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Substancia química del cáncer del microbio común de la tripa

Muchas bacterias comunes de la tripa llevan mutaciones cancerígenas, dicen un nuevo estudio publicado en la naturaleza del gorrón el 27 de febrero de 2020.

El fondo

Hay trillones de las bacterias que viven en y en el cuerpo humano. Las bacterias de la tripa dentro de individuos humanos desempeñan un papel único en salud y enfermedad. Preparan inmunidad durante el período de dos semanas formativo enseguida después del nacimiento, ellas previenen la invasión y el crecimiento excesivo de la especie bacteriana patógena y mantienen la integridad del epitelio intestinal, entre otras cosas.

Un patógeno potencial que ocurre común en la tripa humana es la bacteria Escherichia Coli (Escherichia Coli).

Bacteria de Escherichia Coli, E.coli, bacterias varilla-dadas forma gramnegativas, parte de la flora normal intestinal y agente causativo de la diarrea y de la inflamación, ejemplo 3D: Kateryna Kon/Shutterstock
Bacteria de Escherichia Coli, E.coli, bacterias varilla-dadas forma gramnegativas, parte de la flora normal intestinal y agente causativo de la diarrea y de la inflamación, ejemplo 3D: Kateryna Kon/Shutterstock

Mutaciones y revelado del tumor

Las células cancerosas se convierten debido a mutaciones específicas en la DNA, que causan la proliferación y la baja desenfrenadas de las características maduras, en muchos casos, dando lugar eventual a incremento del tumor.  Las mutaciones son causadas a menudo por la exposición a la luz ultravioleta o a fumar. Las exposiciones relanzadas aumentan las ocasiones de las mutaciones dañinas que acumulan dentro de una célula, causando la transformación cacerígena.

Representación esquemática de la inyección de bacterias en el lumen de una imagen organoide, y fluorescente de la microscopia de tal organoide. Organoide intestinal humano (verde) llenado de las bacterias etiqueta (azules). Haber de imagen: Cayetano Pleguezuelos-Manzano, Jens Puschhof, Axel Rosendahl Huber, instituto del ©Hubrecht
Representación esquemática de la inyección de bacterias en el lumen de una imagen organoide, y fluorescente de la microscopia de tal organoide. Organoide intestinal humano (verde) llenado de las bacterias etiqueta (azules). Haber de imagen: Cayetano Pleguezuelos-Manzano, Jens Puschhof, Axel Rosendahl Huber, instituto del ©Hubrecht

Se sabe que cada tipo de causas del daño de la DNA una configuración visible del daño de la DNA llamó una firma o una huella mutacional. Muchas tales huellas se saben ya, que registran el efecto de agentes tales como exposición o fumar ultravioleta. Así, la historia de la exposición puede ser sabida a menudo observando la huella mutacional. Sin embargo, los efectos mutágenos de las bacterias de la tripa eran desconocidos hasta hace poco tiempo.

Como el investigador Ruben van Boxtel explica, “estas firmas pueden tener gran valor en la determinación de causas del cáncer y pueden incluso dirigir estrategias del tratamiento. Podemos determinar tales huellas mutacionales en varias formas del cáncer, también en cáncer pediátrico. Esta vez nos preguntábamos si las bacterias genotóxicas también dejan su marca de distinción única en la DNA.”

Ejemplo del colibactin que ata a la serie específica de la DNA. Haber de imagen: DEMCON | nymus3D, instituto del ©Hubrecht
Ejemplo del colibactin que ata a la serie específica de la DNA. Haber de imagen: DEMCON | nymus3D, instituto del ©Hubrecht

El estudio

En el estudio actual, en los organoids intestinales observados investigadores, que son masas minúsculas del tejido intestinal crecidas como mini-órgano en el laboratorio, a probar si una deformación específica de Escherichia Coli induce mutaciones de la DNA. Esta deformación se encuentra en un quinto de todos los adultos.

