Карцинома желудка является одной из наиболее частых причин смерти от рака, в первую очередь потому, что большинство пациентов поступают на позднюю стадию заболевания. Основной причиной этого рака является бактерия Helicobacter pylori, которая хронически поражает около половины всех людей. Однако, в отличие от опухолевых вирусов, бактерии не откладывают трансформирующие гены в своих клетках-хозяевах, и то, как они могут вызывать рак, до сих пор остается загадкой. Междисциплинарная исследовательская группа из Института Макса Планка в Берлине в сотрудничестве с исследователями из Стэнфорда, Калифорния, теперь обнаружила, что эта бактерия приводит к чрезмерному ускорению обновления стволовых клеток в желудке – и многие ученые подозревали, что оборот стволовых клеток играет определенную роль. в развитии рака. Показав, что желудок содержит два разных типа стволовых клеток, которые по-разному реагируют на один и тот же управляющий сигнал, они открыли новый механизм пластичности тканей. Позволяет настроить обновление тканей в ответ на бактериальную инфекцию.
Хотя давно было признано, что некоторые вирусы могут вызывать рак, вставляя онкогены в ДНК клетки-хозяина, тот факт, что некоторые бактерии также могут вызывать рак, возникает медленнее и гораздо труднее доказать. Хотя теперь ясно, что большинство случаев рака желудка связано с хроническими инфекциями, вызванными H. pylori, механизм остается неизвестным.
Томас Ф. Мейер и его коллеги из Института биологии инфекций им. Макса Планка в Берлине потратили много лет на изучение этой бактерии и изменений, которые она вызывает в клетках эпителия желудка. В частности, они были озадачены, как можно вызвать злокачественное новообразование в среде, в которой клетки быстро заменяются. Они подозревали, что ответ может заключаться в стволовых клетках, обнаруженных в нижней части желез, выстилающих внутреннюю часть желудка, которые постоянно заменяют оставшиеся клетки «снизу вверх» – и которые являются единственными долгоживущими клетками в организме. желудок. Майкл Сигал, клинический ученый из Charité – Universitätsmedizin Berlin, который присоединился к команде Макса Планка, опроверг устоявшуюся догму, чтобы показать, что H. pylori не только заражает поверхностные клетки, которые вот-вот отошли, но и некоторые бактерии успевают проникнуть глубоко в железы и достичь компартмента стволовых клеток. Теперь они обнаружили, что эти стволовые клетки действительно реагируют на инфекцию, увеличивая свое деление, производя больше клеток и приводя к характерному утолщению слизистой оболочки, наблюдаемому у пораженных пациентов.
Они использовали разных трансгенных мышей для отслеживания клеток, экспрессирующих определенные гены, а также всех их дочерних клеток. Результаты, опубликованные в журнале Nature, показывают, что железы желудка содержат две разные популяции стволовых клеток. Оба реагируют на сигнальную молекулу, называемую Wnt, которая поддерживает оборот стволовых клеток во многих тканях взрослого человека. Важно отметить, что они обнаружили, что клетки миофибробластов в слое соединительной ткани непосредственно под железами производят второй сигнал драйвера стволовых клеток, R-спондин, на который две популяции стволовых клеток по-разному реагировали. Именно этот сигнал и оказался для управления откликом на H. pylori: после заражения сигнал усиливается, заставляя замолчать более медленно вращающуюся популяцию стволовых клеток и заставляя быстрее вращаться популяцию стволовых клеток.
Эти результаты подтверждают растущее понимание того, что хронические бактериальные инфекции являются сильными поборниками рака. «Наши результаты показывают, что инфекционные бактерии могут увеличивать оборот стволовых клеток», – говорит Сигал. ‘Поскольку H. pylori вызывает пожизненные инфекции, постоянного увеличения делений стволовых клеток может быть достаточно, чтобы объяснить наблюдаемый повышенный риск канцерогенеза », а Мейер добавляет:« Наши новые открытия проливают свет на интригующие способы, с помощью которых хронические бактериальные инфекции нарушают функцию тканей и дают неоценимые подсказки о том, как бактерии в целом могут увеличивать риск рака ».