Клетки внутри клеток: бактерии, которые живут в раковых клетках
                Это электронно-микроскопическое изображение показывает бактерии, живущие в опухолевой клетке. Кредит: Научный институт Вейцмана

Раковые клетки являются удобным убежищем для бактерий. Этот вывод вытекает из тщательного изучения более 1000 образцов опухолей различных видов рака человека. Исследование, возглавляемое исследователями из Научного института Вейцмана, выявило бактерии, живущие в клетках всех типов рака — от мозга до кости и рака молочной железы — и даже выявило уникальные популяции бактерий, находящихся в каждом типе рака. Исследования показывают, что понимание взаимосвязи между раковой клеткой и ее «мини-микробиомом» может помочь предсказать потенциальную эффективность определенных видов лечения или может указать на способы манипулирования этими бактериями для усиления действия противоопухолевых препаратов в будущем. Результаты этого исследования были опубликованы в <я> Наука.
                                                                                       

Несколько лет назад доктор Равид Строссман из отдела молекулярной клеточной биологии Института обнаружил бактерии, скрывающиеся в клетках опухоли поджелудочной железы человека; было показано, что эти бактерии защищают раковые клетки от химиотерапевтических препаратов путем «переваривания» и инактивации этих препаратов. Когда другие исследования также обнаружили бактерии в опухолевых клетках, Страуссман и его команда задались вопросом, может ли такой хостинг быть правилом, а не исключением. Чтобы узнать, д-р. Дебора Нейман и Илана Ливятан из группы Штраусмана и доктор Гарольд Фукс из отдела физики сложных систем работали вместе с командой онкологов и исследователей по всему миру. Работой руководил также доктор Ноам Шентал из Отделения математики и компьютерных наук Открытого университета Израиля.

В конечном итоге, команда подготовила подробное исследование, описывающее в высоком разрешении бактерии, живущие в этих раковых образованиях: мозг, кость, грудь, легкое, яичник, поджелудочную железу, колоректальный и меланому. Они обнаружили, что каждый тип рака, от мозга до кости, содержит бактерии, и что различные типы рака питают разные виды бактерий. Однако именно рак молочной железы имел наибольшее количество и разнообразие бактерий. Команда продемонстрировала, что в опухолях молочной железы можно обнаружить гораздо больше бактерий по сравнению с нормальной тканью молочной железы, окружающей эти опухоли, и что некоторые бактерии были преимущественно обнаружены в опухолевой ткани, а не в нормальной ткани, окружающей ее.

Чтобы достичь этих результатов, команде пришлось преодолеть несколько проблем. С одной стороны, масса бактерий в образце опухоли относительно невелика, и исследователи должны были найти способы сосредоточиться на этих крошечных клетках внутри клеток. Они также должны были устранить любые возможные внешние загрязнения. С этой целью они использовали сотни отрицательных контролей и создали серию вычислительных фильтров для удаления следов любых бактерий, которые могли появиться снаружи образцов опухоли.

Команда смогла вырастить бактерии непосредственно из опухолей молочной железы человека, и их результаты доказали, что бактерии, обнаруженные в этих опухолях, живы. Электронно-микроскопическая визуализация этих бактерий показала, что они предпочитают располагаться в определенном месте внутри раковых клеток — рядом с ядром клетки.

Разные клетки для разных бактерий

Команда также сообщила, что бактерии могут быть найдены не только в раковых клетках, но также и в иммунных клетках, которые находятся внутри опухолей. «Некоторые из этих бактерий могут усиливать противоопухолевый иммунный ответ, тогда как другие могут подавлять его, что может быть особенно важно для понимания эффективности некоторых видов иммунотерапии», — говорит Строссман. Действительно, когда команда сравнила бактерии из групп образцов меланомы, они обнаружили, что в тех опухолях меланомы, которые реагировали на иммунотерапию, были обогащены различные бактерии по сравнению с теми, которые имели плохой ответ.

Страуссман полагает, что исследование также может начать объяснять, почему некоторые бактерии, такие как раковые клетки, и почему у каждого рака свой типичный микробиом: различия, очевидно, сводятся к выбору удобств, предлагаемых в каждом типе опухолевых клеток. То есть бактерии могут жить за счет определенных метаболитов, которые перепроизводятся или хранятся в определенных типах опухолей. Например, когда команда сравнила бактерии, обнаруженные в опухолях легких у курильщиков, с бактериями, которые никогда не курили, они обнаружили отклонения. Эти различия стали более очевидными, когда исследователи сравнили гены этих двух групп бактерий: у тех, кто из клеток рака легких у курильщиков, было гораздо больше генов для метаболизма никотина, толуола, фенола и других химических веществ, которые содержатся в сигаретном дыме.

Помимо того, что некоторые из наиболее распространенных видов рака защищают уникальные популяции бактерий в своих клетках, исследователи считают, что разработанные ими методы для идентификации сигнатурных микробиомов с каждым типом рака теперь можно использовать для ответа на некоторые важные вопросы о Роль, которую играют эти бактерии: Являются ли бактерии свободными загрузчиками избыточных метаболитов раковой клетки, или они служат клетке? На каком этапе они поселяются? Как они способствуют или препятствуют росту рака? Как они влияют на широкий спектр противоопухолевых препаратов?




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *