De ce este o mare problemă dacă flora intestinală dispare?

O „catastrofă ecologică” care afectează asociațiile microbiene din corpul uman poate avea un impact drastic asupra sănătății gazdei. Cercetări recente sugerează că deranjarea echilibrului microbian al intestinului inflamat poate fi primul pas în dezvoltarea cancerului de colon.

Este obișnuit pentru ecologiști că tulburările pe scară largă din mediul vieții au un efect dramatic asupra structurii comunităților vii. Modificările cauzate de tulburările de mediu afectează diversitatea și compoziția speciilor asociațiilor, iar lanțul de neoprit are adesea repercusiuni asupra peisajului în ansamblu: ecosistemul devine instabil și peisajul rural, odată acoperit cu păduri dense sau pajiști luxuriante, poate deveni pentru totdeauna pustiu. Nu este de mirare, așadar, că tulburările semnificative ale corpului uman ca mediu intern au supărat și echilibrul asociațiilor microbiene altfel stabile care coexistă pașnic cu acesta. Și schimbările în compoziția comunității cunoscute sub numele de microbiom uman sunt neașteptate și uneori pot avea consecințe foarte drastice pentru sănătatea gazdei.

Inflamația perturbă ecosistemul intestinal

Ştiinţă. Autorii unui articol din numărul din august al revistei susțin existența unei astfel de reacții în lanț. Se știe că bolile inflamatorii cronice ale tractului intestinal predispun la cancer, dar cauzele au fost speculate până acum. Potrivit studiului, asociația poate fi explicată parțial prin faptul că procesul inflamator perturbă ecosistemul natural al intestinului și, în condițiile modificate, bacteriile patogene se înmulțesc în intestin. Microbii periculoși care abundă în ruinele unei comunități anterior bogate continuă să afecteze celulele peretelui intestinal, crescând riscul de cancer de colon și rect.

Într-o serie de experimente pe șoareci predispuși la inflamații intestinale, autorii americani, britanici și canadieni au observat că inflamația singură a dus la o scădere semnificativă a complexității florei intestinale sănătoase, iar speciile noi, anormale, în asocierea sărăcită au pus piciorul. Dintre colonizatorii ecosistemului cu vârfuri, binecunoscutul Escherichia coli și rudele sale s-au remarcat cel mai mult. Cu toate acestea, la șoarecii păstrați în condiții sterile, s-a demonstrat că prezența E. coli enterică favorizează formarea tumorii. Cu toate acestea, când infecția a fost repetată cu o tulpină modificată de E. coli din care au fost eliminate elementele genetice responsabile de deteriorarea ADN-ului gazdei, potențialul cancerigen al bacteriei a fost redus semnificativ.

Cercetătorii au atras atenția asupra paralelelor cu bolile umane: au arătat că o variantă a E. coli care poartă gene responsabile de tumorigeneză proliferează nu numai la pacienții cu cancer de colon, ci și la pacienții cu inflamație cronică (sindromul intestinului iritabil).

Care este cauza și care este consecința?

Unul dintre autorii articolului, Anthony Fodor, profesor de bioinformatică la Universitatea din Carolina de Nord și membru al American Human Microbiome Consortium, a contribuit recent și la un alt studiu înrudit. În acest studiu, analizând eșantioane de la 70 de adenoame intestinale (tumori benigne, dar degenerative) de persoane parțial sănătoase, s-a ajuns la concluzia că pacienții aveau o proporție semnificativ mai mare de agenți patogeni legați de E. coli în intestinele lor.

Deși Fodor crede în legătura dintre diversitatea ecologică a florei intestinale și cancerul de colon, el avertizează împotriva concluziilor de anvergură cu privire la rezultatele actuale. „Așa cum se întâmplă adesea în cercetarea medicală, nu vedem încă care este cauza și care sunt consecințele”, avertizează profesorul. - „Se poate ca microbii să creeze condiții favorabile formării tumorii, dar nu se poate exclude faptul că o altă afecțiune asociată cu dezvoltarea cancerului face ca tractul intestinal să fie vulnerabil la bacteriile observate acolo. În orice caz, modelul de șoarece permite relațiile de cauzalitate dintre noi sunt mapate. " El a adăugat că experimentele care clarifică proprietățile cancerigene ale E. coli au făcut deja un pas important în această direcție.

