Вчені розкрили механізм, як кишкова бактерія може викликати рак товстої кишки
- Вчені виявили, як токсин BFT зв'язується з клітинами товстої кишки
- Відкриття може призвести до нових методів профілактики раку
- Дослідження підтримано Національними інститутами здоров'я США
Механізм дії токсину кишкової бактерії
Протягом майже двох десятиліть вчені знали, що звичайна кишкова бактерія може виробляти токсин, який пошкоджує товсту кишку і сприяє утворенню пухлин. Однак механізм, за допомогою якого токсин зв'язується з клітинами кишечника, залишався незрозумілим. Дослідники з Університету Джонса Хопкінса, які працюють у галузі онкології, нарешті розкрили цей важливий крок, що відкриває нові можливості для захисту товстої кишки від раку.
У своїй роботі, опублікованій у журналі Nature, команда вчених під керівництвом професора Сінтії Сіарс ідентифікувала білок claudin-4 як ключову точку зв'язування для токсину, відомого як BFT. Це відкриття стало можливим завдяки використанню технології редагування генів CRISPR, яка дозволила дослідникам відключити гени в клітинах товстої кишки і визначити, які з них необхідні для зв'язування токсину.
Дослідження показало, що коли ген, відповідальний за синтез claudin-4, був вимкнений, токсин BFT більше не міг зв'язуватися з клітинами товстої кишки. Це відкриття підтвердило, що claudin-4 діє як рецептор для токсину, що є важливим кроком у розумінні механізму його дії та потенційних шляхів втручання.
Відкриття нового механізму
Токсин BFT, що виробляється бактерією Bacteroides fragilis, може викликати запалення та сприяти росту пухлин у товстій кишці. Хоча наявність цієї бактерії не завжди призводить до раку, певні штами здатні виробляти потужний токсин, який руйнує захисний бар'єр кишечника. Це відкриття підкреслює важливість вивчення взаємодії між мікробіомом і розвитком раку.
У 2009 році Сіарс та її колеги продемонстрували, що токсин може сприяти розвитку пухлин у товстій кишці, встановивши зв'язок між бактеріями, що виробляють токсини, хронічним запаленням і раком. Однак до нещодавнього часу залишався незрозумілим механізм, за допомогою якого токсин BFT взаємодіє з клітинами кишечника.
Дослідники очікували, що токсин буде взаємодіяти з білком, що бере участь у клітинній сигналізації, однак claudin-4 виконує зовсім іншу функцію, підтримуючи фізичні зв'язки між сусідніми клітинами. Це відкриття також продемонструвало незвичайний спосіб дії бактеріального токсину, який потребує окремого рецептора для досягнення своєї мети.
Роль claudin-4 у зв'язуванні токсину
Для підтвердження зв'язку між BFT і claudin-4 вчені з Університету Джонса Хопкінса співпрацювали з структурними біологами з Барселони. Вони використовували методи, що дозволяють вимірювати взаємодію молекул, і продемонстрували, що BFT і claudin-4 утворюють міцний комплекс, що підтверджує їх зв'язок на молекулярному рівні.
Відкриття claudin-4 як рецептора для токсину BFT не лише пояснює, як токсин діє, але й дає вченим ідеї для його блокування. Якщо BFT потребує claudin-4 для зв'язування з клітинами товстої кишки, можливо, можна створити замінник, який відволікатиме токсин від його цільової молекули.
Дослідження також підкреслює важливість подальшого вивчення взаємодії між мікробіомом і захворюваннями, такими як рак. Розуміння механізмів, за допомогою яких бактерії можуть викликати ушкодження, може призвести до нових методів діагностики та терапії, спрямованих на запобігання захворюванням, пов'язаним з кишковими інфекціями.
Перспективи для профілактики раку
Синтія Сіарс зазначила, що це відкриття є важливим кроком у розумінні того, як бактеріальні токсини можуть впливати на здоров'я людини. "Розуміння того, як діють бактеріальні токсини, може відкрити двері для нових підходів до діагностики та терапії пов'язаних захворювань", - сказала вона.
Дослідження отримало часткову підтримку від Національних інститутів здоров'я США, що підкреслює його значимість для медичного співтовариства. Вчені сподіваються, що їхня робота призведе до розробки нових методів профілактики та лікування раку товстої кишки, а також інших захворювань, пов'язаних з кишковими бактеріями.
Таким чином, відкриття механізму зв'язування токсину BFT з клітинами товстої кишки є важливим кроком у галузі онкології та мікробіології. Воно відкриває нові горизонти для розробки ефективних методів профілактики та лікування, що може значно покращити здоров'я населення.
Джерело: ScienceDaily
