Kolorektálny karcinóm (KRK) je najčastejšie ochorenie tráviaceho traktu v SR a v jeho výskyte vo svete sme na prvých miestach. Študovať príčiny, rizikové faktory a nové možnosti v skríningu a terapii tohto druhu nádorového ochorenia je preto vysoko aktuálnou témou. Cieľom projektu Štúdium mikrobiómu u pacientov s kolorektálnym karcinómom (The study of gut microbiome in patients with colorectal cancer) je charakterizácia baktérií zo vzoriek tkaniva kolorektálnych adenómov a karcinómov, z výterov rekta pacientov a porovnanie s mikroflórou bioptických vzoriek zdravých ľudí.
Zodpovednou riešiteľkou projektu je RNDr. Lenka Wachsmannová, PhD., Biomedicínske centrum SAV. V etiológii (pozn. redakcie: etiológia je náuka o pôvode a príčinách, napr. chorôb) KRK podľa nej zohrávajú kľúčovú úlohu okrem genetických najmä environmentálne faktory. „Intestinálne baktérie sú v úzkom kontakte s ľudskými epitelovými bunkami, preto je už všeobecne prijímaná myšlienka, že mikroflóra gastrointestinálneho traktu výrazne ovplyvňuje etiológiu KRK. Odhaduje sa, že asi 16 % prípadov rakoviny na celom svete je zapríčinených mikróbmi a u niektorých druhov rakoviny ako napr. rakovina pečene a gastrointestinálneho traktu, bola preukazne dokázaná súvislosť medzi mikróbmi a vznikom rakoviny.“
V roku 2012 bol vraj popísaný „Bacterial driver-passenger“ model, ktorý vysvetľuje, ako môže byť mikroflóra zapojená do vzniku a progresie KRK. „Podľa tohto modelu určitá časť baktérií (označovaných ako drivers) s pro-karcinogénnymi vlastnosťami sú schopné iniciovať vývoj ochorenia poškodením DNA v bunkách črevného epitelu. Po iniciácii nádorového procesu, dochádza k zmenám prostredia v čreve, čoho výsledkom je nadmerný rast oportunistických baktérií – tzv. passenger baktérií a pokles v počte driver baktérií. Passenger baktérie predstavujú vzorku pomerne slabých kolonizátorov zdravého črevného traktu a vznikom nádorového mikroprostredia dochádza k ich zvýhodneniu a premnoženiu. Následne sú tieto baktérie schopné podporovať progresiu nádoru.“
Ako ďalej vysvetlila RNDr. Lenka Wachsmannová, PhD., črevné baktérie môžu iniciovať onkogenézu indukciou chronického zápalu, produkciou toxických metabolitov, biosyntézou genotoxických látok, ktoré buď interferujú s regulačnými mechanizmami bunkového cyklu alebo priamo poškodzujú DNA. „Nerovnováha v zastúpení črevnej mikroflóry v prospech oportunistických baktérií (neškodné v malom množstve, pri premnožení alebo oslabení imunity patogénne) má za následok zvýšenie permeability mukózy, translokáciu baktérií a aktiváciu vrodenej a získanej imunity, čo vedie k vzniku chronického zápalu.“
Jeden z hlavných dôsledkov zápalovej odpovede je podľa odborníčky aktivácia transkripčných faktorov špecifických kľúčových signálnych dráh v epitelových bunkách čriev a tvorba kyslíkových a dusíkových radikálov, vedúcich k oxidatívnemu stresu, poškodeniu DNA, nadmernej proliferácii, až napokon k tvorbe kolorektálnych adenómov a karcinómov.
Výsledky súčasného výskumu projektu
V rámci projektu s názvom Štúdium mikrobiómu u pacientov s kolorektálnym karcinómom je cieľom vedcov charakterizovať baktérie izolované zo vzoriek kolorektálnych adenómov (polypov) a karcinómov a porovnať s mikroflórou bioptických vzoriek zdravých ľudí. Získané korelácie – rozdiely vyhodnotia za účelom možného využitia charakterizácie bakteriálnej flóry ako jedného zo skríningových testov na zvýšené riziko vývoja kolorektálneho adenómu a karcinómu.
Doteraz sa vedeckému tímu podarilo získať celkovo 90 biopsií od 29 pacientov. Pacienti boli rozdelení do troch skupín – 1. skupinu tvorili zdravý pacienti, ktorý podstúpili rutinnú kolonoskopiu, 2. skupinu tvorili pacienti s kolorektálnym adenómov a 3. skupinu pacienti s kolorektálnym karcinómom. „Čo sa týka výsledkov gentamycín protekčnému testu, u zdravých jedincov nebola potvrdená prítomnosť intracelulárnych baktérií. V 2. skupine už bolo 25 % vzoriek pozitívnych, čo sa týka prítomnosti intracelulárnych baktérií a v 3. skupine to bolo už 70 % vzoriek. Zo 43 vzoriek biopsií sa podarilo vyizolovať DNA, ktorá bola následne osekvenovaná na 16S RNA a na výsledky tejto analýzy v súčasnosti čakáme. Tieto výsledky by nám mali ukázať rozdiely v črevnej mikroflóre medzi nami sledovanými skupinami a súčasne by nám mali pomôcť identifikovať rody baktérií súvisiacich s KRK.“
Zodpovedná riešiteľka ďalej poznamenala, že celkovo 83,9 % nimi izolovaných baktérií predstavovala Escherichia coli. „V našich ďalších pokusoch by sme chceli v rámci tohto druhu identifikovať konkrétne, o aké patotypy ide, keďže patogénne intestinálne E. coli sa na základe prítomnosti génov virulencie delia do šiestich dobre definovaných enterovirulentných patotypov. Tieto patotypy E. coli sa odlišujú spôsobom adherencie, typmi adhezínov, spektrom ďalších faktorov virulencie a klinickou manifestáciou ochorení, ktoré vyvolávajú. Rozlíšiť jednotlivé patotypy môžeme pomocou multiplex PCR, ktorá je založená na detekcii génov, špecifických pre jednotlivé patatypy.“
Okrem E. coli vedci vo vzorkách identifikovali aj ďalšie druhy ako Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis, Proteus vulgaris, Proteus mirabilis, Bacillus cereus. V ďalších experimentoch budú sledovať vplyv týchto baktérií na indukciu prípadne progresiu KRK prostredníctvom bunkovej línii CaCo2.
„Výsledky projektu by mohli vniesť viac svetla do veľmi dôležitého a doposiaľ stále nedostatočne prebádaného vzťahu medzi epitelovými bunkami črevnej sliznice a zástupcami črevnej mikroflóry. Súčasne zaznamenaním rozdielov v intestinálnej flóre v nami sledovaných skupinách by sme mohli identifikovať rody baktérií asociovaných so zvýšeným rizikom nádorového ochorenia. Znalosť presných bakteriálnych druhov súvisiacich s procesom karcinogenézy by mohla poskytnúť jednoduchý a neinvazívny nástroj pre posúdenie zvýšeného rizika vývoja KRK,“ uviedla RNDr. Lenka Wachsmannová, PhD.
Informácie poskytla: RNDr. Lenka Wachsmannová, PhD., Biomedicínske centrum SAV
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com /jarmoluk/
Uverejnila: VČ