Newsletter Biuletyny informacyjne Events Wydarzenia Podcasty Filmy Africanews
Loader
Śledź nas
Reklama

Hiszpańscy naukowcy odkryli, w jaki sposób bakteria cholery może zabijać raka

Obraz komórek nowotworowych zaatakowanych przez bakterie cholery
Obraz komórek nowotworowych zaatakowanych przez bakterie cholery Prawo autorskie  CSIC
Prawo autorskie CSIC
Przez Jesús Maturana
Opublikowano dnia
Udostępnij
Udostępnij Close Button

Międzynarodowy zespół kierowany przez Centrum Badań nad Rakiem w Salamance ujawnia, że komórki zainfekowane cholerą mogą powodować samozniszczenie komórek nowotworowych poprzez nowy mechanizm molekularny testowany na raku piersi, okrężnicy i trzustki.

Badania opublikowane w Cell Death Discovery identyfikują metaloproteazę HapA jako główny składnik Vibrio cholerae odpowiedzialny za zmniejszenie żywotności komórek nowotworowych. W przeciwieństwie do konwencjonalnych ludzkich proteaz, HapA działa wyjątkowo na dwa kluczowe receptory na powierzchni komórki: PAR-1 i PAR-2. Receptory te, normalnie związane z krzepnięciem, stanem zapalnym i progresją nowotworu, są "rozszczepiane" przez HapA w miejscach innych niż te rozpoznawane przez ludzkie enzymy, takie jak MMP-1.

REKLAMA
REKLAMA

Działanie to wyzwala szybką i przejściową wewnątrzkomórkową kaskadę sygnalizacyjną za pośrednictwem kinaz MEK i ERK, kończącą się aktywacją kaspazy 7 i prowadzącą do apoptozy lub zaprogramowanej śmierci komórki.

"Ta praca pokazuje potencjał białek bakteryjnych jako narzędzi terapeutycznych przeciwko nowotworom. Selektywne działanie i wewnątrzkomórkowy tryb aktywacji otwierają nowe perspektywy dla rozwoju połączonych i specyficznych metod leczenia" - mówi Antonio Hurtado, badacz CSIC w Centrum Badań nad Rakiem.

Zespół wykazał, że zaobserwowane efekty są specyficzne dla HapA w eksperymentach ze zmutowanymi szczepami "V. cholerae", którym brakowało tego białka, a także z niepatogennymi bakteriami "Escherichia coli" zmodyfikowanymi genetycznie tak, aby wytwarzały tylko HapA. We wszystkich przypadkach tylko obecność HapA skutkowała zmniejszoną żywotnością komórek nowotworowych.

Zaawansowana metodologia w celu odkrycia mechanizmu molekularnego

Aby dokładnie zrozumieć, w jaki sposób HapA działa na komórki nowotworowe, naukowcy zastosowali wysoce precyzyjną metodologię multidyscyplinarną. Normalne i zmutowane szczepy "Vibrio cholerae" zostały wyhodowane, supernatant - płyn zawierający wszystkie białka wydzielane przez bakterie - został zebrany i zastosowany do ludzkich linii komórkowych raka piersi (MCF-7 i MDA-MB-231), okrężnicy (HCT-8) i trzustki (SUIT-2).

"Chcieliśmy sprawdzić, czy ludzkie komórki różnych typów nowotworów nadal żyją i mogą się namnażać po kontakcie z tymi substancjami bakteryjnymi, w szczególności z białkiem HapA" - wyjaśnia Hurtado. Aby zweryfikować specyficzność, porównano wyniki z supernatantami bakterii E. coli bez zdolności do wytwarzania HapA.

W badaniu zastosowano zaawansowane techniki molekularne, w tym konstrukty reporterowe, które umożliwiły wizualizację w czasie rzeczywistym rozszczepienia receptorów PAR-1 i PAR-2, analizę Western blot w celu wykrycia fosforylacji białek MEK i ERK oraz testy aktywacji kaspaz jako markerów apoptozy. Ponadto zastosowano trametynib, farmakologiczny inhibitor MEK stosowany klinicznie w czerniaku, potwierdzając, że blokowanie tego szlaku znacznie zmniejszyło śmierć komórek indukowaną przez HapA.

System obrazowania na żywo Incucyte® umożliwił monitorowanie proliferacji, apoptozy i żywotności komórek przez wiele dni w czasie rzeczywistym, dostarczając solidnych dowodów na działanie przeciwnowotworowe HapA. Eksperymenty wykazały, że aktywacja MEK-ERK przez HapA jest wczesna (wykrywalna po 20 minutach) i przejściowa (powraca do poziomu podstawowego po 40 minutach), ale wystarczająca do zainicjowania zaprogramowanej śmierci komórki.

Implikacje terapeutyczne i perspektywy na przyszłość

Odkrycie to otwiera obiecujące możliwości rozwoju nowych terapii przeciwnowotworowych. Zdolność HapA do selektywnej aktywacji receptorów PAR poprzez miejsce rozszczepienia inne niż w przypadku ludzkich proteaz sugeruje, że sygnalizacja komórkowa może być modulowana w sposób ukierunkowany, unikając skutków ubocznych związanych z konwencjonalną aktywacją tych receptorów.

Wyniki wskazują, że selektywna modulacja dynamiki sygnalizacji MEK-ERK - promująca raczej przejściową niż trwałą aktywację - może stanowić nową strategię. Podczas gdy długotrwała aktywacja ERK jest często związana z proliferacją i przeżyciem komórek nowotworowych, krótka i intensywna aktywacja indukowana przez HapA wywołuje apoptozę, znany paradoksalny efekt w kontekście uszkodzeń DNA i niektórych związków przeciwnowotworowych.

Międzynarodowe badanie, opracowane we współpracy między Centrum Badań nad Rakiem (CIC-CSIC-University of Salamanca), Uniwersytetem w Umeå (Szwecja) i Szpitalem Uniwersyteckim w Zurychu (Szwajcaria), zostało sfinansowane przez Szwedzką Radę ds. Badań Naukowych, Szwedzkie Towarzystwo Onkologiczne oraz fundusze z programu Unii Europejskiej Horyzont 2020 (projekt RESCUER).

Oprócz Antonio Hurtado, w badaniu uczestniczyli również David Tena-Chaves, Inês Pontes-Gomes i José Ángel Palomeque z CIC; Eric Toh, Palwasha Baryalai i Sun Nyunt Wai z Wydziału Biologii Molekularnej i Centrum Badań Mikrobiologicznych w Umeå; oraz Gabor Kädler, Reto A. Schuepbach i Dorothea M. Heuberger z Instytutu Medycyny Intensywnej Terapii Szpitala Uniwersyteckiego w Zurychu. Badania te podkreślają, w jaki sposób badanie patogenów może ujawnić nieoczekiwane mechanizmy molekularne o potencjale terapeutycznym.

Dodatkowe źródła • CSIC

Przejdź do skrótów dostępności
Udostępnij

Czytaj Więcej

Zachorowalność na nowotwory związane z otyłością wzrasta

Zbiory ziemniaków w Niemczech zagrożone, cykady przenoszą groźną bakterię

Szampon z bakterią wycofany ze sprzedaży