Бактерии, скрывающиеся в раковых клетках, могут повлиять на лечение

Раковые клетки - удобное убежище для бактерий. Этот вывод является результатом тщательного изучения более 1, 000 образцов опухолей различных видов рака человека. Изучение, во главе с исследователями из Института науки Вейцмана, обнаружили бактерии, живущие внутри клеток всех типов рака - от мозга до костей и рака груди - и даже определили уникальные популяции бактерий, обитающих в каждом типе рака. Исследование предполагает, что понимание взаимосвязи между раковой клеткой и ее «мини-микробиомом» может помочь предсказать потенциальную эффективность определенных методов лечения или указать на в будущем, к способам манипулирования этими бактериями для усиления действия противоопухолевых средств. Результаты этого исследования были опубликованы в Наука и фигурирует на обложке.

Несколько лет назад, Доктор Равид Штраусман из отдела молекулярной клеточной биологии Вейцмана обнаружил бактерии, скрывающиеся в опухолевых клетках поджелудочной железы человека. Было показано, что бактерии защищают раковые клетки от химиотерапевтических препаратов, «переваривая» и инактивируя эти препараты. Когда другие исследования также обнаружили бактерии в опухолевых клетках, Доктор Штраусман и его команда задались вопросом, может ли такой хостинг быть правилом. а не исключение. Выяснить, Доктора Дебора Нейман и Илана Ливятан из группы Штраусмана и доктор Гарольд Фукс из отдела физики сложных систем Вейцмана работали с глобальной командой онкологов и исследователей. Работой также руководил доктор Ноам Шенталь из отдела математики и информатики Открытого университета Израиля.

Команда в конечном итоге подготовит подробное исследование, описывающее, в высоком разрешении, бактерии, живущие в этих раковых образованиях - мозг, кость, грудь, легкое, яичник поджелудочная железа колоректальный, и кожа (меланома). Они обнаружили, что каждый тип рака содержит бактерии, и что разные типы рака содержат разные виды бактерий. Это был рак груди, тем не мение, в котором было наибольшее количество и разнообразие бактерий. Ученые продемонстрировали, что в опухолях груди можно найти гораздо больше бактерий, чем в нормальной ткани груди, окружающей опухоль. и что некоторые бактерии преимущественно обнаруживаются в ткани опухоли, а не в окружающей ее нормальной ткани.

Чтобы получить эти результаты, команде пришлось преодолеть несколько проблем. Для одного, масса бактерий в образце опухоли относительно невелика, и исследователям пришлось найти способы сосредоточиться на этих крошечных клетках внутри клеток. Они также должны были устранить любое возможное внешнее заражение. К этому концу, они использовали сотни отрицательных контролей и создали серию вычислительных фильтров для удаления следов любых бактерий, которые могли проникнуть извне из образцов опухоли.

Команде удалось вырастить бактерии прямо из опухолей груди человека, и результаты доказали, что бактерии, обнаруженные в этих опухолях, живы. Визуализация бактерий с помощью электронной микроскопии показала, что они предпочитают гнездиться в определенном месте внутри раковых клеток:рядом с ядром клетки.

Разные клетки для разных бактерий

Команда также сообщила, что бактерии можно найти не только в раковых клетках, но в иммунных клетках, которые находятся внутри опухолей. «Некоторые из этих бактерий могут усиливать противоопухолевый иммунный ответ, в то время как другие могут подавлять его - открытие, которое может быть особенно актуальным для понимания эффективности определенных иммунотерапевтических препаратов, - говорит доктор Штраусман. когда команда сравнила бактерии из групп образцов меланомы, они обнаружили, что различные бактерии были обогащены теми опухолями меланомы, которые реагировали на иммунотерапию, по сравнению с теми, которые имели плохой ответ.

Доктор Штраусман считает, что исследование может также начать объяснять, почему некоторые бактерии, такие как раковые клетки, и почему каждый рак имеет свой собственный типичный микробиом:различия, по-видимому, сводятся к выбору удобств, предлагаемых в каждом типе среды опухолевых клеток. То есть, бактерии могут жить за счет определенных метаболитов, которые продуцируются или накапливаются в определенных типах опухолей. Например, когда команда сравнила бактерии, обнаруженные в опухолях легких от курильщиков, с бактериями от пациентов, которые никогда не курили, они обнаружили расхождения. Эти различия стали более отчетливыми, когда исследователи сравнили гены двух групп бактерий:гены из клеток рака легких курильщиков имели гораздо больше генов для метаболизма никотина, толуол, фенол, и другие химические вещества в сигаретах.

Помимо демонстрации того, что некоторые из наиболее распространенных видов рака содержат уникальные популяции бактерий внутри своих клеток, исследователи полагают, что методы, которые они разработали для идентификации характерных микробиомов для каждого типа рака, теперь могут быть использованы для ответа на важные вопросы о роли, которую играют эти бактерии:являются ли бактерии нахлебниками излишков метаболитов раковых клеток, или они обслуживают сотовый? На каком этапе они поселяются? Как они способствуют или препятствуют росту рака? Как они влияют на реакцию клетки на противораковое лечение?

<цитата>

Опухоли - это сложные экосистемы, которые, как известно, содержат, помимо раковых клеток, иммунные клетки, стромальные клетки, кровеносный сосуд, нервы и многие другие компоненты, все это часть того, что мы называем микросредой опухоли. Наши исследования, а также исследования других лабораторий, ясно демонстрируют, что бактерии также являются неотъемлемой частью микросреды опухоли. Мы надеемся, что, узнав, как именно они вписываются в общую экологию опухолей, мы можем найти новые способы лечения рака ».

Д-р Равид Штраусман, Отделение молекулярной клеточной биологии Вейцмана

• Исследование отображает гены, необходимые для метаболической функции двух распространенных бактерий.
• Ученый НАУ работает над созданием вакцины из хранилища для профилактики и лечения COVID-19