مطالعه نشان می دهد که یک باکتری دهان نقش مهمی در سرطان روده بزرگ دارد

نماینده Fna C1 و Fna سویه‌های C2 با سلول‌های سرطانی کولون انسانی کشت می‌شوند. شبکه نتایج تجزیه و تحلیل محاسباتی تصویربرداری هم کانونی را نشان می دهد. ماسک های مستقل برای سلول های اپیتلیال سرطانی (خاکستری) و سلول های باکتریایی داخل سلولی (Fna C1 سبز، Fna اسطوخودوس C2) تولید شد. از این ماسک ها برای محاسبه درصد سلول های سرطانی داخل سلولی استفاده شد Fna. نوار مقیاس 20 میکرومتر است. | اعتبار عکس: Zepeda-Rivera, M., Minot, SS, Bouzek, H. et al. یک کلاد مجزای Fusobacterium nucleatum بر طاقچه سرطان کولورکتال غالب است. Nature 628, 424-432 (2024).

باکتری معروف به فوزوباکتریوم نوکلئاتوم در دهان انسان زندگی می کنند و به ندرت در جاهای دیگر یافت می شوند. اما در موارد سرطان روده بزرگ یا راست روده، باکتری‌ها در تومورهای روده یافت می‌شوند، جایی که به سلول‌های سرطانی کمک می‌کنند از سیستم ایمنی فرار کنند و به سایر قسمت‌های بدن گسترش یابند.

در یک مطالعه جدید، گروهی از محققان مرکز سرطان فرد هاچینسون در ایالات متحده، یک زیرگروه مجزا از این باکتری را شناسایی کردند که در مقادیر نسبتاً بیشتری در تومورهای سرطان روده بزرگ (CRC) یافت می شود.

CRC هفتمین نوع شایع سرطان در هند است که در آن تعداد موارد از سال 2004 تا 2014 20 درصد افزایش یافته است. علوم پایه در سال گذشته، بروز CRC با شروع زودهنگام تنظیم شده با سن “در بسیاری از کشورها با نرخ هشداردهنده 2-4٪ افزایش یافته است، با افزایش حتی شدیدتر در افراد کمتر از 30 سال.”

با توجه به آزمایشات این تیم که در مقاله ای در طبیعتدر ماه مارس، برخی از عوامل ژنتیکی می توانند تقویت شوند فوزوباکتریوم توانایی ارتباط با سرطان های روده این تیم همچنین نشان داد که وقتی موش ها به این نوع آلوده شدند فوزوباکتریومروده آنها تشکیلات پیش سرطانی به نام آدنوم ایجاد کرد.

کارشناسان گفتند که یافته های این مطالعه می تواند در آینده برای توسعه آزمایش هایی برای تشخیص زودهنگام CRC و ایجاد گزینه های درمانی هدفمند مورد استفاده قرار گیرد.

یک کلاد مخصوص خودش

محققان کار را با کشت آغاز کردند فوزوباکتریوم باکتری های جمع آوری شده از 130 تومور CRC انسانی در آزمایشگاه. سپس آنها کل ترکیب ژنتیکی باکتری های جدا شده را نقشه برداری کردند و متوجه شدند که از چهار مورد شناخته شده است فوزوباکتریوم نوکلئاتوم زیرگونه، فقط Fusobacterium nucleatum animalis (Fnaبه طور قابل توجهی با تومورهای CRC مرتبط بود.

اعضای منفرد یک گونه دارای DNA کمی متفاوت هستند. تجزیه و تحلیل پانژنومیک به محققان کمک می کند تا تمام ژن های موجود در یک گونه و همچنین قسمت هایی از ژنوم را که برخی از اعضای گونه دارند، اما نه همه آنها، ترسیم کنند. این قسمت ژنوم جانبی نامیده می شود. اعضای یک گونه را می توان بسته به ژنوم های جانبی که دارند زیر طبقه بندی کرد.

محققان در تجزیه و تحلیل خود دریافتند Fna دارای کوچکترین ژنوم هسته (قسمتی که همه اعضای گونه دارند)، که نشان می دهد ممکن است زیرگروه های مختلفی وجود داشته باشد. Fna. در پاسخ، آنها تاریخچه تکاملی باکتری را با ردیابی تغییرات در ژن های آن ردیابی کردند. این تحلیل نشان داد که Fna، به جای اینکه یک گروه همگن باشد، از باکتری های دو تبار تکاملی مختلف تشکیل شده است.

دانشمندان گروهی از اشکال حیات متعلق به یک دودمان تکاملی را کلاد می نامند. بنابراین، محققان دو کلاس مختلف را شناسایی کردند Fna: اینها را صدا زدند Fna C1 و Fna C2. آنها در ادامه یافتند Fna باکتری های C2 به طور قابل توجهی با تومورهای CRC مرتبط هستند و عوامل ژنتیکی اضافی برای کمک به آنها در این زمینه وجود دارد.

استعمار روده

به نظر می‌رسید که هم تفاوت‌های فیزیکی و هم ژنتیکی بین این دو کلاد نقش داشته باشد Fna توانایی باکتری C2 برای ارتباط با تومورهای CRC. از نظر فیزیکی، Fna باکتری C2 بلندتر و نازک تر از آن به نظر می رسید Fna باکتری C1 نویسندگان در مقاله خود نوشتند که چنین تفاوت‌هایی می‌تواند بر نحوه زندگی باکتری‌ها در بافت میزبان و همچنین فرار از سیستم ایمنی بدن تأثیر بگذارد.

