Atlenkiant ankstyvojo storosios žarnos vėžio mikrobines ištakas

Ankstyvojo storosios žarnos vėžio mikrobinių šaknų tyrimas

Pasaulyje daugėja ankstyvo amžiaus žmonių, kuriems diagnozuojamas storosios žarnos vėžys, o tai stebina tiek mokslininkus, tiek onkologus. Naujas platus tyrimas, kurį koordinavo Kalifornijos universitetas San Diege ir prie kurio prisidėjo tyrėjai iš 11 šalių, atskleidė, kad pagrindiniu įtariamuoju šio vėžio išsivystymo mechanizme tampa bakterijų toksinas kolibaktinas. Šis genotoksinas, galintis sukelti DNR mutacijas dar prieš pasiekiant įprastą rizikos amžių, identifikuotas prestižiniame žurnale Nature paskelbtame straipsnyje. Šie rezultatai gilina mūsų supratimą apie storosios žarnos vėžio išsivystymo priežastis ir paryškina svarbią žarnyno mikrobiomos bei žmogaus sveikatos sąveiką.

Kolibaktinas ir vėžio rizika: mokslinis pagrindas

Kolibaktinas yra genotoksinas, kurį gamina tam tikros Escherichia coli (E. coli) bakterijų atmainos – jos natūraliai aptinkamos žmogaus žarnyne. Naudodamiesi pažangiu genominiu sekoskaita, tyrėjai išanalizavo 981 storosios žarnos vėžiu sergančio paciento navikų mėginius iš įvairių pasaulio regionų. Pagrindinis tikslas buvo nustatyti DNR mutacijų modelius ir išsiaiškinti, kokie aplinkos ar mikrobiniai veiksniai lemia didėjantį šio vėžio dažnį jaunesniems nei 50 metų žmonėms.

Įdomu tai, kad visose šalyse nestabilios DNR būdingi vėžiai pasireiškė labai panašiai, o pagal stabilias genomines charakteristikas (vadinamus mikrosatelitų stabilumo vėžius) pastebėta ryškių regioninių skirtumų tiek mutacijų tipu, tiek jų gausa. Atlikus DNR analizę, specifinis kolibaktino poveikiui būdingas mutacijų parašas dažniau aptiktas tokiose šalyse kaip Argentina, Brazilija, Kolumbija, Rusija ir Tailandas, kur jauniems žmonėms storosios žarnos vėžio atvejų skaičius auga sparčiausiai.

Pagrindinis tyrimo autorius dr. Ludmilas Alexandrovas pažymi, kad vėžio genomai yra „biologinės istorijos archyvai“, kuriuose įrašyti pėdsakai, likę po aplinkos ir mikroorganizmų poveikio. Kolibaktino sukeltų mutacijų parašai (ypač SBS88 ir ID18) jaunesniems nei 40 metų pacientams rasti 3,3 karto dažniau nei vyresniems nei 70 metų. Tai patvirtina hipotezę, kad specifiniai žarnyno bakterijų toksinai gali tyliai nulemti „genetinius laikrodžius“ daug anksčiau nei pastebimi pirmieji ligos požymiai.

APC genas ir ankstyvi genetiniai pakitimai

Viena svarbiausių studijos išvadų – ryšys tarp kolibaktino sąlygotų mutacijų ir APC (Adenomatinis polipozės kolis) geno, kuris veikia kaip pagrindinis navikų augimą slopinantis faktorius. Šis genas kontroliuoja ląstelių dalijimąsi ir saugo nuo nekontroliuojamo augimo. Tyrėjai nustatė, kad ketvirtadalis vėžį sukeliančių APC geno mutacijų navikuose, kur aptikta kolibaktino žala, kilo būtent dėl šio toksino poveikio DNR. Ankstyvas šio geno pažeidimas gali būti lemiamas žingsnis naviko vystymuisi.

Kada prasideda žala?

Mokslininkai įtaria, kad žmonės gali susidurti su kolibaktiną gaminančiomis bakterijomis dar vaikystėje. Net ir mažos ankstyvos mutacijos ilgus metus lieka nepastebėtos, kol perauga į ligą. „Jei vaikas tokią mutaciją įgyja iki dešimties metų, storosios žarnos vėžys gali išsivystyti keturiasdešimties, o ne vėliau gyvenime“, – pažymėjo dr. Alexandrovas.

Pasekmės ir tolesni tyrimai

Per 20 metų daugelio šalių jaunuolių, sergančių storosios žarnos vėžiu, kiekis padvigubėjo, tačiau tradiciniai rizikos veiksniai – nutukimas, mityba ar šeimos istorija – šiais atvejais dažnai nėra būdingi. Nauji rezultatai paskatino ieškoti mažiau akivaizdžių priežasčių. Sparčiai besivystančio žarnyno mikrobiomos tyrimų lauko, kuris jungia mikrobiologiją, onkologiją ir genomiką, aktualumas dar labiau išaugo. Dabartiniai tyrimai nagrinėja:

• Kaip ir kada žmonės užsikrečia kolibaktiną gaminančiomis E. coli rūšimis
• Kokie gyvenimo būdo, mitybos ar regioniniai veiksniai lemia tokią riziką
• Ar tiksliniai probiotikai ar intervencijos galėtų padėti sumažinti žalingų bakterijų kiekį ir vėžio riziką ateityje

Šie klausimai nagrinėjami platesnėje Mutographs programos, tarptautinės Cancer Grand Challenges iniciatyvos, rėmuose, kuriose analizuojami mutacijų parašai ir kitų navikų (stemplės, inkstų, galvos ir kaklo vėžio) atvejais.

Iššūkiai ir finansavimo svarba

Nors šie tyrimai teikia vilties, jų ateitis nėra užtikrinta – tarptautiniai projektai didžiąja dalimi finansuojami tokių institucijų kaip JAV Nacionalinis sveikatos institutas (NIH). Tačiau planuojami biudžeto mažinimai gali pristabdyti pažangą ir riboti galimybes veiksmingai užkirsti kelią vėžiui visame pasaulyje. Kaip pabrėžė dr. Alexandrovas, „jei NIH sumažins finansavimą šiems svarbiems tyrimams, mes galime prarasti galimybę suprasti ir sustabdyti vėžį globaliu mastu.“

Tyrėjai tikisi, kad užtikrintas finansavimas leis žinias apie mikrobiologinius kancerogenus, tokius kaip kolibaktinas, paversti ankstyvo aptikimo bei prevencijos strategijomis. Gauti duomenys leidžia manyti, kad daugelis vėžio atvejų ima formuotis daug anksčiau nei buvo manyta, todėl būtina persvarstyti tiek patikros rekomendacijas, tiek supratimą apie tikrąjį ligos pradžios laiką.

Išvados

Šis reikšmingas tyrimas atveria naujas perspektyvas aiškinantis ankstyvojo storosios žarnos vėžio mikrobiologines priežastis. Siejant ankstyvą vaikystės sąlytį su kolibaktiną gaminančiomis žarnyno bakterijomis su specifinėmis DNR mutacijomis, skatinančiomis vėžio vystymąsi, atsiveria naujos kryptys ankstyvai diagnostikai, prevencijai ir galimoms intervencijoms. Šis darbas ryškiai parodo žmogaus mikrobiomos ir vėžio rizikos sąsajas ir pabrėžia būtinybę tęsti tarptautinį bendradarbiavimą bei finansavimą. Gilinantis į tai, kaip mikroskopiniai organizmai gali nepriklausomai paskatinti ligą dešimtmečiais anksčiau nei pasireiškia simptomai, išauga galimybės gelbėti gyvybes imantis ankstyvų veiksmų.