Новости

Данные, полученные исследователями из Онкологического центра Джона Хопкинса, свидетельствуют о том, что Clostridioides difficile (C. diff), вызывающие серьезные диарейные инфекции, может также быть причиной колоректального рака.    Колоректальный рак является одной из ведущих причин рака и смертей, связанных с раком, во всем мире, с многофакторной этиологией, которая, вероятно, включает проканцерогенные бактерии. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cancer Discovery и указывают на еще одну неприятную роль C. difficile, вызывающую около 500 000 инфекций в год только в США.    "Рост числа людей в возрасте до 50 лет, у которых в последние годы диагностируется колоректальный рак, шокирует. Мы обнаружили, что эта бактерия, по-видимому, вносит весьма неожиданный вклад в развитие злокачественных опухолей толстой кишки", - говорит Синтия Сирс, профессор медицины в Школе медицины Университета Джона Хопкинса.    Несколько лет назад исследователи из лаборатории Сирс обнаружили, что более половины пациентов с колоректальным раком имеют бактериальные биопленки на слизистой толстой кишки - в то время как обычно они обнаруживаются только у 10-15% здоровых пациентов без опухолей. Однако, когда исследователи инфицировали мышей образцами биопленок, полученными от отдельных людей с колоректальным раком, один образец привлек их внимание, потому что он заметно увеличил количество колоректальных опухолей у мышей. В то время как в большинстве контрольных групп опухоли развиваются менее чем у 5%, эта суспензия биопленки вызвала опухоли у 85% мышей.    В ходе дополнительных экспериментов группа выявила образец пациента без биопленки, который аналогичным образом увеличивал опухоли толстой кишки у мышей. Хотя несколько видов бактерий были ассоциированы с колоректальным раком - включая энтеротоксигенные Bacteroides fragilis, Fusobacterium nucleatum и один из штаммов Escherichia coli - эти бактерии либо отсутствовали в опухолях этих двух пациентов (B. fragilis и E. coli), либо не были успешно колонизированы мышами (F. nucleatum), что позволяет предположить, что за развитие колоректального рака были ответственны другие бактерии.    Чтобы определить, какие бактерии могут вызывать опухоли у мышей, Сирс вместе с коллегами провели дополнительные эксперименты, чтобы выяснить, один ли вид бактерий или их сообщество способствуют образованию опухолей у мышей. Они отметили, что токсигенная C. difficile, вид C. difficile, вызывающий диарею, отсутствовала в образцах, не вызывающих опухолей, но присутствовала в образцах, вызывающих опухоли у мышей. Когда исследователи добавили эту бактерию в образцы, которые первоначально не вызывали опухолей, она вызвала опухоли толстой кишки у мышей. Дальнейшие исследования показали, что одной C. difficile было достаточно, чтобы вызвать образование опухолей в животных моделях.    Дополнительные эксперименты показали, что C. difficile вызывает ряд изменений в клетках толстой кишки, которые делают их уязвимыми к раку. Клетки, подвергшиеся воздействию этой бактерии, экспрессировали гены, способствующие развитию рака, и нокаутировали гены, защищающие от него. Эти клетки вырабатывали реактивные формы кислорода, нестабильные молекулы, которые могут повреждать ДНК, а также стимулировали иммунную активность, связанную с воспалением.   Как утверждают исследователи, токсин B, вырабатываемый этой бактерией (TcdB), вызывает большую часть этой активности. Когда они использовали генетически модифицированные штаммы C. difficile, содержащие инактивированные гены токсина и/или выделяющие токсин А C. difficile (TcdA), у мышей, инфицированных бактериями с инактивированным TcdB, возникало гораздо меньше опухолей, чем у мышей с TcdB-активными микробами, в то время как TcdA, производимого C. difficile, было недостаточно для возникновения опухолей.   По словам Сирс, на сегодняшний день эпидемиологические данные, связывающие C. difficile с колоректальным раком у людей, ограничены, но если дальнейшие исследования покажут, что такая связь существует, это может привести к необходимости скрининга на скрытую инфекцию C. difficile или предыдущую инфекцию как фактор риска развития рака. Поскольку длительное воздействие TcdB может повысить риск развития колоректального рака, важной мерой профилактики может стать активизация усилий по быстрому и эффективному уничтожению этого патогена, который рецидивирует - часто неоднократно - у 15%-30% инфицированных пациентов после первоначального лечения, в том числе у пациентов детского возраста.   "Хотя мы продемонстрировали, что хроническая инфекция энтеральным патогеном C. difficile является ранее не признанным фактором, способствующим опухолеобразованию толстой кишки, эта связь должна быть подтверждена в проспективных, лонгитюдных когортах, разработка лучших стратегий и терапевтических средств для снижения риска первичной инфекции C. difficile и рецидивов может как избавить пациентов от непосредственных последствий тяжелой диареи, так и потенциально ограничить риск колоректального рака в дальнейшем", - отмечает Сирс.

Реципиенты органов для трансплантации принимают иммуносупрессивные препараты в течение всей жизни, чтобы предотвратить иммунный ответ организма против донорского органа, однако значительное число из них все равно отторгает органы.     Новое исследование, проведенное учеными из Чикагского университета, показывает, что реципиенты трансплантатов также вызывают иммунный ответ против комменсальных бактерий в трансплантируемом органе, что дополняет иммунный ответ против генетического состава ткани и снижает эффективность иммуносупрессивных препаратов. В статье, опубликованной 14 июля в Journal of Clinical Investigation, также показано, что этот антимикробный иммунный ответ может быть вызван памятью иммунных клеток о предыдущих встречах с бактериями, что еще больше усложняет способность организма принять новый орган, спасающий жизнь.    "Раньше мы думали, что причина того, что пересаженные органы у людей приживаются хуже, чем у лабораторных животных, заключается в том, что у людей могут возникать реакции иммунной памяти, которые перекрестно реагируют на клетки органа, а реакции памяти труднее подавить с помощью медикаментозных препаратов, чем наивные реакции", - говорит Мария-Луиза Алегре, профессор медицины в Университете Чикаго и старший автор исследования. "Теперь мы видим, что проблема заключается не только в клетках памяти, которые распознают сам орган, но и в реакциях памяти, которые распознают бактерии в органе".    Успех трансплантации органов зависит от типа органа. Легкие и тонкий кишечник, как известно, трудно пересаживать, и у них более короткие сроки жизни. Статистика показывает, что в течение пяти лет после операции 41% реципиентов легких и 54% реципиентов кишечника отторгли свои трансплантаты, по сравнению с такими органами, как почки (всего 27% отторжений) и сердца (23%). Одна из гипотез заключалась в том, что легкие и кишечник, но не почки и сердце, подвергаются воздействию микроорганизмов из воздуха и пищеварительной системы, и что реципиенты органов вызывают иммунный ответ не только на органы, но и на микробы в этих органах.    В предыдущем исследовании Алегре и ее коллеги показали, что когда мыши получали трансплантат кожи, колонизированный Staphylococcus epidermidis, обычной бактерией, обитающей на коже человека, S.epidermidis вызывала воспаление низкого уровня в трансплантате. Затем специалисты задались вопросом, может ли хозяин вызвать отдельный иммунный ответ против бактерий в трансплантате в дополнение к более понятной "аллореактивности", или реакции на чужеродные клетки в ткани, и могут ли оба эти ответа повредить трансплантат.    "Комменсальные бактерии в трансплантате отличаются от комменсальных бактерий реципиента, потому что каждый человек является носителем уникального набора микроорганизмов, поэтому хозяин также может воспринимать эти бактерии как чужеродные", - отмечает Алегре. "Мы подумали, что, возможно, эти два отдельных иммунных ответа (хозяин против трансплантата и хозяин против бактерий) могут работать совместно или синергично, чтобы вызвать более сильный иммунный ответ против трансплантата и объяснить, почему период жизни органов, в которых есть микроорганизмы, короче".    В новом исследовании ученые использовали гнотобиотических мышей, которые были выращены в стерильной среде и не были колонизированы никакими микроорганизмами. Во избежание аллореакции исследователи пересаживали кожу мышей-доноров, генетически идентичных реципиентам. Мыши-реципиенты вызвали иммунный ответ Т-клеток против трансплантата, когда он был предварительно колонизирован S.epidermidis, но не когда он оставался стерильным. Этот иммунный ответ повредил кожный трансплантат, но не очень сильно.    Затем Алегре и коллеги проверили, приведет ли предварительное иммунное воздействие комменсальных бактерий к большему повреждению трансплантата, колонизированного подобными бактериями, поэтому они инфицировали некоторых мышей-реципиентов S.epidermidis перед пересадкой, позволив им выработать реакцию памяти на бактерии. Когда впоследствии эти мыши получили трансплантат кожи, колонизированный аналогичными бактериями, иммунный ответ был намного сильнее и значительно сильнее повредил новую ткань. Это очень важно, поскольку пациенты, перенесшие трансплантацию, всю жизнь подвергались воздействию множества бактерий и других микробов в результате обычных порезов, царапин, инфекций и т.д.    Наиболее важным наблюдением авторов является то, что когда они пересадили мышам трансплантаты кожи, генетически отличающиеся и колонизированные бактериями - имитируя сценарий большинства случаев пересадки человеческих органов - они увидели, что иммуносупрессивные препараты, которые продлевали выживаемость трансплантатов у наивных мышей, не действовали на мышей с антибактериальной памятью.    "Это объясняет, почему при пересадке легких или кишечника пациенты хуже переносят трансплантацию и вынуждены получать более высокий уровень иммуносупрессии, чем при пересадке стерильных органов", - комментирует Алегре. "Вам приходится иметь дело не только с реакцией против трансплантата, но и с реакцией против бактерий, которые попадают вместе с ним".