Raziskovalci iz Princetona ugotavljajo povezavo med mikrobi in rakom pri ogroženih kalifornijskih lisicah

Ali lahko stafilokoki povzročijo raka?

Znano je, da mikrobi vplivajo na prebavo, razpoloženje in splošno zdravje, in zdaj so raziskovalci iz Princetona pokazali, da je premik mikrobioma povezan z rakom - vsaj pri ogroženi podvrsti lisic, ki jih najdemo le na enem otoku ob kalifornijski obali.

Njihove raziskave kažejo na večstopenjski proces:prvič, lisice Santa Catalina v velikosti mačke so okužene z ušesnimi pršicami, ki spremenijo mikrobiom lisic in omogočijo okužbo s stafilokokom. Medtem ko je Staphylococcus pseudintermedius v porastu, okužba, odporna na antibiotike, vodi v kronično vnetje ušes lisic. V tem okolju vnetnega tkiva, tumorji lahko cvetijo. Raziskovalci so svoje ugotovitve podrobno opisali v reviji Molekularna ekologija .

"Zelo smo bili navdušeni, da smo našli tako jasne rezultate, "je dejala Alexandra DeCandia, prvi avtor prispevka in podiplomski študent v laboratoriju Bridgett vonHoldt, izredni profesor ekologije in evolucijske biologije na univerzi Princeton. "Vse, kar smo našli - zmanjšana raznolikost vrst, spremembe v sestavi skupnosti, presežek potencialno patogenih vrst - ustreza našim pričakovanjem. "

Projekt se je začel med ohranjanjem na otoku Santa Catalina, ko so raziskovalci opazili, da ima približno polovica odraslih lisic tumorje v ušesih. To je ena najvišjih stopenj tumorjev, ki so jih kdaj opazili pri divjih živalih, sproži takojšnjo nadaljnjo študijo.

Zgodnje delo je pokazalo povezavo med okužbo ušesne pršice in rastjo tumorja. Večina raziskovalcev je teoretizirala, da ušesne pršice vodijo v kronično vnetje, na koncu sproži rast tumorjev. DeCandia in vonHoldtova ekipa sta želeli vedeti, ali ima mikrobiom tudi vlogo v tem sistemu.

Zaradi osredotočenosti na raznolikost v mikrobiomu je njihovo delo odličen primer, kam se bo področje premaknilo v prihodnosti. Šele pred kratkim smo izvedeli, kako pomemben je mikrobiom za zdravje posameznika - pa naj gre za žival ali človeka. Prej Znanstveniki so pregledali le del slike. Zagotovo niso gledali mikrobiomov - niti orodij za to niso imeli. ... s pregledom tega, spoznali smo, da pomanjkanje raznolikosti v tej mikrobni skupnosti, v kombinaciji z genetiko lisic, najbolje nam pomaga razumeti ne le grožnjo te bolezni, ampak tudi drugih bolezni. To je res nova paradigma za razumevanje groženj ogroženim vrstam. "

George Amato, direktor konzervatorske genomike v Ameriškem naravoslovnem muzeju

Ogrožene lisice Santa Catalina so ena od šestih podvrst lisic Channel Island (Urocyon littoralis), ki živijo na šestih od osmih Kanalskih otokov ob obali južne Kalifornije. Več podvrst, vključno s tistimi na Santa Catalini (U. littoralis catalinae), so naredili impresivne skoke z roba izumrtja - zaradi česar so si genetsko zelo podobni, skoraj kloni drug drugega.

Zaradi skoraj popolnega pomanjkanja genske raznolikosti lisic so fascinantni raziskovalni subjekti, je dejal DeCandia.

