Более высокие показатели некоторых видов рака могут быть связаны с двумя конкретными штаммами бактерий. Нацеливание на них лечения или вакцин может помочь снизить риск рака прямой и толстой кишки, мочевого пузыря и простаты.
Исследователи из Института Уэллкома Сэнгера, Хельсинкского университета и их коллеги исследовали различия в заболеваемости раком прямой и толстой кишки, мочевого пузыря и простаты и сравнили их с глобальными данными по отслеживанию штаммов Escherichia coli (E. coli). В частности, они рассмотрели два доминирующих штамма E. coli, которые вырабатывают вещество, которое ранее было идентифицировано как фактор риска колоректального рака .
В их статье, опубликованной 4 декабря в Lancet Microbe , отмечается, что эти два штамма E. coli чаще встречаются в индустриальных странах, где они вызывают высокие показатели инфекций мочевыводящих путей (ИМП) и инфекций кровотока. Эти штаммы не вызывают пищевых отравлений.
Исследователи предполагают, что более высокий уровень заболеваемости некоторыми видами рака в этих странах может быть связан, по крайней мере частично, с этими двумя штаммами E. coli, которые вырабатывают вещество, известное как колибактин, но подчеркивают, что необходимы дальнейшие исследования.
Способность вырабатывать колибактин является редкой особенностью некоторых E. coli и в основном встречается только у двух штаммов, возраст которых оценивается как минимум в 300 сотен лет. Поэтому вмешательства, направленные на эти два штамма, такие как вакцина или пробиотик, могут предотвратить циркуляцию этих бактериальных штаммов и, в свою очередь, снизить риск рака.
Поскольку эти штаммы E. coli также являются основными причинами инфекций мочевыводящих путей и инфекций кровотока в промышленно развитых странах, меры по их устранению также позволят снизить инфекционное бремя и использование антибиотиков.
Бактерия E. coli обычно встречается в кишечнике человека. Большинство штаммов E. coli безвредны; однако, если бактерия попадает в кровоток из-за ослабленной иммунной системы, она может вызвать инфекции, от легких до опасных для жизни.
Исследователи, включая членов этой команды, использовали геномный надзор для отслеживания различных штаммов E. coli в разных странах, включая Великобританию, Норвегию, Пакистан и Бангладеш. Это позволило им определить факторы, которые вызывают распространение определенных штаммов, и выделить новые возможные способы остановить штаммы, вызывающие заболевания.
В 2020 году исследования показали, что колибактин, вещество, вырабатываемое некоторыми бактериями, включая два штамма E. coli, вызывает разрывы ДНК в клетках человека. Команда также обнаружила доказательства повреждения колибактином в образцах опухолей пациентов с колоректальным раком.
Предварительные данные свидетельствуют о том, что штаммы E. coli, продуцирующие колибактин, также играют роль в развитии рака мочевыводящих путей, такого как рак мочевого пузыря и предстательной железы, поскольку это распространенное место заражения E. coli.
В этом исследовании ученые сравнили показатели заболеваемости раком с данными геномного надзора за E. coli. Они обнаружили, что два штамма E. coli, которые производят колибактин, наблюдаются в промышленно развитых странах, где также наблюдается более высокий уровень рака кишечника, мочевого пузыря и простаты.
Для сравнения, в странах с ограниченными ресурсами, таких как Бангладеш и Пакистан, два штамма, продуцирующие колибактин, встречаются гораздо реже, а заболеваемость раком кишечника, мочевого пузыря и простаты также ниже.
Команда предполагает, что географическое изменение заболеваемости раком зависит от различных уровней воздействия на население этих двух штаммов E. coli. Тем не менее, необходимы дальнейшие масштабные исследования, включая широкомасштабные выборки опухолей, чтобы прояснить роль колибактина в развитии рака.
Производство колибактина энергетически затратно для E. coli и требует генетической адаптации, которая гарантирует, что этот процесс не будет слишком затратным для бактерий. Эту адаптацию трудно получить путем горизонтального переноса генов, который является способом обмена признаками у бактерий.
В связи с этим только двум успешным штаммам E. coli из сотен штаммов E. coli, циркулирующих по всему миру, удалось за последние столетия добиться стабильного поддержания генов, продуцирующих колибактин.
Поэтому вмешательства, направленные на искоренение этих двух штаммов, например, вакцинация, могут быть чрезвычайно эффективными. Другим направлением может быть разработка терапевтических пробиотических продуктов, которые помогут вытеснить эти два штамма E. coli из кишечника человека, стремясь удалить их из популяции.
Доктор Томми Мяклин, первый автор исследования из Хельсинкского университета и Института Веллкома Сенгера, сказал: «E. coli можно обнаружить по всему миру в самых разных формах, и понимание того, как штаммы этой бактерии по-разному воздействуют на людей, может дать нам более полную картину здоровья и болезней».
«Доступ к глобальным геномным данным о том, какие штаммы встречаются в том или ином регионе, может открыть новые тенденции и возможности, например, штаммы в промышленно развитых странах потенциально связаны с риском возникновения определенных видов рака.
«Нам также необходимо продолжать обеспечивать включение стран и регионов по всему миру в исследования геномного надзора, чтобы все могли извлечь выгоду из новых открытий».
Доктор Тревор Лоули, старший автор из Института Уэллкома Сэнгера, сказал: «В нашем кишечнике обитает множество различных типов бактерий, большинство из которых безвредны, включая некоторые штаммы E. coli. Поскольку не все штаммы бактерий могут жить в вашем кишечнике одновременно, им приходится конкурировать за пространство и ресурсы».
«В будущем можно будет разработать терапевтические пробиотики, которые помогут вытеснить нежелательные штаммы бактерий, например, те, которые выделяют колибактин. Более глубокое понимание взаимодействия между E. coli и риском рака подчеркивает влияние нашего микробиома на наше здоровье и является важным направлением для изучения, если мы хотим работать со своим организмом, чтобы бороться с определенными состояниями».
Профессор Юкка Корандер, старший автор из Института Уэллкома Сенгера, Университета Осло и Университета Хельсинки, сказал: «В течение последних пяти лет мы использовали крупномасштабную геномику для отслеживания штаммов E. coli во многих странах, используя данные, которые относятся к началу 2000-х годов.
«Это позволило нам начать выявлять возможные связи между двумя штаммами E. coli и показателями заболеваемости раком. Наука — это не изолированное начинание, и, работая вместе с экспертами по раку и микробиому, мы надеемся, что в будущем эта работа может привести к появлению новых способов искоренения штаммов E. coli, продуцирующих колибактин.
«Вакцины или другие вмешательства, нацеленные на эти штаммы E. coli, могут принести огромную пользу общественному здравоохранению. Например, снизить бремя инфекций и потребность в антибиотиках для их лечения, а также снизить риск возникновения рака, который может быть связан с эффектами воздействия колибактина».
https://medicalxpress.com/news/2024-12-colon-cancer-vaccine-uncovered-bacteria.html