Wie machen orale Bakterien Darmkrebs aggressiver?
Wissenschaftler haben einen molekularen Mechanismus identifiziert, durch den ein orales Bakterium das Wachstum von Darmkrebs beschleunigt.
Tests haben gezeigt, dass rund ein Drittel der Menschen, die an Darmkrebs erkranken, auch das Bakterium haben, das den Namen trägt Fusobacterium nucleatum. Ihr Krebs ist tendenziell auch aggressiver, aber bis zur jüngsten Studie war nicht klar, warum.
Ein Artikel, der jetzt im Journal erscheint EMBO-Berichte zeigt, wie der Mikroorganismus das Wachstum von Krebszellen fördert, nicht jedoch das von nicht krebsartigen Zellen.
Die Ergebnisse sollen helfen zu klären, warum sich einige Darmkrebsarten viel schneller entwickeln als andere, sagen die Forscher, die von der Columbia University in New York stammen.
Das Team identifizierte auch ein Protein, das die Grundlage für einen Test auf aggressivere Krebsarten bilden und zu neuen Behandlungen für kolorektale und andere Krebsarten führen könnte.
Darmkrebs und seine Entwicklung
Nach Angaben der American Cancer Society wird in den USA etwa 1 von 22 Männern und 1 von 24 Frauen irgendwann in ihrem Leben eine Diagnose von Darmkrebs erhalten.
Zu Beginn des Jahres 2016 gab es in den USA ungefähr 1,5 Millionen Menschen mit Darmkrebs in der Vorgeschichte, von denen einige krebsfrei waren.
Darmkrebs entsteht durch unkontrolliertes Wachstum und Überleben abnormaler Zellen im Dickdarm oder Rektum, die die letzten Abschnitte des Verdauungs- oder Magen-Darm-Trakts darstellen.
Der Dickdarm nimmt Wasser und Nährstoffe aus den Essensresten auf, nachdem er durch Magen und Dünndarm gelangt ist. Der verbleibende Abfall wird dann an das Rektum weitergeleitet, das ihn zum Ausstoßen durch den Anus bereit hält.
Das häufigste präkanzeröse Stadium von Darmkrebs ist ein Polyp, ein Wachstum, das sich im Gewebe entwickelt, das den Dickdarm und das Rektum auskleidet. Polypen wachsen sehr langsam, manchmal dauert die Entwicklung 20 Jahre.
Die meisten Polypen entwickeln sich aus Zellen, aus denen die Drüsen bestehen, die im Dickdarm und im Rektum einen Schmierschleim produzieren. Aus diesem Grund haben sie den Namen adenomatöse Polypen oder Adenome.
Adenome sind sehr häufig und etwa 33 bis 50 Prozent der Menschen entwickeln mindestens eines. Obwohl sie alle krebsartig werden können, werden weniger als 10 Prozent tatsächlich invasiv.
Orales Bakterium spielt eine Rolle bei Darmkrebs
Wissenschaftler wissen seit einiger Zeit, dass die abnormalen Zellen, die bei Darmkrebs zu krebsartigen Adenomen führen, aufgrund genetischer Mutationen entstehen, die sich im Laufe der Zeit aufbauen.
In jüngerer Zeit haben sie dies jedoch zunehmend beobachtet F. nucleatumspielt auch eine wichtige Rolle, die häufig bei Karies auftritt.
"Mutationen", sagt der leitende Studienautor Yiping W. Han, Professor für mikrobielle Wissenschaften am College of Dental Medicine, "sind nur ein Teil der Geschichte."
"Andere Faktoren, einschließlich Mikroben, können ebenfalls eine Rolle spielen", fügt sie hinzu.
In früheren Arbeiten haben Prof. Han und ihr Team dies festgestellt F. nucleatum produziert das Molekül FadA-Adhäsin, das eine Reihe molekularer Ereignisse in Dickdarmzellen auslöst, die Wissenschaftler mit einer Reihe von Krebsarten in Verbindung gebracht haben.
Diese Arbeit zeigte auch, dass das Protein diesen Effekt nur in krebsartigen Dickdarmzellen hat - es löst diese Ereignisse nicht in gesunden Dickdarmzellen aus.
Warum das Bakterium nur auf Krebszellen wirkt
Prof. Han sagt, dass das Ziel der neueren Studie darin bestand, „herauszufinden, warum F. nucleatum schien nur mit den Krebszellen zu interagieren. “
Die Forscher begannen die neue Arbeit mit der Untersuchung von nicht krebsartigen Dickdarmzellen in Kultur. Sie sahen, dass diese nicht das Protein Annexin A1 bildeten, das das Wachstum in Krebszellen fördert.
Weitere Tests in Zellkulturen und in Mäusen zeigten, dass die Blockierung des Proteins aufhörte F. nucleatum von der Fähigkeit, sich an Krebszellen zu binden, was sie daran hinderte, so schnell zu wachsen.
Eine andere Reihe von Tests ergab auch, dass die Mikrobe Krebszellen dazu anregt, mehr Annexin A1 herzustellen, was wiederum mehr anzieht F. nucleatum.
"Wir haben eine positive Rückkopplungsschleife identifiziert, die das Fortschreiten des Krebses verschlechtert", erklärt Prof. Han. Die Krebszellen bilden Annexin A1, das dann anzieht F. nucleatum, was bewirkt, dass sie dazu angeregt werden, mehr Protein zu produzieren.
„Wir schlagen ein Zwei-Treffer-Modell vor, bei dem genetische Mutationen der erste Treffer sind. F. nucleatum ist der zweite Treffer, der den Signalweg für Krebs beschleunigt und das Tumorwachstum beschleunigt. “
Prof. Yiping W. Han
Die Suche des Forscherteams in einer nationalen Datenbank ergab Aufzeichnungen über 466 Personen mit molekularen Details zu ihrem primären Dickdarmkrebs. Die Forscher fanden heraus, dass es denjenigen mit höheren Annexin A1-Spiegeln schlechter ging, unabhängig von Geschlecht, Alter oder Krebsgrad und -stadium.
Das Team beabsichtigt zu untersuchen, wie Annexin A1 als Marker zur Identifizierung von aggressivem Darmkrebs verwendet werden kann. Es könnte auch Möglichkeiten für neue Behandlungen für kolorektale und andere Krebsarten geben, die auf das Protein abzielen.
