Бактерии внутри раковых клеток

Бактерии (показаны зелёным цветом) нашли пристанище внутри раковой клетки и, можно сказать, с любовью прильнули к стенкам её ядра.
Фото Weizmann Institute of Science.

Изображения, полученные при помощи электронного микроскопа, продемонстрировали, что бактерии предпочитают селиться близ ядра клетки опухоли.
Иллюстрация Weizmann Institute of Science.

Чтобы точно установить, что получаемые данные не являются результатом загрязнения, то есть что бактерии не были занесены извне и были живыми на момент начала исследования, учёные культивировали их.
Фото Global Look Press.

Микробы были найдены не только в клетках самих опухолей, но и в клетках иммунной системы, которые проникли в новообразование для борьбы с ним. Таким образом бактерии могут определять ответ иммунитета.
Фото Global Look Press.

Математики и программисты внесли значительный вклад в результаты этой работы. В их задачи входило обучение программ выявлению тех или иных микроорганизмов, выявление ошибок в расчётах.
Фото Global Look Press.

Учёные Израиля провели первую всеобъемлющую микробную перепись населения клеток опухолей, и оказалось, что в каждом из злокачественных образований предпочитают жить бактерии определённых видов. Открытие позволит разработать новые методы антираковой терапии.

Исследователи Института Вейцмана проанализировали микробный состав клеток тысячи опухолей, которые были удалены из тел пациентов с раком груди, костной ткани, мозга и яичников, кожи и лёгких, поджелудочной железы. Сбор образцов производился в девяти медицинских центрах четырёх стран.

Оказалось, что почти во всех видах новообразований присутствуют бактерии. При этом опухоли костной ткани, молочных желёз и поджелудочной железы демонстрировали содержание микроорганизмов в 60 процентах случаев, то при меланоме "поселенцев" находили только в 14% образцов.

В общей сложности учёные обнаружили следы присутствия 528 видов микроорганизмов. Разнообразие бактерий отличалось и зависело от типа рака. Так, наибольшее количество микробов наблюдалось при раке молочной железы.

Также выяснилось, что внутри такой опухоли собирается гораздо больше бактерий, нежели в здоровой ткани вне неё. Кроме того, некоторые виды микроорганизмов явно предпочитали селиться именно внутри новообразования, а не в здоровой ткани.

Поясним, что учёные в таких случаях не пересчитывают все микроорганизмы и не определяют вид каждого найденного "квартиранта". Для определения микробного состава изучается генетический материал. По уникальным "отпечаткам пальцев" каждого микроорганизма специалисты определяют, какие виды присутствуют в тех или иных изучаемых образцах.

Отметим, что связь микробного населения опухоли и развития рака выявлялась учёными и ранее. Кроме того, специалисты три года назад выяснили, что бактерии мешают лабораторным животным вылечиться от рака. Также было показано, что микроорганизмы определяют ответ опухолей человека на иммунотерапию.

Однако это были исследования отдельных видов опухолей. Новые более обширные данные, по мнению экспертов Израиля, помогут разработать методы борьбы с самыми разными видами рака. Ведь изменение этого локального мини-микробиома потенциально позволит побороть новообразования, в том числе устойчивые к существующим методам терапии.

Пока, впрочем, не ясно, способствуют ли микроорганизмы росту опухолей.

Также не понятно, как микробы попадают в новообразования. Так, ранее исследования выявляли "переселенцев" в кишечнике и в тканях, которые так или иначе подвергаются воздействию микроорганизмов. Но израильские специалисты, повторимся, выявили специфичные для тех или иных опухолей бактерии в костной ткани и в ткани молочных желёз. Подобной участи не смог избежать даже самый защищённый от вторжения извне орган — головной мозг.

Возможно, микробный состав опухолей определяется воздействием факторов внешней среды, которые также определяют появление того или иного вида рака. Так, несколько лет назад медики обнаружили в мозге людей магнитные наночастицы, наличие которых связали с загрязнением воздуха.

