Кишкова паличка та рак кишечника - чи існує зв’язок? (ВИВЧЕННЯ)

Чи може E.coli впливати на ризик раку кишечника? Вперше дослідники встановили прямий зв’язок між мікробіомом та мутаціями, що призводять до пухлини - появи та розвитку пухлин. Дослідження показали, що токсин, що виділяється штамом кишкової палички, може спричинити унікальну структуру або «відбитки пальців» пошкодження ДНК на клітинах, що вистилають кишечник.

Загальна інформація

Дослідження, опубліковане в журналі Природа (2020) припускають, що новий тип бактерій, що знаходяться в кишечнику, може сприяти рак кишечника. Дослідники показали, що токсин, що виділяється штамом кишкової палички, спричинює унікальну структуру або «відбитки пальців» пошкодження ДНК клітин, що вистилають кишечник.

Поширений штам кишкових бактерій може спричинити генетичні зміни, що спричиняють рак кишечника. цепевний штам кишкової палички це не одна з тих, що стосуються спалахів харчових отруєнь. Токсин називається колібактина, який виділяється певним штамом кишкової палички, який є частиною нормальної флори кишечника (трильйони бактерій, які живуть природним шляхом в кишечнику), може викликати ДНК-специфічні зміни в клітинах, що вистилають кишку. Ці унікальні зміни ДНК виявляються також у кишкових пухлинах, демонструючи прямий зв'язок між токсином та раком.

Мета цього дослідження - зрозуміти причини та фактори ризику раку кишечника. У цьому сенсі відкриття ролі колібактину відіграє надзвичайно важливу роль. Чим більше лікарів розуміють, як розвивається рак кишечника, тим легше буде його діагностувати та зменшити ризик. В даний час, однак, існує ряд рекомендацій щодо зменшення ризику раку кишечника. Відмова від куріння, підтримка здорової ваги, дієта з високим вмістом клітковини та зменшення споживання червоного та обробленого м’яса - це рекомендації зниження ризику раку кишечника.

Рак кишечника

Тонкий кишечник є частиною травної системи. Це довга трубка, яка з’єднує шлунок з товстою кишкою. Рак кишечника рідкісний, але такі фактори, як вживання дієти з високим вмістом жиру або деякі захворювання, такі як хвороба Крона, целіакія або поліпи товстої кишки в анамнезі, можуть збільшити ризик.

Можливі ознаки раку кишечника включають:

болі в животі;
незрозуміла втрата ваги;
кров у калі;
маса в животі.

Пухлини кишечника можуть блокувати приплив їжі і впливати на травлення. У міру збільшення пухлини закупорка може спричинити біль у животі. Повільно кровоточить пухлина може призвести до анемії. Травна кров може призвести до того, що стілець почорніє. Перешкода - коли потік їжі повністю перекритий - може спричинити сильний біль, нудоту та блювоту, і зазвичай вимагає негайного хірургічного втручання.

Перераховані вище симптоми можуть бути ознаками інших станів або шлунково-кишкові захворювання. Однак часто невеликі пухлини можуть не викликати симптомів. Іноді рак можна виявити випадково під час іншої процедури або не пов’язаної з цим операції.

Фактори ризику раку кишечника

Хоча точної причини раку кишечника не може бути відомо, кілька факторів можуть збільшити ризик розвитку захворювання. Статистика показує, що чоловіки частіше хворіють на захворювання, ніж жінки. Майже третина всіх випадків діагностується у пацієнтів старше 65 років.

Деякі спадкові захворювання та фактори можуть збільшити ризик. Хоча більшість видів раку кишечника виникають без відомого спадкового зв'язку, є деякі спадкові захворювання що може призвести до більш високого ризику. Спадковими захворюваннями, асоційованими особливо з аденокарциномою кишечника, є:

сімейний аденоматозний поліпоз;
спадковий неполіпоз колоректального раку, також званий синдромом Лінча;
Синдром Peutz-Jeghers;
муковісцидоз тощо.

