Produit chimique de cancer de microbe courant d'intestin

Beaucoup de bactéries courantes d'intestin transportent des mutations de cancérigène, dit une étude neuve publiée dans la nature de tourillon le 27 février 2020.

Le mouvement propre

Il y a des trillions des bactéries vivant et sur au corps humain. Les bactéries d'intestin chez les personnes humaines jouent un seul rôle dans la santé et la maladie. Elles amorcent l'immunité au cours de la période de deux semaines formatrice juste après la naissance, elles évitent l'invasion et la surcroissance de la substance bactérienne pathogène et mettent à jour l'intégrité de l'épithélium intestinal, notamment.

Un agent pathogène potentiel qui se produit couramment dans l'intestin humain est la bactérie Escherichia coli (Escherichia coli).

Bactérie d
Bactérie d'Escherichia coli, E.coli, bactéries en forme de tige gramnégatives, partie de flores normales intestinales et agent causal de diarrhée et d'inflammation, illustration 3D : Kateryna Kon/Shutterstock

Mutations et développement de tumeur

Les cellules cancéreuses se développent à cause des mutations spécifiques dans l'ADN, qui entraînent la prolifération et la perte déchainées de caractéristiques matures, dans de nombreux cas, ayant éventuellement comme conséquence la croissance tumorale.  Des mutations sont souvent provoquées par l'exposition au rayonnement ultraviolet ou au fumage. Les expositions répétées augmentent les possibilités des mutations nuisibles s'accumulant dans une cellule, entraînant la transformation cancéreuse.

Représentation schématique de l
Représentation schématique de l'injection des bactéries dans le lumen d'une image organoid et et fluorescente de microscopie d'un tel organoid. Organoid intestinal humain (vert) rempli de bactéries marquées (bleues). Crédit d'image : Cayetano Pleguezuelos-Manzano, Jens Puschhof, Axel Rosendahl Huber, institut de ©Hubrecht

On le sait que chaque type de dégâts d'ADN entraîne à une configuration visible des dégâts d'ADN appelée une signature ou une empreinte de pas mutationnelle. Beaucoup de telles empreintes de pas sont déjà connues, qui enregistrent l'effet des agents tels que l'exposition ou le fumage ultra-violette. Ainsi, l'histoire d'exposition peut souvent être connue en regardant l'empreinte de pas mutationnelle. Cependant, les effets mutagéniques des bactéries d'intestin étaient inconnus jusque récemment.

Comme le chercheur Ruben van Boxtel explique, « ces signatures peuvent avoir la valeur grande en déterminant des causes de cancer et peuvent même diriger des stratégies de demande de règlement. Nous pouvons recenser de telles empreintes de pas mutationnelles sous plusieurs types de cancer, aussi dans le cancer pédiatrique. Cette fois nous nous sommes demandés si les bactéries génotoxiques laissent également leur seul repère discernant dans l'ADN. »

Illustration de colibactin grippant à la séquence d
Illustration de colibactin grippant à la séquence d'ADN spécifique. Crédit d'image : DEMCON | nymus3D, institut de ©Hubrecht

L'étude

Dans l'étude actuelle, les organoids intestinaux examinés par chercheurs, qui sont les masses minuscules du tissu intestinal développées comme mini-organe dans le laboratoire, à vérifier si une tension spécifique d'Escherichia coli induit des mutations d'ADN. Cette tension est trouvée dans un cinquième de tous les adultes.

Les chercheurs cultivés étripent les organoids qui ont été alors exposés pendant cinq mois à cette tension d'Escherichia coli, qui produit un genotoxin, un produit chimique qui nuit à l'ADN humain. L'impliqué chimique est colibactin appelé. Les effets de gène-modification de ce moyen de toxine qu'il pourrait nuire à des êtres humains en entraînant des mutations.

Après 5 mois d'exposition, les cellules organoid ont été soumises à l'extraction d'ADN, et au genre, ainsi que le nombre de mutations dues à la présence bactérienne, s'est analysé.

