Forscher entdecken, dass Mund-Bakterium verursacht möglicherweise Dickdarm-Krebs zu verbreiten
Eine Vielzahl von Bakterien Leben im menschlichen Mund als Teil eines vitalen ökosystems bekannt als die oral microbiome. Virginia Tech Forscher haben entdeckt, dass eine von diesen gemeinsamen Bakterien können aus dem Mund und verursachen möglicherweise vorhandene Krebszellen in andere Teile des Körpers ausbreiten.
Diese Bakterien sind vermutlich überwiegend Reisen durch das Blut zu anderen stellen des Körpers, wo Sie im Zusammenhang mit schweren Infektionen des Gehirns, der Leber und des Herzens; Frühgeburten bei schwangeren Frauen; und sind in hohen Konzentrationen im Kolon-Tumoren. Schlechte orale hygiene könnte dazu führen, dass Bakterien migrieren auf andere Teile des Körpers, wo der Krebs vorhanden ist. Auch Anhaltspunkte für einen Zusammenhang zwischen schweren Zahnfleischerkrankungen und Darmkrebs.
„Unser team die Entdeckung zeigt, dass eine Infektion mit diesen Bakterien initiiert cancer cell migration,“ sagte Daniel Slade, der ist ein assistant professor in der Abteilung von Biochemie im College der Landwirtschaft und der Biowissenschaften, und eine assoziierte Forscherin in der Fralin Life Sciences Institute. „Dies ist eine wichtige information, denn 90 Prozent der Krebs-Todesfälle infolge von nonprimary Tumoren oder von Webseiten, die Metastasen gebildet hat, um irgendwo im Körper.“
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht Juli 21, wie die cover-story in Science Signaling, das hergestellt wird von der American Association for the Advancement of Science.
Seit 2012 mehrere Studien haben gezeigt, dass diese Bakterie, Fusobacterium nucleatum, direkt in Kolon-Tumoren, aber Fragen blieben, wie dieses Bakterium, ist ein Beitrag zum Krebs.
Eine 2017-Studie zeigte, dass beim menschlichen colon-Tumoren mit F. nucleatum in einem Maus -, Krebs-Zellen, die lebende Bakterien brechen und wieder in die Leber, die die ersten Beweise dafür, dass F. nucleatum konnte direkt beteiligt sind, verursachen die Ausbreitung von Krebszellen im gesamten Körper.
Um das Potenzial von F. nucleatum fahren Metastasen, Virginia Tech Forscher bat die umfassende Frage: Wie werden menschliche Zellen reagieren, wenn Darmkrebs-Zellen infiziert mit F. nucleatum? Ihre Ergebnisse liefern ein tieferes Verständnis der entscheidenden Rolle, die Bakterien spielen bei Krebs.
Ursprung des Projekts
Der relativ gutartigen Natur von F. nucleatum zunächst fasziniert, Slade und sein team von Forschern. Auf den ersten Blick, Fusobacterium nucleatum scheint ganz unauffällig und lebt in Harmonie mit anderen Bakterien unter das Zahnfleisch in der Mund microbiome. Trotz seiner Rolle als ein weit verbreitetes Bakterium im Mund, die Zusammenhänge mit Dickdarmkrebs waren zu stark zu ignorieren.
„Dan hat mich überzeugt, dass dieses Bakterium wurde ein tragfähiges Forschungs-Richtung, wie ein Bakterium, das könnte direkt Einfluss auf das Verhalten von Krebszellen,“ sagte Scott Verbridge, ein Mitglied des Teams, außerordentlicher professor an der Virginia Tech Department of Biomedical Engineering und Mechanics in der College of Engineering, und principal investigator des Labors für Integrative Tumor Ökologie. „Er hatte die Fähigkeit entwickelt genetisch so zu verändern, dieses Bakterium. Er hatte einige erstaunliche Technologie zur Kultur dieses Bakteriums mit Krebszellen, die war über alles, was wir tun können, in mein Labor.“
Nach Slade, und sein team, es gibt keine Beweise dafür, dass dieses Bakterium ist direkt initiiert Krebs. Auch dieses Bakterium ist offenbar nicht loslassen Moleküle, wodurch die Krebszellen zu migrieren.