Как отмечает глава нынешнего исследования Равид Штраусман (Ravid Straussman), исследование опухолей лёгких курящих людей показало, что в них часто селятся бактерии, разрушающие химические вещества, присутствующие в табачном дыме.

Возможно, микроорганизмам попросту проще колонизировать те или иные виды опухолей, говорит Штраусман.

"Мы предполагаем, что лучшее понимание этого диалога между бактериями и опухолью можно будет использовать в будущем для оптимизации иммунотерапии", – отметил Штраусман в интервью сайту New Scientist.

Статья авторов исследования вышла в одном из самых известных научных журналов Science.

Ранее Вести.Ru сообщали о том, что защита от рака была обнаружена на коже человека. Кроме того, мы писали о том, что ДНК микробов в крови может указывать на рак на ранних стадиях.

1. РАЗНОСЧИК ПАПИЛЛОМ

Что делать:

Хорошая новость: предраковое состояние, вызванное ВПЧ, сейчас успешно лечится. Поэтому главная задача — вовремя обнаружить такие изменения. Для этого применяются специальные медицинские тесты, в частности, женщинам рекомендуется регулярно делать так называемый ПАП-тест (исследование мазка с поверхности шейки матки). Он входит в бесплатную диспансеризацию по полису ОМС, делается раз в 3 года, но при наличии ВПЧ №16 и №18 врач-гинеколог, как правило, назначает более частый график обследования (так же бесплатно по полису ОМС).

2. ОХОТНИК ЗА ПЕЧЕНЬЮ

Еще одна группа вредителей, способных вызвать рак — вирусы гепатитов В и С. Заразиться ими можно при незащищенных половых контактах, а также, например, при пирсинге или маникюре, если косметологические салоны игнорируют правила санобработки инструментов. У больных гепатитом В при отсутствии лечения в 10 – 20% случаев развивается цирроз печени, который примерно у 10% пациентов переходит в рак. Гепатит С, если его не лечить, приводит к раку печени у 25%, то есть у каждого четвертого (по данным Европейской ассоциации по изучению печени, EASL).

Что делать:

Имейте в виду, что от гепатита В существует вакцина, которая гарантирует защиту печени от опасного вируса. В нашей стране с 1996 г. она включена в Национальный календарь профилактических прививок (НКПП), делается бесплатно всем малышам, а также вакцинироваться могут взрослые в возрасте до 55 лет, не привитые от гепатита В ранее.

3. УБИЙЦА ИММУНИТЕТА

- Наша иммунная система играет большую роль в распознавании, атаке и уничтожении новообразованных раковых клеток. Если человек заражается ВИЧ , то иммунитет, подорванный вирусом, может позволить новым раковым клеткам выжить достаточно долго, чтобы вырасти в серьезную, опасную для жизни опухоль, - поясняет онколог Дмитрий Олькин. Известно, что ВИЧ-инфекция связана с повышенным риском развития рака шейки матки, саркомы Капоши , а также рядом гематологических онкозаболеваний.

Что делать:

4. ОПАСНЫЙ ГЕРПЕС

HHV-8 передается, как и остальные виды герпеса — при половых контактах, через слюну при поцелуях, при пользовании общей посудой. Инфекция живет в организме человека всю жизнь, но у большинства людей все-таки обходится без развития рака, радует наш эксперт. Однако если иммунитет сильно ослаблен — подорван ВИЧ или после пересадки органов, то риск возникновения саркомы Капоши резко повышается.

Что делать:

Стараться соблюдать правила гигиены: не пить из одного стакана, избегать незащищенных половых контактов с партнерами, чье состояние здоровья вам не известно. При ослаблении иммунитета (при ВИЧ, после трансплантации) строго соблюдать рекомендации врача.