Diversitatea scade înspăimântător

Ca prim pas în cercetarea descrisă în Știință, s-a găsit o asociere clară între inflamația intestinală ca afecțiune fiziopatologică și modificările compoziției comunităților microbiene intestinale. Un rol cheie în experimente l-a jucat o tulpină de șoarece modificată genetic, din care a fost eliminată gena unei molecule de semnalizare imunoreglatoare numită interleukină-10 (IL10). Deoarece IL10 este implicat în mod normal în suprimarea răspunsului inflamator, șoarecii fără IL10 au tendința înnăscută de a intra în inflamația intestinală.

Cercetătorii au arătat în primul rând că inflamația intestinală asistată genetic duce la un declin înspăimântător al diversității comunității bacteriene. Nu s-a găsit nicio diferență semnificativă în variabilitatea microbiană a animalelor cu deficit de IL10 cu inflamație pur intestinală sau deja carcinom, sugerând că linia de separare nu este între inflamație și cancer, ci între intact și inflamație.

În timp ce numărul total de specii din comunitatea bacteriană intestinală a scăzut semnificativ, au existat câțiva beneficiari evidenți ai dispariției și a fost E. coli al cărui număr de indivizi din mediul inflamator a crescut de 100 de ori valoarea normală.

Bacteriile coliforme sunt vinovații

Cercetătorii au început apoi să exploreze legătura cauzală dintre E. coli și cancerul de colon, care a fost suspectat, dar încă nu a fost dovedit. Pentru aceasta, șoareci cu deficit de IL10 au fost crescuți în condiții complet sterile, fără bacterii, și au fost injectate doar o tulpină selectată de E. coli (desemnată NC101) și, ca control, o altă bacterie intestinală comună, Enterococcus faecalis. Inflamația intestinală severă s-a dezvoltat la ambele grupuri de șoareci deja susceptibili la inflamație, dar tumorile maligne au apărut curând la 80% dintre șoarecii infectați cu E. coli, în timp ce omologii lor infectați cu Enterococcus faecalis nu au dezvoltat proliferarea cancerului. Acest experiment a susținut destul de clar ipoteza că nu inflamația în general, ci E. coli crește în mod specific într-un mediu inflamator care provoacă cancer.

Cercetătorii din literatura de specialitate au știut că unele tulpini de E. coli poartă un fond de gene numit „insula pks” care poate provoca leziuni ale ADN-ului în celulele gazdă - și se știe că deteriorarea ADN-ului este un precursor al formării tumorilor. NC101 utilizat pentru experimentele de mai sus s-a întâmplat să fie o tulpină care conține acest grup periculos de gene, dar când a fost testată și o versiune modificată a NC101 din care a fost îndepărtată insula pks, agentul patogen avea un potențial cancerigen semnificativ mai scăzut, în timp ce capacitatea sa inflamatorie era nu redus. Din aceasta, cercetătorii au concluzionat că interacțiunile agent patogen-gazdă responsabile de dezvoltarea inflamației nu sunt aceleași cu cele implicate în degenerarea tumorală a intestinului inflamat.

În cele din urmă, echipa de cercetare a dorit să clarifice la om dacă există o asociere între bacteriile care transportă pks și cancerul de colon. În plus față de cele 24 de controale sănătoase, 35 de pacienți cu inflamație cronică (sindrom de colon iritabil) și 21 de pacienți cu cancer de colon au fost incluși în studiu. În timp ce doar 5 din cei 24 de subiecți sănătoși s-au dovedit a avea bacterii echipate cu pks, ceea ce corespunde unei rate de 20%, 40% dintre pacienții cu inflamație intestinală și 66,7% dintre pacienții cu cancer de colon au găsit agenți patogeni capabili să dăuneze ADN-ului. Potrivit lui Fodor, rezultatele sunt deosebit de incitante, deoarece, pentru prima dată, arată o legătură strânsă între flora intestinală alterată și degenerarea malignă a bolii inflamatorii intestinale, predicând astfel posibilitatea unor viitoare intervenții terapeutice care vizează eradicarea tumorilor dezvoltarea cancerului.