Statt, F. nucleatum – sticks und sogar betritt Krebs-Zellen mit dem protein-Fap2, die docks mit Zucker überrepräsentiert auf der Oberfläche von Krebszellen. Dies wiederum bewirkt, dass die Krebszellen release zwei Proteine-bekannt als IL-8 und CXCL1, die Mitglieder der Zytokin-protein-Familie, spielen eine entscheidende Rolle für die Aktivierung des Immunsystems gegen Infektionen.
Auffallend, der Zytokin-Kombination IL-8 und CXCL1 zuvor war gezeigt in mehreren Studien zu induzieren, um die Ausbreitung von Krebs-Zellen. Jedoch, Slade und sein team glauben, dies ist das erste Beispiel von einem tumor-assoziierten Bakterium produziert, diese unterschiedlichen Zytokin-Kombination.
Diese Zytokine freigesetzt, die durch eine Zelle infiziert, dann sprechen können zurück in die gleiche Zelle oder diese Signale können ausgesendet werden, um anderen Krebs-Zellen, Zellen des Immunsystems und verschiedene andere Zelltypen, die Sie umgeben, einen tumor. Im Kern einer infizierten Zelle könnte sich auf mehrere benachbarte Zellen, so dass es nicht zu einer weit verbreiteten Infektion innerhalb eines Tumors für die Beeinflussung einer großen Umgebung.
Neben IL-8 und CXCL1 Beitrag zur zellulären migration oder Metastasen, Sie sind auch potente immun-Zell-Lockstoffe, die können zu Entzündungen führen; ein Kennzeichen von Krebs. Der Reiz und die anschließende Infektion der Zellen des Immunsystems, bekannt als Neutrophile Granulozyten und Makrophagen durch F. nucleatum könnte wiederum dazu führen, dass zusätzliche pro-Krebs-Proteine freigesetzt, die Slade und Kollegen zeigen in dieser Arbeit. Ein wichtiger Faktor, um das team in das Verständnis der Interaktionen von F. nucleatum mit Immunzellen wurde Liwu Li, ein professor in der Abteilung von Biologischen Wissenschaften und assoziierte Forscherin in der Fralin Life Sciences Institute.
F. nucleatum, eine gemeinsame Bakterien, die lassen den Mund und verursachen möglicherweise vorhandene Krebszellen in andere Teile des Körpers zu verbreiten, im Bild innerhalb von colon-Krebs-Zellen.
Augen auf die Zukunft
Das langfristige Ziel von Slade, und sein team ist die Verbesserung der Behandlung von Krebs, indem Sie die Rolle spielen Bakterien in der Krankheit, die sich ein kritisches Stück, das gefehlt hat aus dem puzzle.
Suche nach pro-metastatischen menschlichen Proteine freigesetzt werden, die von Krebs-Zellen bei bakteriellen Infektionen hat die Tür geöffnet für die zukünftige Forschung. Diese Ergebnisse liefern einen Einblick in die potenziell die Blockierung der Sekretion von Zytokinen zur Bekämpfung von Metastasen, induziert durch Bakterien. Dies ist eine attraktive alternative zur Verwendung von Antibiotika zu töten, F. nucleatum, das könnte auch klar nützlichen Bakterien.
„Wir müssen wissen, wenn es andere wichtige Bakterien werden könnte, dass die Arbeit in Synergie mit F. nucleatum zu fahren Krebs. Wir müssen verstehen, die physiologische Rolle dieser Bakterien, da können wir nicht einfach gehen über clearing Sie aus dem Körper, denn wir brauchen Sie für einige Situationen. Oftmals Bakterien sind notwendig für die Chemotherapie um voll wirksam zu sein,“ Verbridge sagte.
„Ich finde es auch interessant, sich zu Fragen, ob die Bakterien sind die Ursache dieser zellulären migration als ein Weg, um sich in den menschlichen Körper. Es könnte einen selektiven Vorteil für jeden Erreger, ein virus oder Bakterien, das könnte man in einer Wirtszelle und Migration,“ Verbridge sagte. Dies könnte besonders wichtig für F. nucleatum , wie es ist klassifiziert als ein nonmotile Bakterium; eine, die nicht die Fähigkeit besitzen, sich durch einen Mangel an molekularen Anhängsel wie flagella, die drive-Bewegung.