Ratele mai ridicate ale anumitor tipuri de cancer în anumite țări pot fi legate de două tulpini particulare de bacterii. Țintirea acestora cu tratamente sau vaccinuri ar putea contribui la reducerea riscului de cancer colorectal, de vezică urinară și de prostată.
Un grup de cercetători de la Institutul Wellcome Sanger, în colaborare cu Universitatea din Helsinki au investigat diferențele în incidența cancerului colorectal, de vezică urinară și de prostată și 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 substanță identificată anterior ca factor de risc pentru cancerul colorectal.
Cercetarea, publicată miercuri, în revista Lancet Microbe, menționează că aceste două tulpini de E. coli se găsesc mai frecvent în țările industrializate, unde cauzează rate ridicate de infecții ale tractului urinar (UTI) și infecții ale fluxului sanguin. Aceste tulpini nu provoacă toxiinfecții alimentare.
Cercetătorii sugerează că rata mai ridicată a anumitor tipuri de cancer în aceste țări ar putea fi legată, cel puțin parțial, de aceste două tulpini E. coli care produc o substanță cunoscută sub numele de colibactină, dar subliniază că sunt necesare investigații suplimentare.
Capacitatea de a produce colibactină este o caracteristică rară a unor bacterii E. coli și se regăsește în principal doar la două tulpini a căror vechime a fost estimată la cel puțin 300 de sute de ani. Intervențiile care abordează aceste două tulpini, cum ar fi un vaccin sau un probiotic, ar putea preveni circulația acestor tulpini bacteriene și, la rândul lor, ar putea reduce riscul de cancer.
Întrucât aceste tulpini de E. coli sunt, de asemenea, principalele cauze ale infecțiilor urinare și ale infecțiilor din sânge în țările industrializate, o intervenție pentru eliminarea lor ar reduce, de asemenea, povara infecțiilor și utilizarea antibioticelor, spun specialiștii.
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 infecții, de la ușoare până la cele care pun viața în pericol.
Cercetătorii, inclusiv cei din recenta colaborare, au utilizat supravegherea genomică pentru a urmări diferitele tulpini de E. coli din diferite țări, inclusiv Regatul Unit, Norvegia, Pakistan și Bangladesh. Acest lucru le-a permis să identifice factorii care determină răspândirea anumitor tulpini și să evidențieze noi modalități posibile de a opri tulpinile care provoacă boli.
În 2020, cercetarea a descoperit că colibactina, o substanță 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 pacienții 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 și prostată, deoarece acesta este un loc comun de infecție cu E. coli.
Escherichia coli. Credit: Laboratoarele Rocky Mountain, NIAID, NIH
În acest studiu, cercetătorii au comparat ratele incidenței 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 țările industrializate, care au, de asemenea, niveluri mai ridicate de cancere intestinale, de vezică urinară și de prostată.
Comparativ cu țările cu resurse reduse, cum ar fi Bangladesh și Pakistan, cele două tulpini producătoare de colibactină sunt mult mai rare, iar incidența cancerului de intestin, de vezică urinară și de prostată este, de asemenea, mai scăzută.
Echipa emite ipoteza că variația geografică a incidenței cancerului este afectată de nivelurile diferite de expunere a populației la aceste două tulpini de E. coli. Cu toate acestea, sunt necesare investigații suplimentare pe scară largă, inclusiv eșantionarea tumorilor pe scară largă, pentru a clarifica rolul colibactinei în cancer.
Producerea colibactinei este costisitoare din punct de vedere energetic pentru E. coli și necesită o adaptare genetică care să garanteze că procesul nu este prea costisitor pentru bacterie. Această adaptare este dificil de obținut prin transfer orizontal de gene, care este modul în care bacteriile își împărtășesc 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 reușit să stabilească o menținere stabilă a genelor producătoare de colibactină în ultimele secole.
Prin urmare, intervențiile 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 populație.
„E. coli poate fi găsit în întreaga lume, în multe forme diferite, iar înțelegerea modului în care tulpinile acestei bacterii au un impact diferit asupra oamenilor ne poate oferi o imagine mai completă a sănătății și a bolilor”, a declarat dr. Tommi Mäklin, primul autor al studiului, de la Universitatea din Helsinki și Institutul Wellcome Sanger.
Având acces la date genomice globale privind tulpinile care se găsesc într-o anumită zonă, se pot descoperi noi tendințe și posibilități, cum ar fi tulpinile din țările industrializate care ar putea fi legate de riscul anumitor tipuri de cancer, a precizat acesta.
„De asemenea, trebuie să ne asigurăm în continuare că țările și 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 conțin multe tipuri diferite de bacterii, dintre care majoritatea sunt inofensive, inclusiv unele tulpini de E. coli. Deoarece nu toate tulpinile bacteriene pot trăi în același timp în intestin, acestea trebuie să concureze pentru spațiu și resurseȚ, 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 înțelege mai multe despre interacțiunile dintre E. coli și riscul de cancer evidențiază impactul pe care microbiomul nostru îl are asupra sănătății și este o cale cheie de explorat dacă dorim să colaborăm cu organismul nostru pentru a ajuta la combaterea anumitor afecțiuni”, a precizat cercetătorul.
În ultimii cinci ani echipa a folosit genomica la scară largă pentru a urmări tulpinile de E. coli în mai multe țări, folosind date care datează de la începutul anilor 2000.
Acest lucru le-a permis să identifice posibilele legături dintre două tulpini E. coli și ratele de incidență a cancerului.
„Știința nu este un efort de sine stătător și, prin colaborarea cu experți în cancer și microbiom, sperăm că în viitor această cercetare ar putea duce la noi modalități 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 și Universitatea din Helsinki.
Vaccinurile sau alte intervenții care vizează aceste tulpini E. coli ar putea oferi beneficii uriașe pentru sănătatea publică. Cum ar fi reducerea poverii infecțiilor și diminuarea nevoii de antibiotice pentru tratarea acestora, precum și reducerea riscului de cancere care ar putea fi legate de efectele expunerii la colibactină, au mai specificat cercetătorii.