5. ВИРУС ЭПШТЕЙНА-БАРР

Эта инфекция повышает риск развития рака носоглотки, некоторых видов лимфом, а также рака желудка. Онкозаболевания, спровоцированные вирусом Эпштейн - Барра (ЭБВ), чаще встречаются в Африке и Юго-Восточной Азии , уточняет Дмитрий Олькин. К счастью, немногие люди с ЭБВ заболевают раком.

Что делать:

Пациентам с ЭБВ рекомендуется пролечивать инфекцию в период обострений, а также регулярно проходить диспансеризацию и вовремя лечить обострения любых хронических болезней, не запуская их.

- Если у человека в желудке живет бактерия Helicobacter pylori (H pylori), она может вызвать гастрит и язву желудка. В случае язвы может возникнуть воспаление, повреждающее внутренний слой желудка, и некоторые из таких воспалений ведут к раку, - поясняет эксперт.

Что делать:

7. ХРОНИЧЕСКИЕ ВОСПАЛЕНИЯ

Что делать:

Вовремя лечиться, не запуская воспаления, чтобы они не переходили в хроническую форму.

Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №1, 2015 г., стр. 155

БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ
(РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ ОБЗОР)
Б.В. Рубцов

Микробиологическое изучение опухолей

Микробиологические исследования злокачественных опухолей в СССР

Подводя итог рассмотрению ранних работ по бактериологии онкологических заболеваний можно сделать вывод о том, что злокачественные онкологические
заболевания человека и животных ассоциированы с бактериальной инфекцией. В опухолях и крови больных с высокой частотой (80%-90%) обнаруживается некий
"полиморфный микроб" или группа микроорганизмов, имеющих сходные культуральные и биологические свойства. Таксономическая принадлежность этих
микроорганизмов до конца не определена, однако, по данным отечественных микробиологов они относятся к коринеморфным бактериям. В наше время этот
вопрос может быть легко решен с помощью молекулярно-генетических методов.
Роль этих микроорганизмов в процессе канцерогенеза до сих пор не известна. Часть исследователей объясняют их постоянное присутствие в опухолях
вторичной бактериальной колонизацией (бактериальной инвазией) и отводят имлишь патогенетическое значение в развитии опухолевого процесса.
В то время как другие авторы продемонстрировали возможность индуции злокачественных опухолей у лабораторных животных, заражая их культурой
микроорганизмов, выделенных из опухолей и крови онкологических больных. Эти результаты имеют большое научное и практическое значение, поскольку
указывают на возможную этиологическую роль бактериального фактора в процессе онкогенеза.
В завершение хотелось бы выразить надежду, что приведенные в обзоре сведения заострят внимание отечественных исследователей на проблеме связи между
бактериальными факторами и канцерогенезом. Возобновление таких исследований может привести к разработке новых методических подходов к лечению
онкологических заболеваний.

1. Браунштейн А.П. Значение бластомицетов в происхождении злокачественных опухолей / А.П. Браунштейн // Русский врач. – 1906. – № 13. – С. 381.
2. Влаев Г.М. Дальнейшие исследования и наблюдения относительно происхождения и сывороточного лечения злокачественных опухолей / Г.М. Влаев //
Врачебная газета. – 1903. – С. 40-43; 48-49.
3. Голосова Т.В. Выделение и идентификация микроорганизмов из крови и костного мозга больных острым лейкозом / Т.В. Голосова, В.А. Мартынова,
Г.В. Осеченская // Пробл. гематологии и переливания крови. – 1969. – №4. – С. 25-29.
4. Затула Д.Г. Микробиологические аспекты изучения злокачественных опухолей / Д.Г. Затула. – Киев: Наукова думка, 1976. – 239 с.
5. Коротнев А. Rhopalocephalus canceromatosus / А. Коротнев // Врач. – 1893. – № 2. – С. 23.
6. Кочеткова В.А. Микрофлора лимфатических узлов при осложнениях у больных раком легких / В.А. Кочеткова, Н.Д. Гарин // Вопр. онкологии. –
1964. – № 11. – С. 3-7.
7. Кочеткова В.А. До питання про мiкрофлору лiмфатичних вузлiв та пухлин онкологiчних хворих / В.А. Кочеткова // Мiкробiол. журн. – 1974.
– Т. 36, №3. – С. 333-340.
8. Крестовникова В.А. Микробиологическое изучение раковых опухолей / В.А. Крестовникова; под ред. Г.П. Калина. – М.: Медгиз, 1960. – 188 с.
9. Крестовникова В.А. Природа раково�

Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №1, 2015 г., стр. 155

БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ
(РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ ОБЗОР)
Б.В. Рубцов

Микробиологическое изучение опухолей

Микробиологические исследования злокачественных опухолей в СССР

Бактерии (выкрашены зеленым) в клетках аденокарциномы поджелудочной железы. Ядра клеток выкрашены синим, цитоплазма — оранжевым.

Ученые из института Вейцмана (Израиль) и MIT обнаружили, что бактерии, обитающие в аденокарциноме поджелудочной железы, способны расщеплять гемцитабин — лекарство, которое используют для химиотерапии. Тем самым микроорганизмы делают этот препарат бесполезным и способствуют росту раковой опухоли. Однако добавление антибиотиков позволяет подавить активность бактерий и уменьшить аденокарциному. Исследование опубликовано в Science, кратко о нем рассказывается в пресс-релизе института Вейцмана.

От рака поджелудочной железы ежегодно в мире умирает более 400 тысяч человек. Это четвертая по распространенности причина смерти раковых больных. В 85 процентах случаев у больных раком поджелудочной железы развивается аденокарцинома, которую лечат либо химиотерапией, либо хирургическим вмешательством. При химиотерапии аденокарциномы поджелудочной железы, а также карцином других органов (в том числе толстого кишечника) используется препарат гемцитабин, который блокирует синтез ДНК в раковых клетках и вызывает их гибель.

Авторы статьи в предыдущей работе исследовали, как обычные, не раковые человеческие клетки, окружающие опухоль, ведут себя при химиотерапии. Случайно они нашли культуру фибропластов кожи (клеток соединительной ткани), которая придавала опухолям карциномы толстого кишечника и аденокарциномы поджелудочной железы устойчивость к гемцитабину.

Авторы исследования проверили, расщепляют ли гемцитабин бактерии 27 видов с разными вариантами гена цитидин деаминазы либо без него. Оказалось, что все бактерии с длинным геном цитидин деаминазы и только один вид с коротким геном подавляли активность препарата. При этом гемцитабин не расщепляли ни остальные бактерии с коротким геном фермента, ни бактерии, у которых гена не было.

На следующем этапе исследователи проверили действие бактерий на препарат на мышах с раковой опухолью в толстом кишечнике. Животным сначала кололи бактерии кишечной палочки Escherichia coli (у этой бактерии длинный ген цитидин деаминазы), а потом гемцитабин либо с добавлением антибиотика (ципрофлоксацина), либо без него. В результате лечения антибиотиком в сумме с гемцитабином размеры опухоли сократились, в то время как один гемцитиабин вызывал только увеличение опухоли.

Динамика размеров раковой опухоли с живущими в ней бактериями кишечной палочки в зависимости от лечения антибиотиком (ципрофлоксацином) и гемцитибином. Рисунок слева: синий график — отрицательный контроль, красный график — присутствует гемцитибин, антибиотик отсутствует. Рисунок справа: синий график — присутствует ципрофлоксацин, отсутствует гемцитибин, красный график — присутствуют оба препрата. По оси X отложено время, по оси Y — относительный размер опухоли.

L.Geller et al. / Science, 2017

Ранее исследователи установили, что эффективность противораковой терапии может зависеть от состава кишечной микробиоты пациента. Присутствие микроорганизмов из рода Bifidobacterium значительно замедляло рост меланомы.

Читайте также: