Bakteryjny biofilm powiązany z rakiem jelita grubego

Pierwszy dokładny opis mikroflory ludzkiego organizmu powstał w 2012 roku. Od tamtej pory odkryto i udokumentowano wiele nowych powiązań bakterii z ciałem człowieka. Nie wszystkie mikroorganizmy posiadają jednak korzystne właściwości. Naukowcy zidentyfikowali kolejny taki przypadek.

Bakteryjny biofilm powiązany z rakiem jelita grubego 1

Rys.1 Preparat histologiczny dobrze zróżnicowanego gruczolakoraka jelita grubego

U osób z nowotworowymi guzami okrężnicy znaleziono specyficzne biofilmy bakteryjne. Biofilm jest charakterystycznym, wielowarstwowym skupiskiem bakterii. Ten sposób kolonizacji danego podłoża pomaga komórkom bakteryjnym w lepszym przystosowaniu się do panujących warunków środowiskowych. Dzięki kooperacji łatwiej jest im zdobyć niezbędne pożywienie i składniki odżywcze.

„Nikomu wcześniej nie udało się zlokalizować biofilmu w obrębie zmian nowotworowych w jelicie grubym,” powiedziała główna autorka badania Jessica Mark Welch. Jest ona naukowcem pracującym w Marine Biological Laboratory (MBL) w Woods Hole, na terenie stanu Massachusetts.

Teraz badacze z Johns Hopkins Medical Institutions starają się przystosować zdobytą wiedzę do celów medycznych. Ich celem jest opracowanie metod umożliwiających w przyszłości kliniczne diagnozowanie stanów przedrakowych oraz rakowych okrężnicy.

U zdrowych osób jelito jest pokryte specjalną warstwą śluzu, który wydziela błona śluzowa. Zapobiega to powstawaniu zakażeń bakteryjnych w obrębie jelita grubego. U pacjentów z nowotworem naukowcy zaobserwowali więcej niż tylko biofilm powiązany z guzem. Okazało się bowiem, że biofilmy zaczęły powstawać w obrębie całej śluzówki otaczającej narośl nowotworową, również w miejscach wolnych od zmian.

Bakteryjny biofilm powiązany z rakiem jelita grubego 2

Rys.2 Obraz przerzutowego raka odbytnicy uzyskany za pośrednictwem pozytonowej emisyjnej tomografii komputerowej

„To odkrycie może pozwolić na wyjaśnienie sposobu rozwoju nowotworu. Są dwie możliwości, które muszą być sprawdzone w toku dalszych badań. Według jednej z nich to rozwinięty guz umożliwia wzrost biofilmu w jego obrębie oraz sąsiedztwie. Istnieje także druga opcja – to powstanie biofilmu może prowadzić do złożonych zmian nowotworowych,” powiedziała Mark Welch.

Jej zespół badał także guzy w obrębie okrężnicy zstępującej. Jest to odcinek jelita łączący się z odbytnicą. Badacze stwierdzili, że narośla nowotworowe które tu występują, nie są powiązane bezpośrednio z obecnością biofilmu bakteryjnego.

Mark Welch oraz współpracownicy wynaleźli specjalną technikę obrazowania. Technika ta opiera się na zastosowaniu różnorodnych sond fluorescencyjnych. Każda z nich emituje odrębną barwę światła. Naukowcy do celów tego badania zastosowali 9 różnych sond. Dana sonda rozświetla strukturę biofilmu bakteryjnego. Pozwala to na uzyskanie i przeanalizowanie trójwymiarowej budowy kolonii drobnoustrojów.

Bakteryjny biofilm powiązany z rakiem jelita grubego 4

Rys.3 Stadia powstawania biofilmu bakteryjnego

W toku badań wykazano również zróżnicowanie biofilmu pod względem gatunków bakterii, które go tworzą. Okazało się bowiem, że biofilm nie jest kolonią wyłącznie jednego szczepu bakteryjnego. Udało się wyodrębnić wiele gatunków bakterii już na etapie kolonizacji miejsca docelowego.

Naukowcy zamierzają prowadzić dalsze badania w celu dokładnego poznania mechanizmu powstawania nowotworu. Chcą wyjaśnić wszystkie aspekty związane z współistnieniem guza nowotworowego oraz biofilmu bakteryjnego  w obrębie jelita grubego.

  1. Christine M. Dejea, Elizabeth C. Wick, Elizabeth M. Hechenbleikner, James R. White, Jessica L. Mark Welch, Blair J. Rossetti, Scott N. Peterson, Erik C. Snesrud, Gary G. Borisy, Mark Lazarev, Ellen Stein, Jamuna Vadivelu, April C. Roslani, Ausuma A. Malik, Jane W. Wanyiri, Khean L. Goh, Iyadorai Thevambiga, Kai Fu, Fengyi Wan, Nicolas Llosa, Franck Housseau, Katharine Romans, XinQun Wu, Florencia M. McAllister, Shaoguang Wu, Bert Vogelstein, Kenneth W. Kinzler, Drew M. Pardoll, Cynthia L. Sears, Microbiota organization is a distinct feature of proximal colorectal cancers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014; 201406199 DOI: 1073/pnas.1406199111
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141212111651.htm

Opracował: Karol Madejczyk

Korekta: Olga Polakowska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*