Ratele mai ridicate ale anumitor tipuri de cancer în anumite ţări pot fi legate de două tulpini particulare de bacterii. Ţintirea acestora cu tratamente sau vaccinuri ar putea contribui la reducerea riscului de cancer colorectal, de vezică urinară şi de prostată.
Un grup de cercetători de la Institutul Wellcome Sanger, în colaborare cu Universitatea din Helsinki au investigat diferenţele în incidenţa cancerului colorectal, de vezică urinară şi de prostată şi le-au comparat cu datele globale de urmărire a tulpinilor de Escherichia coli (E. coli). În special, ei au analizat cele două tulpini dominante de E. coli care produc o substanţă identificată anterior ca factor de risc pentru cancerul colorectal.
Cercetarea, publicată miercuri, în revista Lancet Microbe, menţionează că aceste două tulpini de E. coli se găsesc mai frecvent în ţările industrializate, unde cauzează rate ridicate de infecţii ale tractului urinar (UTI) şi infecţii ale fluxului sanguin. Aceste tulpini nu provoacă toxiinfecţii alimentare.
Cercetătorii sugerează că rata mai ridicată a anumitor tipuri de cancer în aceste ţări ar putea fi legată, cel puţin parţial, de aceste două tulpini E. coli care produc o substanţă cunoscută sub numele de colibactină, dar subliniază că sunt necesare investigaţii suplimentare.
Capacitatea de a produce colibactină este o caracteristică rară a unor bacterii E. coli şi se regăseşte în principal doar la două tulpini a căror vechime a fost estimată la cel puţin 300 de sute de ani. Intervenţiile care abordează aceste două tulpini, cum ar fi un vaccin sau un probiotic, ar putea preveni circulaţia acestor tulpini bacteriene şi, la rândul lor, ar putea reduce riscul de cancer.
Întrucât aceste tulpini de E. coli sunt, de asemenea, principalele cauze ale infecţiilor urinare şi ale infecţiilor din sânge în ţările industrializate, o intervenţie pentru eliminarea lor ar reduce, de asemenea, povara infecţiilor şi utilizarea antibioticelor, spun specialiştii.
Bacteria E. coli este frecvent întâlnită în intestinul uman. Majoritatea tulpinilor de E. coli sunt inofensive; cu toate acestea, dacă bacteria ajunge în fluxul sanguin din cauza unui sistem imunitar slăbit, aceasta poate provoca infecţii, de la uşoare până la cele care pun viaţa în pericol.
Cercetătorii, inclusiv cei din recenta colaborare, au utilizat supravegherea genomică pentru a urmări diferitele tulpini de E. coli din diferite ţări, inclusiv Regatul Unit, Norvegia, Pakistan şi Bangladesh. Acest lucru le-a permis să identifice factorii care determină răspândirea anumitor tulpini şi să evidenţieze noi modalităţi posibile de a opri tulpinile care provoacă boli.
În 2020, cercetarea a descoperit că colibactina, o substanţă produsă de anumite bacterii, inclusiv de două tulpini de E. coli, provoacă rupturi ale ADN-ului în celulele umane. De asemenea, echipa a găsit dovezi ale deteriorării provocate de colibactină în probele tumorale de la pacienţii cu cancer colorectal.
Dovezile preliminare sugerează că tulpinile de E. coli producătoare de colibactină joacă, de asemenea, un rol în dezvoltarea cancerelor tractului urinar, cum ar fi cancerele de vezică urinară şi prostată, deoarece acesta este un loc comun de infecţie cu E. coli.
Escherichia coli. Credit: Laboratoarele Rocky Mountain, NIAID, NIH
În acest studiu, cercetătorii au comparat ratele incidenţei cancerului cu datele de supraveghere genomică a E. coli. Ei au constatat că cele două tulpini de E. coli care produc colibactină sunt întâlnite în ţările industrializate, care au, de asemenea, niveluri mai ridicate de cancere intestinale, de vezică urinară şi de prostată.
Comparativ cu ţările cu resurse reduse, cum ar fi Bangladesh şi Pakistan, cele două tulpini producătoare de colibactină sunt mult mai rare, iar incidenţa cancerului de intestin, de vezică urinară şi de prostată este, de asemenea, mai scăzută.