Іншими факторами ризику є:

вживання алкоголю;
куріння;
дієта - їжа з високим вмістом жиру може бути фактором ризику раку кишечника;
певні хімічні речовини, такі як вінілхлорид, діоксини та великі дози гербіцидів, що містять феноксіоцетову кислоту, вважаються факторами ризику раку кишечника;
інші стани - шлунково-кишкові захворювання (рак товстої кишки, целіакія, хвороба Крона).

Що таке кишкова паличка?

Кишкова паличка - поширена бактерія, яка мешкає в нижніх відділах шлунково-кишкового тракту людей і тварин. Його також можна ізолювати від води та грунту. Хоча більшість штамів нешкідливі, деякі штами кишкової палички здатні виробляти потужні токсини, які можуть спричинити важкі захворювання. Найчастіше кишкова паличка може призвести до кишкові інфекції, що викликають діарею, але це також може спричинити інфекції сечовивідних шляхів, пневмонію, зараження крові та інші захворювання.

Більшість форм патогенної кишкової палички (хвороботворної) мешкає в шлунково-кишкових шляхах тварин, таких як велика рогата худоба, кози, олені. Коли вони поширюються в навколишньому середовищі через кал цих тварин, вони можуть забруднити їжу, яку ми їмо, викликаючи різноманітні симптоми. Вони також можуть заразити яловичину, коли забивають тварин.

Симптоми кишкової інфекції кишковою паличкою

Симптоми кишкової інфекції зазвичай починаються через 1 - 10 днів після зараження кишковою паличкою. Це відомо як Інкубаційний період. Як тільки симптоми з’являються, вони зазвичай тривають близько 5-10 днів.

спазми в животі;
раптова, сильна водяниста діарея, яка може змінитися на кров’янистий стілець;
газ;
втрата апетиту або нудота;
блювота (нечасто);
втома;
лихоманка.

Симптоми важкої інфекції кишкової палички можуть включати:

кров’яниста сеча;
зниження вироблення сечі;
Бліда шкіра;
синці;
зневоднення.

Як поширюється інфекція кишкової палички?

Незважаючи на те, що кишкова паличка може поширюватися різними способами, за оцінками, 85% поточних інфекцій кишкової палички спричинені вживанням інфікованої їжі. Оскільки цей мікроорганізм живе в шлунково-кишковому тракті тварин, можна передати його від тварини до людини. Це може статися при безпосередньому контакті з тваринами або через споживання забруднених продуктів тваринного походження. М'ясо може забруднитися під час забою або під час переробки. Інфекція може статися від вживання зараженого м’яса, особливо яловичого фаршу.

Інші відомі джерела зараження включають вживання непастеризованого молока та соків, вживання свіжозабруднених овочів та зелені, таких як шпинат, салат та капуста тощо.

Як лікується інфекція кишкової палички?

У більшості випадків домашнього догляду достатньо для лікування інфекції кишкової палички - достатнього споживання води, відпочинку та контролю симптомів. Якщо у вас діарея з кров’ю або температура, проконсультуйтеся з лікарем перед тим, як приймати протидіарейні ліки, що продаються без рецепта. У більшості пацієнтів спостерігається поліпшення стану протягом 5-7 днів від початку зараження та повністю одужує.

Як запобігти зараженню кишковою паличкою

Деякі безпечні дієтичні заходи можуть зменшити ризик розвитку кишкової інфекції через кишкову паличку. Одна з найпростіших речей, яку ви можете зробити, щоб запобігти зараженню кишковою паличкою - це регулярно мийте руки. Ви повинні мити руки перед поводженням, подачею або вживанням їжі, і особливо після дотику до тварин, роботи в середовищі для тварин або користування ванною кімнатою. Дотримання гігієни та дотримання рекомендацій з безпеки харчових продуктів можуть запобігти зараженню.

Сире м'ясо слід готувати при безпечній температурі, щоб забезпечити знищення бактерій, а сирі або непастеризовані молочні продукти не можна їсти взагалі, щоб зменшити ризик зараження кишковою паличкою та іншими харчовими захворюваннями.

Як E coli може збільшити ризик розвитку раку кишечника?

Наш організм містить підвищену кількість бактерій. Більшість сприяють здоровому життю - корисні бактерії, тоді як інші можуть викликати захворювання. Серед бактерій, що мають потенційно шкідливі наслідки, є штам найвідомішої кишкової бактерії: кишкова паличка (E. coli). Ось цей конкретний штам кишкової палички є «генотоксичним»: він виробляє хімічну речовину під назвою «колібактин», яка може пошкодити ДНК клітин людини і залишити ряд «відбитків пальців».

Такі відбитки пальців спостерігалися при пухлинах кишечника. Дослідники припускають, що виявлення цього специфічного пошкодження ДНК у клітинах кишечника може дозволити вченим ідентифікувати людей з високим ризиком захворювання та провести серію тестів цього типу. скринінг на рак кишечника. Інші бактеріальні токсини в кишкових бактеріях можуть мати подібний ефект, саме тому дослідження будуть розширюватися.

Що показали дослідження?

Команда дослідників з Інститут Губрехта в Нідерландах та Центр дитячої онкології ім. Принцеси Максима в м. Утрехт, Нідерланди, зосередили увагу на штам E. coli, який продукує токсин під назвою колібактин і, як виявилося, частіше присутній у зразках стільця у людей з раком кишечника порівняно зі здоровими людьми. Цей токсин називається колібактина це може спричинити пошкодження ДНК в культурах клітин у лабораторії, саме тому припускають, що токсин може робити те саме з клітинами, що вистилають кишечник. Вперше дослідники встановили прямий зв’язок між мікробами, що живуть у нашому організмі, та генетичними змінами, що спричинюють розвиток раку.

Генетичні дактилоскопії та рак

Кожен процес, який може спричинити пошкодження ДНК, залишає за собою певний зразок мутації, який називається генетичним відбитком пальця. Такі конкретні підписи вже були визначені для різних збудників раку, включаючи сигаретний дим та УФ-світло. Наявність цих специфічні відбитки пальців у ДНК раку це може розповісти нам про попередні впливи, які можуть лежати в основі початку захворювання.

Використовували кишкові органоїди людини, мініатюрні копії кишечника, вирощені в лабораторії. Вони зазнали впливу кишкової палички, що продукує колібактин. Послідовність ДНК кишкових клітин в органоїдах аналізували через 5 місяців і спостерігали майже подвоєне пошкодження ДНК в них порівняно з органоїдами, що зазнали впливу кишкової палички, які не продукують колібактину. Також було помічено, що пошкодження ДНК, спричинені колібактином, слідували двом унікальним специфічним моделям токсину.

Щоб побачити, чи пошкодження ДНК, спричинене бактерією, відіграє роль при раку кишечника, тоді дослідники проаналізували послідовності ДНК понад 5500 зразків пухлини з Великобританії та Нідерландів. Два відбитки пальців були досліджені у понад 3600 зразках різних типів раку. Відбитки пальців були присутніми у більшості пухлин і набагато частіше при раку кишечника, ніж у інших видів раку.

Згодом вони проаналізували 2000 зразків раку кишечника у Великобританії і виявили, що в них є відбитки пальців колібактину 4-5% зразків. Це говорить про те, що за це може бути відповідальна кишкова паличка, що продукує колібактин 1 з 20 випадків раку кишечника у Великобританії.

Висновок

Точний спосіб того, як колібактин викликає або сприяє розвитку раку кишечника, повинен бути додатково вивчений, але знання цих специфічних змін ДНК може допомогти ефективніше виявити людей з підвищеним ризиком цього типу раку.

Дослідники підозрюють, що ця бактерія може сприяти ряду раків кишечника - 1 із 20 або 5 із 100, але для підтвердження зв'язку потрібні додаткові дослідження.

Список літератури:
(1) https://www.nature.com/articles/s41586-020-2080-8
(2) https://www.medscape.com/viewarticle/926121
(3) https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200227114543.htm
(4) https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200227114540.htm
(5) https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29909724
(6) https://www.cdc.gov/ecoli/index.html
(7) https://www.webmd.com/food-recipes/food-poisoning/what-is-e-coli#1

Про автора

Манкас Маліна

Випускник факультету медичної біоінженерії - Університет медицини та фармації Яссі та ступінь магістра з клінічної біоінженерії.