Як бактерії, що викликають рак, заволодіють нашими шлунками?
Нове дослідження на мишах використовує передові методи візуалізації, щоб дослідити, як H. pylori, які є приблизно у половини людей на землі, виживають та процвітають у шлунку.
Кишкові бактерії - одна з найгарячіших тем медичної науки сьогодні.
Оскільки вчені поповнюють дивно довгий перелік станів, які можуть включати бактерії, розуміння того, як вони перехитрують як ліки, так і нашу імунну систему, стає все більш важливим.
Однією бактерією, яка має неймовірну здатність колонізувати людей, є хелікобактер пілорі. Насправді, за оцінками, вони живуть у шлунку приблизно половини всіх людей.
Спочатку він потрапляє в людину, коли ми молоді, а потім залишається in situ протягом більшої частини життя людини.
У більшості людей бактерія, здається, не завдає шкоди; однак у деяких H. pylori може призвести до раку шлунка та виразкової хвороби. Один автор пише:
«Приблизно 75% загального тягаря раку шлунка та 5,5% злоякісних пухлин у всьому світі є причиною цього H. pylori-індуковане запалення та травма ".
Секрети H. pylori
Незважаючи на поширеність та наслідки розвитку H. pylori інфекція, зрозуміти, як бактерія поводиться в нашому шлунку, виявилося складним завданням.
Дослідники, багато хто з медичної школи Стенфордського університету в Каліфорнії, нещодавно провели низку досліджень, щоб зрозуміти, як H. pylori залишатися в шлунку так успішно. Вчені також сподіваються надати підказки щодо того, як ці бактерії можуть бути витіснені.
За допомогою передових інструментів візуалізації вчені визначили H. pylori‘Криївка. Вони нещодавно опублікували свої висновки в журналі PLOS Біологія.
H. pylori є вузькоспеціалізованими для колонізації шлунку, який є особливо негостивним місцем для проживання - це, по суті, чан із соляною кислотою. Незважаючи на це, бактерії процвітають і можуть зберігати своє становище протягом десятиліть.
Окрім інтенсивної хімії шлунка, його клітини швидко замінюються, що ускладнює утримання опори в шлунку.
Антибіотики можуть вбити H.pylori але, як правило, вони не викорінюють бактерії повністю, і популяція незабаром відновлюється. Старший автор, д-р Мануель Амієва пояснює, що "штам, що повторюється, незмінно такий самий, як і той, який вважається знищеним".
Це виводить це H. pylori мати схованку, де-небудь, не на шкоду, щоб бактерії могли безпечно регенерувати. Автори нещодавньої статті хотіли розкрити цю схованку.
Як H. pylori сховати
H. pylori мають прядильні джгутики, які є довгими, схожими на батоги структурами, що дозволяють бактеріям пересуватися в оточенні. Вчені вважають, що бактерія використовує цей мініатюрний бортовий двигун для тунелювання в шар слизу шлунка.
Слизовий шар захищає слизову оболонку шлунка і, отже, може також забезпечити бактерії певний захист.
Вчені виявили, що ця тактика, безумовно, відіграє свою роль, але вони також виявили інший спосіб захисту бактерій.
Для дослідження дослідники заразили мишей двома штамами H. pylori; одна була генетично модифікована, щоб випромінювати флуоресцентне зелене світло, інша - флуоресцентне червоне світло. Вони також використовували техніку, яка називається ЯСНІСТЬ, що дозволило вченим "рухатись" по цілісних тканинах і розробляти тривимірне зображення місця, де бактерії оселилися в шлунку мишей.
Раніше дослідження тієї ж групи показали це H. pylori ховаються в шлункових залозах, які є крихітними ямками в стінці шлунка.
Якщо особливо витривала бактерія потрапляє в одну з цих ям і розмножується, їх стає неймовірно важко витіснити. Вчені не могли точно визначити, чому вони повинні так закріпитися, але вони вважають, що це може бути тому, що кожна залоза має лише один вхід, діаметр якого приблизно в чотири рази ширший, ніж H. pylori.
Картування розповсюдження
Нове дослідження досліджувало шлях H. pylori поширюється, як тільки він прибув у тварину. Вчені очікували, що два штами бактерій (які були однакові, крім забарвлення) змішаються і стануть змішаною популяцією обох кольорів.
Однак вони виявили, що як тільки бактерія - або червона, або зелена - створила магазин у шлунковій залозі, це зменшило можливість проникнення інших бактерій. Отже, незважаючи на те, що ці бактерії були однаковим штамом одного виду, дослідники вирішили, що вони випередить собі подібних.
Як тільки червона або зелена бактерія колонізувала одну залозу і розмножилася, вони зайняли б позиції в сусідніх залозах; це створило печворк-візерунок червоного та зеленого кольорів на підкладці шлунка миші.
Досі незрозуміло, як саме кожна бактерія забирає яму і вважає її своєю. Однак в одному зі своїх експериментів вчені використали бактерії, які були сконструйовані так, щоб їм не вистачало хімічного сенсорного апарату, яким вони користуються для навігації; ці бактерії не могли створити ексклюзивні колонії лише з червоним або зеленим кольором.
У недалекому минулому пробіотики використовували для позбавлення від так званих шкідливих бактерій; але, як пояснює доктор Амієва: "Недостатньо знайти хороший пробіотичний штам, який може вижити в органі, в якому ви хочете, щоб він жив. Вам потрібно створити для нього простір".
Наприклад, доктор Амієва пропонує один із підходів: спокусити бактерії зі своїх сховок, а потім замінити їх менш вірулентною бактерією.
Це дослідження дає більш чітке уявлення про те, як H. pylori оселяються в наших шлунках. Сподіваємось, у майбутньому ця інформація може допомогти нам знайти спосіб її видалення.
