A) Здоровая эпителиальная ткань по сравнению с инфицированной эпителиальной тканью (зеленая) в желудке человека, разрушенном Helicobacter pylori. Б) Три увеличенных бактерии (светло-зеленые) под электронным микроскопом. Красные стрелки указывают на выступающие «токсинные иглы», через которые в конечном итоге может быть вызван рак. (Изображения: A FAU / Prof. Штеффен Бакерт, Эйлин Харрер; B: Проф. Манфред Роде (HZI, Брауншвейг)
Рак желудка – один из пяти самых смертельных видов рака. По статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) около 750000 пациентов умирают каждый год после развития болезни. Предполагается, что основной причиной является бактерия Helicobacter pylori (H. пилори). В настоящее время не существует эффективных методов лечения рака желудка, а растущее распространение устойчивости к антибиотикам еще больше затрудняет лечение инфекции. Исследователи из FAU определили два механизма, с помощью которых эта бактерия может вызвать рак желудка. Их результаты могут привести к разработке новых терапевтических подходов. Команда опубликовала свои результаты в ведущем журнале Cell Host & Микроб.
Международная группа ученых во главе с доктором. Николь Тегтмайер из кафедры микробиологии Университета Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) исследовала, как бактерии разрушают защитный слой желудка. Этот защитный слой состоит из плотно упакованных эпителиальных клеток, которые защищают желудок от воздействия желудочной кислоты. Исследователи обнаружили, что H. pylori выделяет фермент, протеазу HtrA, которую он использует как оружие, чтобы проникнуть через этот защитный слой. HtrA расщепляет три белка окклюдин, клаудин-8 и E-кадгерин, разрывая слой эпителиальных клеток. В результате H. pylori могут проникать в более глубокие, обычно свободные от патогенов тканевые слои и наносить дальнейший ущерб. Это первый шаг к развитию рака желудка.
Однако за этой первой фазой следует еще более опасная, как обнаружила команда. Иглоподобные выступы, называемые системами секреции типа IV, активируются и функционируют как «молекулярные шприцы». Используя рецептор-зависимый механизм, они вводят бактериальный токсин, белок CagA, через базолатеральную мембрану клеток-хозяев. Введенный CagA впоследствии перепрограммирует клетки-хозяева, делая их потенциально злокачественными. Еще один эффект этого белка заключается в том, что он не позволяет иммунной системе человека распознавать и уничтожать бактерии – решающий механизм для долгосрочного выживания H. pylori в желудке человека.
Новый подход к лечению рака желудка
Доктор. Тегтмайер ожидает, что эти результаты позволят разработать новые важные антибактериальные терапевтические подходы, поскольку HtrA и CagA являются идеальными мишенями для новых лекарств. Команда уже начала тестировать специфические ингибиторы HtrA. "Мы надеемся, что подходящие активные агенты могут либо полностью предотвратить инфекцию, либо ингибировать инъекцию CagA," объясняет Тегтмайер.