navikų, ir rezultatai įrodė, kad šiuose navikuose rastos bakterijos yra gyvos. Bakterijų vizualizacija elektronų mikroskopu parodė, kad jos mieliau įsikuria tam tikroje vėžio ląstelių vietoje:netoli ląstelių branduolio.

Skirtingos ląstelės skirtingoms bakterijoms

Komanda taip pat pranešė, kad bakterijų galima rasti ne tik vėžio ląstelėse, bet imuninėse ląstelėse, esančiose navikų viduje. „Kai kurios iš šių bakterijų gali sustiprinti priešvėžinį imuninį atsaką, o kiti gali jį slopinti - ši išvada gali būti ypač svarbi norint suprasti tam tikrų imunoterapijų veiksmingumą, "sako daktaras Straussmanas. Iš tiesų, kai komanda palygino bakterijas iš melanomos mėginių grupių, jie nustatė, kad skirtingos bakterijos buvo praturtintos tais melanomos navikais, kurie reagavo į imunoterapiją, palyginti su tais, kurių atsakas buvo silpnas.

Daktaras Straussmanas mano, kad tyrimas taip pat gali pradėti paaiškinti, kodėl kai kurios bakterijos mėgsta vėžines ląsteles ir kodėl kiekvienas vėžys turi savo tipišką mikrobiomą:skirtumai, matyt, priklauso nuo patogumų, siūlomų kiekvienoje naviko ląstelių aplinkoje. Tai yra, bakterijos gali gyventi iš tam tikrų metabolitų, kuriuos per daug gamina tam tikri navikų tipai arba jie laikomi tose rūšyse. Pavyzdžiui, kai komanda palygino rūkančiųjų plaučių navikuose esančias bakterijas su niekada nerūkančių pacientų bakterijomis, jie rado nukrypimų. Šie skirtumai labiau išryškėjo, kai tyrėjai palygino dviejų bakterijų grupių genus:tie, kurie buvo iš rūkančiųjų plaučių vėžio ląstelių, turėjo daug daugiau genų, skirtų metabolizuoti nikotiną, toluenas, fenolis, ir kitos cigaretėse esančios cheminės medžiagos.

Be to, kad kai kurie iš labiausiai paplitusių vėžio atvejų apsaugo unikalias bakterijų populiacijas savo ląstelėse, tyrėjai mano, kad metodai, kuriuos jie sukūrė, kad nustatytų kiekvieno vėžio tipo mikrobiomas, dabar gali būti naudojami atsakant į esminius klausimus, susijusius su šių bakterijų vaidmenimis:ar jie teikia paslaugą kamerai? Kuriame etape jie apsigyvena? Kaip jie skatina ar stabdo vėžio augimą? Kokį poveikį jie turi ląstelės atsakui į gydymą nuo vėžio?

Navikai yra sudėtingos ekosistemos, kuriose, kaip žinoma, yra:be vėžio ląstelių, imuninės ląstelės, stromos ląstelės, kraujagyslės, nervai, ir daug kitų komponentų, visa tai, ką mes vadiname naviko mikroaplinka. Mūsų studijos, taip pat kitų laboratorijų tyrimai, aiškiai parodo, kad bakterijos taip pat yra neatskiriama naviko mikroaplinkos dalis. Tikimės, kad išsiaiškinę, kaip jie tiksliai atitinka bendrą naviko ekologiją, galime išsiaiškinti naujus vėžio gydymo būdus “.

Daktaras Ravidas Straussmanas, Weizmanno molekulinės ląstelių biologijos katedra

• Tyrime pateikiami genai, būtini dviejų bendrų bakterijų metabolinei funkcijai
• NAU mokslininkas bendradarbiauja su skliautais pagrįsta vakcina, kad užkirstų kelią ir gydytų COVID-19