Los investigadores criados destripan los organoids que entonces fueron expuestos por cinco meses a esta deformación de Escherichia Coli, que produce un genotoxin, una substancia química que dañe la DNA humana. La substancia química implicada se llama colibactin. Los efectos de gen-modificación de este medio de la toxina que podría dañar seres humanos causando mutaciones.

Después de 5 meses de exposición, las células organoides fueron sujetadas a la extracción de la DNA, y a la clase, así como el número de mutaciones debido a la presencia bacteriana, era analizado.

Los resultados

Los investigadores encontraron que había de hecho una configuración única a las mutaciones que ocurrieron dentro de las células organoides. Es decir la deformación probada de Escherichia Coli hizo una configuración distintiva de la mutación ocurrir dentro de las células humanas.

“Recuerdo el entusiasmo cuando las primeras firmas aparecieron en la pantalla de ordenador,” digo al Axel Rosendahl Huber. “Habíamos esperado una cierta indicación de una firma que podríamos seguir conectado en otros experimentos, pero las configuraciones eran más llamativas que cualquier firma que hubiéramos analizado antes.”

La firma consistió en dos mutaciones que ocurrieron juntas, una que era el cambio de una base de la adenina (a) a un de los otras cuatro bases de la DNA, y la otra que la baja de una única A en polyA largo estira. Había también otra A adicional en el otro cabo de la hélice de la DNA, situado en una distancia de 3-4 bases lejos del sitio de la mutación.

Cavadura más profunda

En el estadio final, las personas comenzaron a explorar el colibactin de la manera estropeado la DNA. Descubrieron su estructura molecular y cómo ésta actuaba sobre la DNA. El encontrar del jefe era que el colibactin podría atar dos a simultáneamente, haciendo una reticulación formar entre ellas. Esto podría, en su opinión, explicar porqué el colibactin causó su configuración mutacional única.

El paso siguiente era trazar esta firma en otras células, a saber, las células de pacientes con el cáncer. Además, los investigadores no escatimaron en esto. Examinaron millares de mutaciones hacia adentro sobre 5.000 cánceres, de muchos diversos tipos.

El un encontrar emocionante destacado: más el de 5% de cánceres del intestino mostraron esta huella, pero estaba presente en menos de una en ciento del otro cáncer DNAs. Entre éstos, el tejido era sabido para ser expuesto a la misma bacteria - tal como cáncer de la boca o del diafragma urinario.

Siniestramente, esta configuración indicador también fue encontrada dentro de la DNA de pacientes con el cáncer de colon, que bien puede indicar un eslabón entre las bacterias y la enfermedad. Jens Puschhof dice, “se sabe que Escherichia Coli puede infectar estos órganos, y somos afilados explorar si su genotoxicidad puede actuar en otros órganos más allá del colon.”

Implicaciones

Marcas de este estudio la primera vez que una conexión directa se ha encontrado entre el microbiome humano y las mutaciones que hacen cánceres convertirse.

La cosa espantosa es que, en las palabras de Hans listas del instituto de Hubrecht, que ejecutó el estudio, “hay probiotics actualmente en el mercado que contiene deformaciones genotóxicas de Escherichia Coli. Algunos de estos probiotics también se utilizan en juicios clínicas mientras que hablamos. Estas deformaciones de Escherichia Coli se deben evaluar de nuevo crítico en el laboratorio.”

Él explica que a pesar de las condiciones dolorosas a corto plazo del relevo con certeza tales como fibromyalgia o síndrome de intestino irritable, cuando estaban utilizados por un período corto, podían causar el cáncer después de décadas.

El encontrar de esta firma de la mutación podía ayuda a los pacientes de la pantalla para sus ocasiones de desarrollar un tumor, sobre la base de la presencia de esta deformación genotóxica. Se estima que ocurre en hasta un quinto de individuos sanos. Es incluso posible que usando los antibióticos derechos, estas bacterias podrían ser suprimidas, y las ocasiones del revelado del tumor reducidas marcado. O por lo menos, podría ayudar a descubrir estos tumores muy temprano en su curso.

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

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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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