Jak bakterie powodują raka?

Rak żołądka to jedna z najczęstszych przyczyn śmierci związanej nowotworami - zwykle rozpoznawany jest w zaawansowanym stadium choroby. Jego główna przyczyna to bakterie Helicobacter pylori, którymi zakażona jest mniej więcej połowa populacji. 

Od dawna wiadomo, że niektóre wirusy (na przykład brodawczaka ludzkiego - HPV) mogą powodować nowotwory wprowadzając do genomu gospodarza onkogeny. Dużo później udowodniono związek raka żołądka z przewlekłym zakażeniem H. pylori, ale jego mechanizm pozostawał dotąd nieznany. 

Interdyscyplinarny zespół badawczy Thomasa F. Meyera z Instytutu Maxa Plancka w Berlinie we współpracy z badaczami ze Stanford w Kalifornii odkrył, że bakteria doprowadza do nadmiernej aktywności procesu odnowy komórek macierzystych w żołądku. 

Komórki macierzyste znajdują się w dolnej części gruczołów w błonie śluzowej żołądka. Powstające z nich komórki wędrują od dołu do góry, zastępując starsze komórki. Same komórki macierzyste to jedyne "długowieczne" komórki żołądka. 

Wielu badaczy od dawna podejrzewało, że proces ciągłego zastępowania starych komórek przez coraz to nowe odgrywa istotną rolę w rozwoju raka żołądka. 

Michael Sigal z Charité - Universitätsmedizin Berlin, który dołączył do zespołu Instytutu Maxa Plancka, obalił ustalony dogmat wykazując, że H. pylori infekuje nie tylko komórki powierzchniowe (które wkrótce zostają złuszczone). Niektóre bakterie są w stanie wniknąć w głąb gruczołów i dosięgnąć komórek macierzystych. Komórki macierzyste reagują na infekcję aktywniej się dzieląc, co prowadzi do charakterystycznego pogrubienia błony śluzowej. 

Naukowcy wykorzystali różne szczepy transgenicznych myszy do śledzenia komórek wykazujących aktywność poszczególnych genów oraz ich komórek potomnych. Jak się okazało, gruczoły żołądkowe zawierają dwie odmienne populacje komórek macierzystych. Obie reagują na cząsteczkę o nazwie Wnt, która reguluje aktywność komórek macierzystych w wielu tkankach dojrzałych organizmów. 

Co szczególnie ważne, okazało się, że miofibroblasty w tkance łącznej bezpośrednio pod gruczołami wytwarzają drugą substancje sygnalizacyjną - R-spondynę (R-spondin). Każda z dwóch populacji komórek macierzystych reaguje na nią odmiennie.

Po zakażeniu H. pylori działanie R-spondyny nasila się, tłumiąc aktywność wolniej namnażającej się populacji komórek macierzystych, zaś nadmiernie uaktywniając komórki szybciej się dzielące.

Uzyskane wyniki potwierdzają, że przewlekłe infekcje bakteryjne mogą sprzyjać rozwojowi raka. Ponieważ infekcje H. pylori trwają przez całe życie, stały wzrost podziałów komórek macierzystych może być wystarczający do rozwoju raka.