Echipa emite ipoteza că variaţia geografică a incidenţei cancerului este afectată de nivelurile diferite de expunere a populaţiei la aceste două tulpini de E. coli. Cu toate acestea, sunt necesare investigaţii suplimentare pe scară largă, inclusiv eşantionarea tumorilor pe scară largă, pentru a clarifica rolul colibactinei în cancer.
Producerea colibactinei este costisitoare din punct de vedere energetic pentru E. coli şi necesită o adaptare genetică care să garanteze că procesul nu este prea costisitor pentru bacterie. Această adaptare este dificil de obţinut prin transfer orizontal de gene, care este modul în care bacteriile îşi împărtăşesc trăsăturile.
Din acest motiv, doar două tulpini de E. coli de succes, din sutele de tulpini de E. coli care circulă la nivel mondial, au reuşit să stabilească o menţinere stabilă a genelor producătoare de colibactină în ultimele secole.
Prin urmare, intervenţiile care se concentrează pe eradicarea acestor două tulpini, cum ar fi un vaccin, ar putea fi extrem de eficiente. O altă cale ar putea fi dezvoltarea de produse probiotice terapeutice pentru a ajuta la eliminarea acestor două tulpini de E. coli din intestinul umann, cu scopul de a le elimina din populaţie.
„E. coli poate fi găsit în întreaga lume, în multe forme diferite, iar înţelegerea modului în care tulpinile acestei bacterii au un impact diferit asupra oamenilor ne poate oferi o imagine mai completă a sănătăţii şi a bolilor", a declarat dr. Tommi Mäklin, primul autor al studiului, de la Universitatea din Helsinki şi Institutul Wellcome Sanger.
Având acces la date genomice globale privind tulpinile care se găsesc într-o anumită zonă, se pot descoperi noi tendinţe şi posibilităţi, cum ar fi tulpinile din ţările industrializate care ar putea fi legate de riscul anumitor tipuri de cancer, a precizat acesta.
„De asemenea, trebuie să ne asigurăm în continuare că ţările şi regiunile din întreaga lume sunt incluse în cercetarea de supraveghere genomică, astfel încât toată lumea să beneficieze de noile descoperiri”, a mai spus el.
„Intestinele umane conţin multe tipuri diferite de bacterii, dintre care majoritatea sunt inofensive, inclusiv unele tulpini de E. coli. Deoarece nu toate tulpinile bacteriene pot trăi în acelaşi timp în intestin, acestea trebuie să concureze pentru spaţiu şi resurseŢ, explică dr. Trevor Lawley, autor principal al cercetării, de la Institutul Wellcome Sanger.
„În viitor, ar putea fi posibil să se dezvolte probiotice terapeutice care să ajute la eliminarea tulpinilor bacteriene nedorite, cum ar fi cele care eliberează colibactină. A înţelege mai multe despre interacţiunile dintre E. coli şi riscul de cancer evidenţiază impactul pe care microbiomul nostru îl are asupra sănătăţii şi este o cale cheie de explorat dacă dorim să colaborăm cu organismul nostru pentru a ajuta la combaterea anumitor afecţiuni”, a precizat cercetătorul.
În ultimii cinci ani echipa a folosit genomica la scară largă pentru a urmări tulpinile de E. coli în mai multe ţări, folosind date care datează de la începutul anilor 2000.
Acest lucru le-a permis să identifice posibilele legături dintre două tulpini E. coli şi ratele de incidenţă a cancerului.
„Ştiinţa nu este un efort de sine stătător şi, prin colaborarea cu experţi în cancer şi microbiom, sperăm că în viitor această cercetare ar putea duce la noi modalităţi de eradicare a tulpinilor de E. coli producătoare de colibactină", a declarat prof. Jukka Corander, autor principal de la Institutul Wellcome Sanger, Universitatea din Oslo şi Universitatea din Helsinki.
Vaccinurile sau alte intervenţii care vizează aceste tulpini E. coli ar putea oferi beneficii uriaşe pentru sănătatea publică. Cum ar fi reducerea poverii infecţiilor şi diminuarea nevoii de antibiotice pentru tratarea acestora, precum şi reducerea riscului de cancere care ar putea fi legate de efectele expunerii la colibactină, au mai specificat cercetătorii.