از نظر ژنتیکی، Fna باکتری C2 دارای ژن هایی بود که برای دریافت انرژی در روده انسان دو ترکیب مورد نیاز است: اتانول آمین و 1،2-پروپاندیول. این ژن ها گم شده بودند Fna C1. بنابراین محققان به این نتیجه رسیدند Fna توانایی باکتری C2 برای ارتباط با تومورهای CRC حداقل تا حدی مشروط به «افزایش مکانیسم‌های مهار مواد مغذی و افزایش پتانسیل متابولیک» بود.

محققان یافته های خود را با تجزیه و تحلیل ژنوم موجود در بیش از 1200 نمونه مدفوع انسانی تأیید کردند که تقریباً نیمی از آنها از افراد مبتلا به CRC و بقیه از افراد سالم بودند. آنها دریافتند که Fna ژن‌های مورد نیاز برای متابولیسم اتانول آمین و 1،2-پروپاندیول در نمونه‌های مدفوع بیماران CRC نسبت به نمونه‌های افراد بدون CRC غنی‌تر بودند.

دهان به روده

دانشمندان قبلاً معتقد بودند فوزوباکتریوم مثلاً زمانی که فردی لثه‌های خود را خیلی سخت یا در حین اعمال معمول دندان‌پزشکی مسواک می‌زند، باکتری‌ها می‌توانند از دهان به روده بروند و جریان خون را آلوده کنند. نویسندگان جدید طبیعت کاغذ مسیر جدیدی را ارائه کرد: اینکه باکتری ها می توانستند از طریق دستگاه گوارش فرود آمده و به روده بزرگ برسند.

باکتری ها معمولاً این مسیر را طی نمی کنند زیرا نمی توانند در محیط بسیار اسیدی معده زنده بمانند.

اما محققان دریافتند Fna C2 می تواند. این باکتری ها می توانند در شرایط اسیدی تر از حد ممکن رشد کنند Fna باکتری C1 – و همچنین ژن های خاصی داشتند که می توانستند در برابر اثرات اسیدها مقاومت کنند. این ژن ها زمانی آنلاین شدند که اسیدیته آن با اسید معده قابل مقایسه بود.

در موش مانند انسان

در مرحله بعد، محققان بررسی کردند که آیا Fna C2 می تواند باعث ایجاد تومور در روده شود. برای این کار معرفی کردند Fna باکتری C1 در روده ملتهب برخی موش ها و Fna باکتری C2 در روده ملتهب دیگران. (این موش‌ها یک مدل حیوانی رایج هستند که برای بررسی شرایطی که انسان را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهند استفاده می‌شود). Fna باکتری C2

آنها همچنین اشاره کردند که روده های Fna موش‌های تحت درمان با C2 پروفایل‌های متابولیکی متفاوتی داشتند – تغییراتی که با ارتباط قبلاً گزارش‌شده بین سطوح متابولیت‌های متفاوت و پیشرفت تومور مطابقت دارد.

“به طور کلی، نتایج ما توانایی این را نشان می دهد Fna C2، اما نه Fna نویسندگان نوشتند، C1، برای تأثیر متابولیکی بر محیط روده به سمت شرایط مساعد برای CRC.

در نهایت، محققان فرضیه های خود را در گروهی از بیماران انسانی آزمایش کردند. کار با بافت CRC و بافت های غیر سرطانی از یک فرد، نویسندگان آن را تایید کردند Fna C2 تنها بود فوزوباکتریوم زیرگروه غنی شده در بافت های CRC. آنها نتایج مشابهی را در نمونه های مدفوع از افراد مبتلا به CRC یافتند اما در نمونه های افراد سالم نه.

راه طولانی تا آزمایشات بالینی

به گفته Neetu Kalra، محقق درمان سرطان در دانشگاه عظیم پریمجی، بوپال، «این مطالعه چشم‌اندازهای امیدوارکننده‌ای را برای پیشرفت درمان‌های سلولی میکروبی ارائه می‌کند، که شامل استفاده از سویه‌های باکتریایی اصلاح‌شده برای تجویز مستقیم درمان‌ها در تومورها می‌شود.»

وارون آگاروالا استادیار موسسه جیو بمبئی است که روی پیوند مدفوع برای بیماری های عفونی و التهابی روده نیز کار می کند. او این مطالعه را “جامع” خواند و گفت: “مطالعاتی مانند این پایه محکمی برای جامعه گسترده تر برای طراحی مداخلات میکروبی هدفمند و تشخیص برای CRC فراهم می کند.”

وی افزود که تحقیقات آینده باید میکروبیوم روده و دهان افراد در معرض خطر و میکروبیوم تومور آنها را پس از تشخیص CRC ردیابی کند تا بفهمد چگونه گونه‌های خاصی از باکتری‌ها می‌توانند باعث سرطان شوند.

به طور مشابه، دکتر کالرا گفت که مطالعات آتی می تواند به «خط زمانی استعمار» نگاه کند Fna باکتری C2: مرحله CRC که در آن باکتری با تومورها مرتبط می شود. او توضیح داد: «اگر کلونیزاسیون زودهنگام رخ دهد، می‌تواند تشخیص زودهنگام CRC را تسهیل کند».

از طرف دیگر، او همچنین گفت که در حال توسعه دارویی است که می تواند به طور انتخابی هدف قرار گیرد Fna باکتری C2 بدون تاثیر Fna C1 یا سایر باکتری های روده “چالش مهمی را ارائه می دهد”.

سایانتان داتا روزنامه نگار علمی و عضو هیئت علمی دانشگاه کرا است. آنها در @queersprings توییت می کنند.