Как бактериите, причиняващи рак, превземат стомаха ни?
Ново проучване върху мишки използва съвременни техники за изображения, за да проучи как H. pylori, които се намират в около половината от хората на земята, оцеляват и процъфтяват в стомаха.
Чревните бактерии са една от най-горещите теми в медицинската наука днес.
Докато учените добавят към изненадващо дългия списък от състояния, които могат да включват бактерии, разбирането за това как те надхитрят както лекарствата, така и имунната ни система става все по-важно.
Една бактерия, която има невероятна способност да колонизира хората, е Helicobacter pylori. Всъщност се смята, че живее в стомаха на около половината от всички хора.
Склонно е първо да навлезе в хората, когато сме млади и след това остава in situ през по-голямата част от живота на индивида.
При повечето хора бактерията изглежда не вреди; обаче в някои, H. pylori може да доведе до рак на стомаха и пептична язва. Един автор пише:
„Приблизително 75% от общото бреме на стомашния рак и 5,5% от злокачествените заболявания в световен мащаб се дължат на H. pylori-индуцирано възпаление и нараняване. "
Тайните на H. pylori
Въпреки разпространението и последствията от H. pylori инфекция, разбирането как бактерията се държи в стомаха ни се оказа предизвикателство.
Изследователи, много от Медицинското училище в Станфордския университет в Калифорния, наскоро извършиха набор от проучвания, за да разберат как H. pylori останете в стомаха толкова успешно. Учените също се надяват да дадат улики за това как тези бактерии могат да бъдат изместени.
Използвайки авангардни инструменти за визуализация, учените идентифицираха H. pylori‘Скривалище. Те публикуваха своите открития наскоро в списанието PLOS Биология.
H. pylori са силно специализирани за колонизиране на стомаха, което е особено негостоприемно място за живеене - по същество това е кутия със солна киселина. Въпреки това бактериите процъфтяват и могат да запазят позицията си в продължение на десетилетия.
Освен интензивната химия на стомаха, клетките му се заместват бързо, което прави още по-трудно поддържането на опора в стомаха.
Антибиотиците могат да убият H.pylori но обикновено те не унищожават бактериите изцяло и популацията скоро се възстановява. Старшият автор д-р Мануел Амиева обяснява, че „възникващият щам неизменно е същият като този, за който се смята, че е бил унищожен.“
Това разбира това H. pylori има скривалище, някъде, без вреда, за да може бактериите да се регенерират безопасно. Авторите на скорошната статия искаха да разкрият това скривалище.
Как H. pylori Крия
H. pylori имат въртящи се биччета, които са дълги, подобни на камшик структури, които позволяват на бактериите да се движат през заобикалящата ги среда. Учените вярват, че бактерията използва този миниатюрен мотор на борда, за да тунелира в слузния слой на стомаха.
Слузният слой предпазва лигавицата на стомаха и следователно може да предложи и на бактерията известна защита.
Учените установиха, че тази тактика със сигурност играе роля, но те откриха и друг начин, по който бактериите се предпазват.
За да разследват, изследователите са заразили мишки с два щама на H. pylori; единият е генетично модифициран, за да излъчва флуоресцентна зелена светлина, а другият произвежда флуоресцентна червена светлина. Те също така използваха техника, наречена ЯСНОСТ, която позволява на учените да се „движат“ през непокътната тъкан и да разработят 3D изображение на мястото, където бактериите са се заселили в стомаха на мишките.
По-ранни изследвания от същата група показаха това H. pylori се крият в стомашни жлези, които са малки ямки в стената на стомаха.
Ако една особено издръжлива бактерия влезе в една от тези ями и се размножи, те стават невероятно трудни за изхвърляне. Учените не могат да идентифицират точно защо трябва да се укрепят така, но вярват, че това може да се дължи на факта, че всяка жлеза има само един вход, чийто диаметър е само около четири пъти по-широк от H. pylori.
Картиране на разпространението
Новото изследване изследва начина, по който H. pylori се разпространява, след като е пристигнал в животно. Учените очакваха двата щама бактерии (които бяха идентични освен оцветяването им) да се смесят и да се превърнат в смесена популация от двата цвята.
Те обаче установили, че след като веднъж бактерия - или червена, или зелена - е създала магазин в стомашната жлеза, това намалява способността на други бактерии да влизат. Така че, въпреки че всички тези бактерии са един и същ щам от един и същи вид, изследователите са решили, че ще надминат своя собствен вид.
След като червена или зелена бактерия колонизира едната жлеза и се репликира, те ще заемат позиции в съседните жлези; това създаде мозайка от червено и зелено върху лигавицата на стомаха на мишката.
Все още не е ясно как точно всяка бактерия поема яма и я твърди като своя. Въпреки това, в един от експериментите си учените са използвали бактерии, които са били проектирани да липсват химически сензорни механизми, които използват за навигация; тези бактерии не могат да създадат изключителни червени или зелени колонии.
В близкото минало пробиотиците са били използвани за премахване на така наречените лоши бактерии; но, както обяснява д-р Амиева: „Не е достатъчно да се намери добър пробиотичен щам, който може да оцелее в органа, в който искате да живее. Трябва да създадете пространство за него.“
Например д-р Амиева предлага един подход: Изкусете бактериите от скривалищата им, след което ги заменете с по-малко вирулентна бактерия.
Това проучване дава по-ясна представа за това как H. pylori заселват се в стомаха ни. Надяваме се, че в бъдеще тази информация може да ни помогне да намерим начин да я премахнем.
