Genetiskt justerade tarmbakterier minskar risken för kolorektal cancer hos möss, finner studie

Forskare har funnit att redigering av generna hos de bakterier som finns i tarmarna hos möss kan hjälpa till att minska inflammationen och därmed förenad risk för kolorektal cancer. Forskningen från UT Southwestern -forskarna har publicerats i veckan i det senaste numret av Journal of Experimental Medicine . Studien har titeln, "Redigering av tarmmikrobioten minskar cancerframkallande i musmodeller av kolitassocierad kolorektal cancer."

Mänsklig mikrobiota i tarmen. Illustrationskredit:Alpha Tauri 3D -grafik / Shutterstock

Enligt forskare kan denna studie vara början på nya tillvägagångssätt för förebyggande av cancer bland personer som löper risk för kronisk tarminflammation. De förklarar att över 1,6 miljoner amerikaner lider av inflammatorisk tarmsjukdom (IBD) med hälften som lider av ulcerös kolit och den andra hälften av Crohns sjukdom. Dr Ezra Burstein, Professor i internmedicin och molekylärbiologi och chef för UT Southwesters avdelning för matsmältnings- och leversjukdomar, huvudförfattare till studien, förklarade att personer med IBD har en högre risk att utveckla kolorektal cancer. Kolorektal cancer har listats som den tredje vanligaste cancerformen och den näst största orsaken till cancerrelaterade dödsfall runt om i världen, säger Världshälsoorganisationen. Dessutom ökar risken för kolorektal cancer med tre till sju gånger hos personer som lider av IBD. Dr Burstein sa, på grund av detta screenas personer som lider av IBD regelbundet för kolorektal cancer. De får tre till tio gånger fler koloskopier jämfört med normala individer, han sa. Medförfattare Dr Sebastian Winter, Biträdande professor i mikrobiologi och immunologi och en W.W. Caruth, Jr. Scholar i biomedicinsk forskning förklarade att de som lider av IBD har en tydlig obalans och förändring av deras mikrobiom eller tarmbakterier. Deras bakteriekolonisering i tarmen skiljer sig väsentligt från dem som har normala tarmar.

Burstein förklarade att denna studie visade att risken för tjocktarmscancer kan minskas om tarmmikrobiomet kan ändras hos mössen. Han sa i ett uttalande, ”Det viktigaste fyndet i denna studie är att manipulering av tarmmikrobiomet är tillräckligt för att påverka utvecklingen av tumörer. Man kan tänka sig en tid då mediciner som förändrar beteendet och sammansättningen av bakterierna som lever i tarmen kommer att vara en del av behandlingen för IBD. ” Dr Winter sa, ”Vårt tarmkanal vimlar av mikrober, varav många är fördelaktiga och bidrar till vår allmänna hälsa. Än, under vissa förutsättningar, den normala funktionen hos dessa mikrobiella samhällen kan störas. Ett överflöd av vissa mikrober är förknippat med ökad risk för utveckling av sjukdomar, inklusive vissa cancerformer. ”

Dessa forskare hade förra året publicerat en studie i tidskriften Natur som skisserade det faktum att under inflammation aktiveras vissa metaboliska vägar inom några av tarmbakterierna. Om dessa vägar är riktade, antalet bakterier kan minskas, hade de noterat. Eftersom de minskade antalet bakterier, inflammationen kan också minskas. Effekten av ett sådant ingrepp sågs inte hos personer med ett friskt tarmmikrobiom. Bland möss med inflammatoriska reaktioner, detta tillvägagångssätt minskade risken för tarminflammation eller kolit, skrev forskarna.

"Till exempel, mest E. coli (Escherichia coli) bakterier är ofarliga och skyddar människans tarm från andra tarmpatogener som t.ex. Salmonella , en vanlig orsak till matförgiftning. Dock, en delmängd av E coli bakterier producerar ett toxin som inducerar DNA -skada och kan orsaka tjocktarmscancer hos forskningsdjur. Vi utvecklade ett enkelt tillvägagångssätt-att ge ett vattenlösligt volframsalt till möss som är genetiskt utsatta för att utveckla inflammation-för att förändra sättet som kan vara skadligt E coli bakterier genererar energi för tillväxt. Att begränsa tillväxten av dessa bakterier minskade tarminflammation och minskade förekomsten av tumörer i två modeller av kolorektal cancer, ”Sa Dr Winter. De använde volfram för att minska genotoxinerna. Teamet skrev, ”Oral administrering av natriumtungstat inhiberade E coli molybdoenzymer och selektivt minskad tarmkolonisering med genotoxinproducerande E coli och andra Enterobacteriaceae. ”

Studiens första författare var Dr Wenhan Zhu, en postdoktor i vinterlaboratoriet. Detta tillvägagångssätt för precisionsredigering av bakteriens genetiska koder är ett skifte från det vanliga tillvägagångssättet skrev forskarna. Detta skulle hjälpa till att minska inflammation hos patienterna under uppblossningar av IBD sa forskarna. "Här, vi presenterar bevis för att inriktning på tarmmikrobiota kan vara tillräcklig för att påverka tumörbildning på ett betydande och meningsfullt sätt, ”Sa Dr Winter. ”Precis som med vårt 2018 -papper, detta är en proof-of-concept studie som kommer att vägleda oss i utvecklingen av framtida läkemedel med liknande aktivitet och mindre toxicitet, " han lade till.

Studien stöddes av National Institutes of Health, Welch Foundation, Burroughs Wellcome Fund, American Cancer Society, och Crohns och Colitis Foundation of America.

• Företaget utökar utvecklingsplaner för läkemedel som bromsar utvecklingen till dialys
• Leverfunktion kan vara viktig vid risken för Alzheimers sjukdom