"Na genetsko raznolikost običajno gledamo kot na dobro in potrebno, "je rekla." Ohranja organizme zdrave - pomislite na negativne učinke na zdravje, povezane s križanjem - in pomaga prebivalcem preživeti nepričakovane spremembe v svojem okolju. Kljub temu, da nimajo skoraj nobene genetske variacije, te lisice kažejo zelo malo znakov slabega zdravja ali sorodne depresije. Zaradi tega se sprašujemo, ali druge oblike raznolikosti - na primer njihovi bivajoči organizmi - postanejo pomembni akterji pri zdravju in imunosti. Zato smo svojo študijo osredotočili na mikrobiome in bolezni pri teh lisicah. "

Povezava med mikrobi in rakom je bila nepričakovana ugotovitev, DeCandia je dejal. "Ko smo se prvič lotili te študije, preprosto smo želeli opisati mikrobiom na nekaj različnih mestih telesa v lisicah. Tako kot bi naravoslovci iz 19. stoletja vstopili v nov habitat in katalogizirali vrste, prvotno smo nameravali katalogizirati mikrobe. Vendar pa po natančnejšem pregledu ušesnih kanalov, ugotovili smo, da je s stanjem okužbe s pršicami veliko razlik. Nato smo papir obrnili tako, da se je skoraj v celoti osredotočil na mikrobe ušesnega kanala, povezane z okužbo s pršicami! "

S svojimi sodelavci iz Catalina Island Conservancy, zbrisali so več deset lisic, da bi zbrali mikrobe, nato ekstrahirali DNA, da bi ugotovili, kateri mikrobi so prisotni v vseh njihovih vzorcih - in v kakšni relativni številčnosti.

"Ker v skupnosti obstajajo mikrobi, relativni delež je pomemben, "Je dejala DeCandia.

Ugotovili so, da imajo ušesni kanali, okuženi s pršicami, bistveno drugačne mikrobne skupnosti kot neokužena ušesa. Splošno bogastvo vrst je bilo manjše, relativno število pa je bilo nagnjeno k eni bakterijski vrsti:S. pseudintermedius, ki je pogost pri kanidih (vključno s psi) in lahko postane oportunistični patogen, ko so skupnosti porušene - na primer z okužbo s pršicami.

Staph mikrobi nato tvorijo biofilme, odporne na antibiotike, ki jih imunski sistem "neverjetno težko izkorenini", je dejal DeCandia. Kot rezultat, ta sev stafilokoka je pri mnogih vrstah povezan s kroničnim vnetjem.

Raziskovalci še vedno poskušajo razjasniti vzročno -posledične odnose - na primer ali pršice prinašajo mikrobe stafilokokov ali so bili prisotni, vendar latentni, dokler pršice niso povzročile strukturnih poškodb, da bi omogočile populacijski razcvet - vendar je niz korelacij jasen:okužba s pršicami je povezana s širjenjem bakterije S. pseudintermedius, ki je povezan s kroničnim vnetjem, povezanim s tumorigenezo.

Eno veliko odprto vprašanje je, zakaj, od šestih podvrst lisic Channel Island, le trije imajo pršice in samo ena - lisice na otoku Catalina - kažejo znatno rast tumorja.

Nova študija krepi prejšnje raziskave, v katerih so člani vonHoldtovega laboratorija, vključno s Kennedyjem Leverettom iz razreda 2020, preučevali spremembe v mikrobiomu kože, povezane s sarkoptično mango, ki ga povzroča druga vrsta pršic. Pogledali so kojote, rdeče lisice in sive lisice ter odkrili izjemno dosledne znake motenj mikrobov, ki so se skoraj popolnoma ujemali s študijo otoške lisice:Okuženi posamezniki so zmanjšali raznolikost mikrobov in povečali številčnost S. pseudintermedius.

"Upoštevano skupaj, ti dve študiji kažejo, da je ta mikrobna vrsta pomemben akter pri kanidnih mikrobiomih in lahko deluje pri številnih boleznih, "Je dejala DeCandia.

• Črevesne bakterije pomagajo uravnavati krčenje in sprostitev mišic debelega črevesa
• Črevesni mikrobi v oseh pomagajo premagati pesticide