Кишечную палочку уличили во влиянии на рак прямой кишки
Биологи доказали, что недавно открытые штаммы кишечной палочки, которые вырабатывают токсин колибактин, действительно способствуют развитию рака прямой и толстой кишки. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Nature."Многие факторы риска, такие как табак или ультрафиолет, вызывают характерные повреждения в ДНК. Их легко распознать, по ним можно легко понять, какую роль они сыграли в появлении рака. Мы открыли очень четкие следы аналогичных повреждений, которые возникают в раковых клетках кишечника под действием токсинов бактерий", – рассказал о работе один из ее авторов, профессор Института Хюбрехта (Нидерланды) Ганс Клеверс.
За последние два десятилетия молекулярные биологи и медики открыли сразу несколько видов микробов, которые напрямую участвуют в развитии рака в органах и тканях тела человека, других животных или в тканях растений, либо статистически связаны с ним.
В частности, рак желудка чаще всего возникает из-за двух видов бактерий – Heliobacter pylori и Streptococcus gallolyticus. Микробы Bacteroides fragilis способствуют появлению опухолей в прямой кишке, а бактерии Herbaspirillum и Sphingomonadaceae помогают расти раковым клеткам легких.
Изучая то, как некоторые опасные разновидности обычной кишечной палочки (Escherichia coli), которые могут производить токсины, влияли на жизнедеятельность клеток прямой кишки и других отделов пищеварительной системы, Клеверс и его коллеги открыли еще один пример подобной связи между микрофлорой человека и вероятностью заполучить рак.
Невидимые пособники рака
Несколько лет назад биологи заметили, что у людей, в микрофлоре которых есть определенные штаммы Escherichia coli, производящие токсичное вещество колибактин, вероятность появления рака прямой кишки оказалась значительно выше. Похожее на него соединение выделяет и Bacteroides fragilis. Это заставило многих ученых подозревать, что похожим образом в развитии рака замешана и кишечная палочка.
Биологи во главе с Гансом Клеверсом доказали, что это на самом деле так. В ходе своего последнего исследования они наблюдали за тем, как выделения подобных подвидов Escherichia coli влияли на рост культур стволовых клеток, извлеченных из кишечника здорового человека. Ученые превратили эти клетки в некий аналог стенок прямой кишки, после чего на протяжении полугода наблюдали за тем, как бактерии, которые выделяли колибактин, влияли на их жизнедеятельность и структуру ДНК.
Эти опыты показали, что подобные штаммы кишечной палочки действительно способствовали формированию раковых опухолей, вызывая набор очень специфических повреждений в геноме стволовых клеток кишки. Их можно было легко отличить от других видов мутаций.
В частности, в их ДНК чаще возникали одиночные "опечатки", в результате которых тимидин, одна из составляющих ДНК, заменялся на другое азотистое основание. При этом подобные мутации обычно возникали в тех случаях, когда тимидин соседствовал с двумя аналогичными молекулами или аденозином, еще одним типом азотистых оснований. Помимо этого, ученые нашли несколько других характерных мутаций, которые приводят к удалению значительных сегментов генома или другим опасным изменениям в его структуре.
Следы подобных изменений в структуре генома, по их словам, встречались в ДНК раковых клеток у примерно 5% больных, чьи опухоли впоследствии изучили исследователи. Все это, как считают Клеверс и его коллеги, однозначно свидетельствует о том, что кишечная палочка, которая производит колибактин, напрямую способствует развитию рака прямой и толстой кишки и является серьезной угрозой для здоровья человека.
