دانشمندان کشف کرده‌اند که چگونه برخی از باکتری‌های E. coli باعث سرطان روده بزرگ می‌شوند

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان کشف کرده‌اند که چگونه برخی از باکتری‌های E. coli در روده با اتصال به سلول‌های روده و آزاد کردن سمی که به DNA آسیب می‌رساند، باعث پیشرفت سرطان روده بزرگ می‌شوند. این مطالعه که در مجله Nature منتشر شده است، رویکرد جدیدی را برای کاهش بالقوه خطر ابتلا به سرطان ارائه می‌دهد. این مطالعه توسط تیم‌های پروفسور لارس وریک (مرکز تحقیقات التهاب VIB-UGent) و پروفسور هان رموت (مرکز زیست‌شناسی ساختاری VIB-VUB) انجام شده است.

سرطان روده بزرگ سومین سرطان شایع و کشنده است. به طرز نگران کننده‌ای، میزان ابتلا به آن، به ویژه در بین جوانان، در حال افزایش است. شواهد جدید نشان می‌دهد که باکتری‌های خاصی در میکروبیوتای روده (مجموعه‌ای از باکتری‌های سالم در روده‌های ما) ممکن است از طریق مکانیسم‌های عمدتاً ناشناخته در ایجاد سرطان روده بزرگ نقش داشته باشند.

یکی از باکتری‌های مشکوک به سرطان‌زایی، باکتری اشریشیا کلی pks+ است که ژنوتوکسینی به نام کولی‌باکتین تولید می‌کند. کولی‌باکتین می‌تواند به DNA انسان متصل شده و به آن آسیب برساند و باعث جهش‌هایی شود که می‌توانند خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهند. این باکتری‌ها و جهش‌های ایجاد شده توسط آنها در بیماران مبتلا به سرطان روده بزرگ بسیار رایج است.

تاکنون مشخص نبود که چگونه باکتری‌های اشریشیا کلی pks+ می‌توانند به دیواره روده برسند و به آن آسیب برسانند و باعث پیشرفت سرطان شوند. آزمایش‌های انجام شده در گروه‌های پروفسور لارس وریک (VIB-UGent) و پروفسور هان رموت (VIB-VUB) نشان داده است که این باکتری‌ها بین حالت شنای آزاد و حالتی که به مخاط روده (اپیتلیوم روده) متصل می‌شوند، تغییر حالت می‌دهند. این اتصال توسط پیلی‌های باکتریایی خاص، الیاف پروتئینی بلند و نازک روی سطح باکتری‌ها که به چسب‌هایی ختم می‌شوند که می‌توانند به گیرنده‌های روی سلول‌های اپیتلیال روده متصل شوند، امکان‌پذیر می‌شود.

ماد جانس، یکی از نویسندگان این مطالعه (VIB-UGent)، می‌گوید: «ما دریافتیم که اتصال پیلی به طور قابل توجهی تعداد، اندازه و تهاجمی بودن تومور‌های روده بزرگ را افزایش می‌دهد.»

پروفسور لارس وریک (VIB-UGent)، یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «آزمایش‌های ما نشان می‌دهد که اتصال pks+ E. coli به اپیتلیوم روده می‌تواند گامی حیاتی در توسعه سرطان روده بزرگ تلقی شود.» «ما دریافتیم که با تداخل در این مکانیسم‌های اتصال باکتریایی، می‌توان توسعه تومور را به طور قابل توجهی کند کرد.»

ماگدالنا کولاتا (VIB-VUB)، یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «ما توانستیم چسبندگی‌های باکتریایی خاصی را شناسایی کنیم که واسطه اتصال به سلول‌های روده بزرگ هستند: FimH و FmlH». ما فرض کردیم که اتصال توسط این چسبندگی‌ها به باکتری‌ها اجازه می‌دهد تا ژنوتوکسین کولیباکتین را در نزدیکی سلول‌های اپیتلیال تولید کنند که منجر به آسیب DNA و ایجاد سرطان می‌شود.»

در واقع، این تیم نشان داد که حذف چسبندگی‌ها، باکتری‌ها را از توانایی انتقال کولی‌باکتین و ایجاد آسیب به DNA محروم می‌کند.

جانس می‌گوید: «بر اساس یافته‌هایمان، ما یک رویکرد درمانی را برای جلوگیری از اتصال باکتری‌ها با استفاده از مولکول‌هایی که اتصال این چسبندگی‌های مهم باکتریایی را مسدود می‌کنند، آزمایش کردیم. نکته قابل توجه این است که ما توانستیم آسیب DNA و رشد تومور را در مدل‌های پیش‌بالینی به طور چشمگیری سرکوب کنیم.» «این رویکرد درمانی بسیار امیدوارکننده است، زیرا برخلاف آنتی‌بیوتیک‌ها، با موفقیت سویه‌های مضر E. coli را بدون تأثیر بر میکروب‌های مفید روده هدف قرار می‌دهد.»

محققان همچنین خاطرنشان می‌کنند که سبک زندگی غربی ممکن است دیواره‌های روده ما را در برابر باکتری‌های مضر، از جمله pks+ E. coli، آسیب‌پذیرتر کند.

یافته‌های جدید همچنین رازی را که در این زمینه همچنان یک راز باقی مانده بود، روشن می‌کند: برخی از گونه‌های E. coli که به عنوان پروبیوتیک (باکتری‌های زنده‌ای که تصور می‌شود سلامت را ارتقا می‌دهند) تأیید و استفاده می‌شوند، حامل ژن‌های pks هستند، اما در آزمایش‌های آزمایشگاهی خطر سرطان را افزایش نمی‌دهند.

پروفسور هان رموت (VIB-VUB)، یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «ما نشان می‌دهیم که این سویه‌ها کولی‌باکتین تولید می‌کنند و ادهسین‌های FimH و FmlH را بیان می‌کنند که توسط سویه‌های بیماری‌زا برای رساندن سم به سلول‌های اپیتلیال استفاده می‌شوند.» «مشخص شده است که این سویه‌ها حاوی نوعی از FimH هستند که خیلی خوب متصل نمی‌شود، بنابراین سم کولی‌باکتین به هدف خود نمی‌رسد.»

با این حال، نویسندگان نشان می‌دهند که تنها چند جهش برای بازیابی اتصال قوی FimH و فعالیت ژنوتوکسیک این سویه‌ها مورد نیاز است، که نیاز به تجدید نظر در مورد در نظر گرفتن آنها به عنوان پروبیوتیک‌های بی‌ضرر را برجسته می‌کند.