Недавно идентифицированный токсин E. coli, ускорял развитие рака толстой кишки у исследуемых мышей.
Штаммы бактерий, вызывающие распространенные симптомы пищевого отравления, часто содержат токсин, который может повреждать ДНК клеток кишечника, потенциально провоцируя рак толстой кишки, говорится в исследовании ученых из Школы общественного здравоохранения Джона Хопкинса Блумберга.
Это открытие заставляет предположить, что некоторые из примерно двух миллионов новых случаев колоректального рака, ежегодно возникающих во всем мире, вызваны кратковременными и, казалось бы, легкими пищевыми отравлениями. Оно также указывает на возможность создания в будущем лекарственных препаратов, предотвращающих колоректальный рак путем нейтрализации недавно выявленного токсина UshA. Результаты исследования были опубликованы 12 января в январском выпуске журнала Cancer Discovery.
Предыдущие исследования показали, что определенные бактерии, обитающие в кишечнике, могут провоцировать развитие колоректального рака в результате персистирующих инфекций, сопровождающихся хроническим воспалением кишечника. Кратковременные инфекции, вызывающие пищевые отравления, включая диарею путешественников, которые обычно проходят через день или два, традиционно считаются неканцерогенными. "Мы надеемся, что это исследование побудит других исследователей провести эпидемиологические исследования, чтобы изучить потенциальную связь между преходящими диарейными инфекциями и развитием рака толстой кишки", - говорит старший автор исследования Фенги Ван.
В исследовании сотрудники группы Вана провели эксперименты на мышиной модели скоротечной бактериальной диареи с использованием Citrobacter rodentium, которая имеет большое сходство с вызывающими диарею штаммами Escherichia coli. Исследователи заметили, что заражение Citrobacter быстро привело к выраженным признакам повреждения ДНК в клетках, выстилающих кишечник у мышей. Ученые также отметили, что повреждение зависело от бактериального механизма, называемого системой секреции 3-его типа (T3SS). Этот шприцеподобный механизм используется некоторыми бактериями, включая Citrobacter и патогенными штаммами E. coli, для введения белков в клетки хозяина. Этот механизм способствует росту и выживанию вторгшихся микробов.
Исследователи в конечном итоге остановились на белке UshA, вводимом путем T3SS, который объясняет повреждение ДНК. Они обнаружили, что UshA, который также может производиться вызывающей диарею E. coli, содержит короткий сегмент с активностью фермента, разрушающего ДНК. Функция этого ДНК-разрушающего элемента в жизненном цикле Citrobacter пока неясна. (В исследовании его удаление, по-видимому, не ухудшало рост или выживание бактерий). Однако в ходе исследования на мышах ученые обнаружили доказательства того, что UshA может оказывать определенный канцерогенный эффект на инфицированного хозяина.
Ученые провели эксперимент с генетически сконструированной линией мышей, у которых спонтанно развивались опухоли толстой кишки, и обнаружили, что инфицирование этих мышей Citrobacter, содержащим UshA, резко ускоряло развитие опухолей. В отличие от этого, заражение сконструированным Citrobacter, в котором отсутствует ген UshA, практически не повлияло на ускорение развития опухоли. Исследователи также обнаружили, что типы мутаций в опухолях толстой кишки, ускоренных Citrobacter, были очень похожи на те, которые были зарегистрированы в опухолях толстой кишки человека, что еще раз подчеркивает их потенциальную значимость для здоровья.
По словам Вана, убедительное подтверждение этой связи будет нелегко получить, поскольку транзиторные инфекции, по определению, уже давно исчезнут к моменту развития опухолей. (Опухоли толстой кишки обычно развиваются в течение многих лет, прежде чем их обнаруживают). Ван предполагает, что для установления связи между бактериями, содержащими UshA, и раком толстой кишки человека потребуются эпидемиологические исследования. По его словам, их лучше всего проводить в Африке к югу от Сахары, где бактериальные инфекции, вызывающие диарею, и колоректальный рак являются относительно распространенными.
В настоящее время Ван вместе с другими исследователями работает над созданием ингибиторов токсина UshA. "В принципе, такие ингибиторы можно давать пациентам с диарейными заболеваниями, чтобы защитить их от повреждений ДНК, способствующих развитию рака", - утверждает он.