Les résultats

Les chercheurs ont constaté qu'il y avait en effet une seule configuration aux mutations qui se sont produites dans les cellules organoid. En d'autres termes, la tension testée d'Escherichia coli a fait produire une configuration distinctive de mutation dans des cellules humaines.

« Je rappelle l'excitation quand les premières signatures sont apparues sur l'écran d'ordinateur, » dit Axel Rosendahl Huber. « Nous avions espéré un certain signe d'une signature que nous pourrions continuer en circuit dans d'autres expériences, mais les configurations étaient plus saisissantes que n'importe quelle signature que nous avions analysée avant. »

La signature s'est composée de deux mutations qui se sont produites ensemble, une étant la modification d'une base d'adénine (a) à l'un des quatre autres bases d'ADN, et l'autre que la perte d'A unique dans la longue polyA s'étire. Il y avait également un autre A complémentaire sur l'autre boucle de l'helice d'ADN, située à une distance de 3-4 bases à partir du site de la mutation.

Fouiller plus profond

À la phase finale, l'équipe a commencé à explorer le colibactin de voie endommagé ADN. Ils ont découvert sa structure moléculaire et comment ceci a agi sur l'ADN. Le responsable de conclusion était que le colibactin pourrait gripper deux A simultanément, entraînant une réticulation former entre eux. Ceci pourrait, à leur avis, expliquer pourquoi le colibactin a entraîné sa seule configuration mutationnelle.

La prochaine opération était de tracer cette signature en d'autres cellules, à savoir, les cellules des patients présentant le cancer. En outre, les chercheurs n'ont pas lésiné sur ceci. Ils ont examiné des milliers de mutations dans plus de 5.000 cancers, de beaucoup de différents types.

Une conclusion passionnante resté à l'extérieur : plus de 5% de cancers de l'intestin a montré cette empreinte de pas, mais il était présent dans moins d'une dans cent de l'autre cancer ADN. Parmi ces derniers, le tissu a été connu pour être exposé à la même bactérie - telle que le cancer de la bouche ou de la vessie urinaire.

Sinistre, cette configuration indicatrice a été également trouvée dans l'ADN des patients présentant le cancer du côlon, qui peut bien indiquer une tige entre les bactéries et la maladie. Jens Puschhof dit, « on le sait qu'Escherichia coli peut infecter ces organes, et nous sommes désireux pour les explorer si sa génotoxicité peut agir dans d'autres organes au delà du côlon. »

Implications

Repères de cette étude la première fois qu'une liaison directe a été trouvée entre le microbiome humain et les mutations qui font développer des cancers.

La chose effrayante est que, dans les mots de Hans intelligents de l'institut de Hubrecht, qui a fait fonctionner l'étude, « il y a de probiotics actuel sur le marché qui contiennent des tensions génotoxiques d'Escherichia coli. Certains de ces probiotics sont également employés dans les tests cliniques pendant que nous parlons. Ces tensions d'Escherichia coli devraient être en critique réévaluées dans le laboratoire. »

Il explique qu'en dépit du relief à court terme pour certaines conditions douloureuses telles que la fibromyalgie ou syndrome du côlon irritable, une fois utilisés pendant une courte période, ils ont pu entraîner le cancer après des décennies.

La conclusion de cette signature de mutation a pu aide des patients d'écran pour leurs possibilités de développer une tumeur, basées sur la présence de cette tension génotoxique. On l'estime qu'il se produit dans jusqu'à un cinquième des personnes en bonne santé. C'est même possible qu'employant les antibiotiques droits, ces bactéries pourraient être supprimées, et les possibilités du développement de tumeur nettement réduites. Ou au moins, il pourrait aider à trouver ces tumeurs très tôt dans leur cours.

Journal reference:

Pleguezuelos-Manzano, C., Puschhof, J., Huber, A.R. et al. Mutational signature in colorectal cancer caused by genotoxic pks+ E. coli. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2080-8

Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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