W jaki sposób bakterie rakotwórcze przejmują nasze żołądki?
Nowe badanie na myszach wykorzystuje najnowocześniejsze techniki obrazowania, aby zbadać, jak to zrobić H. pylori, które są obecne u około połowy ludzi na ziemi, przeżywają i dobrze się rozwijają w żołądku.
Bakterie jelitowe to obecnie jeden z najgorętszych tematów w medycynie.
W miarę jak naukowcy dodają do zaskakująco długiej listy chorób, które mogą wywoływać bakterie, coraz ważniejsze staje się zrozumienie, w jaki sposób przechytrzą one zarówno leki, jak i nasz układ odpornościowy.
Jedną z bakterii, która ma niesamowitą zdolność kolonizowania ludzi, jest Helicobacter pylori. W rzeczywistości szacuje się, że żyje w żołądkach około połowy wszystkich ludzi.
Zwykle najpierw wnika do ludzi, gdy jesteśmy młodzi, a następnie pozostaje in situ przez większość życia jednostki.
Wydaje się, że u większości ludzi bakteria nie wyrządza szkody; jednak w niektórych H. pylori może prowadzić do raka żołądka i wrzodów trawiennych. Jeden autor pisze:
„Około 75% globalnego obciążenia rakiem żołądka i 5,5% nowotworów złośliwych na całym świecie można przypisać H. pyloriwywołane zapalenie i uraz ”.
Sekrety H. pylori
Pomimo rozpowszechnienia i konsekwencji H. pylori infekcja, zrozumienie, jak bakteria zachowuje się w naszych żołądkach, okazało się wyzwaniem.
Naukowcy, wielu ze Stanford University School of Medicine w Kalifornii, przeprowadzili ostatnio szereg badań, aby zrozumieć, jak to zrobić H. pylori tak skutecznie pozostać w żołądku. Naukowcy mają również nadzieję, że dostarczą wskazówek, w jaki sposób te bakterie mogą zostać przemieszczone.
Naukowcy zidentyfikowali, używając najnowocześniejszych narzędzi do wizualizacji H. pyloriKryjówka. Niedawno opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie PLOS Biology.
H. pylori są wysoce wyspecjalizowane w kolonizowaniu żołądka, który jest szczególnie niegościnnym miejscem do życia - jest to zasadniczo kadź z kwasem solnym. Mimo to bakterie dobrze się rozwijają i mogą utrzymywać swoją pozycję przez dziesięciolecia.
Oprócz intensywnej chemii żołądka, jego komórki są szybko wymieniane, co jeszcze bardziej utrudnia utrzymanie przyczółka w żołądku.
Antybiotyki mogą zabić H. pylori ale zazwyczaj nie eliminują one całkowicie bakterii, a populacja szybko się odradza. Starszy autor, dr Manuel Amieva, wyjaśnia, że „powracający szczep jest niezmiennie taki sam, jak ten, który uważano za wytępiony”.
To oznacza, że H. pylori mieć gdzieś kryjówkę z dala od niebezpieczeństwa, aby bakterie mogły się bezpiecznie zregenerować. Autorzy ostatniego artykułu chcieli odkryć tę kryjówkę.
W jaki sposób H. pylori ukryć
H. pylori mają wirujące wici, które są długimi strukturami przypominającymi bicze, które umożliwiają bakteriom poruszanie się w ich środowisku. Naukowcy uważają, że bakteria wykorzystuje ten miniaturowy silnik pokładowy do tunelowania w warstwie śluzu żołądka.
Warstwa śluzu chroni wyściółkę żołądka, a zatem może również stanowić pewną ochronę dla bakterii.
Naukowcy odkryli, że ta taktyka z pewnością odgrywa rolę, ale odkryli także inny sposób, w jaki bakterie chronią się.
Aby to zbadać, naukowcy zainfekowali myszy dwoma szczepami wirusa H. pylori; jeden został zmodyfikowany genetycznie, aby emitował fluorescencyjne zielone światło, a drugi wytwarzał fluorescencyjne światło czerwone. Wykorzystali również technikę zwaną CLARITY, która pozwoliła naukowcom „przejść” przez nienaruszoną tkankę i stworzyć trójwymiarowy obraz miejsca, w którym bakterie osiedliły się w żołądkach myszy.
Wcześniejsze badania tej samej grupy wykazały to H. pylori chowają się w gruczołach żołądkowych, które są maleńkimi jamkami w ścianie żołądka.
Jeśli szczególnie wytrzymała bakteria dostanie się do jednego z tych dołów i rozmnoży się, staje się niezwykle trudna do usunięcia. Naukowcy nie byli w stanie dokładnie określić, dlaczego miałyby się tak okopać, ale uważają, że może to być spowodowane tym, że każdy gruczoł ma tylko jedno wejście, którego średnica jest tylko około cztery razy szersza niż H. pylori.
Mapowanie rozprzestrzeniania się
Nowe badania zbadały sposób H. pylori rozprzestrzenia się, gdy dotrze do zwierzęcia. Naukowcy spodziewali się, że dwa szczepy bakterii (które były identyczne poza ubarwieniem) zmieszają się i staną się mieszaną populacją obu kolorów.
Jednak odkryli, że gdy bakteria - czerwona lub zielona - założyła sklep w gruczole żołądkowym, zmniejszyła zdolność innych bakterii do wnikania. Tak więc, mimo że wszystkie te bakterie były tym samym szczepem tego samego gatunku, naukowcy ustalili, że prześcigną one swój własny gatunek.
Gdy czerwona lub zielona bakteria skolonizowała jeden gruczoł i zreplikowała się, przejmowały pozycje w sąsiednich gruczołach; stworzyło to mozaikowy wzór czerwieni i zieleni na wyściółce żołądka myszy.
Nadal nie jest jasne, w jaki sposób każda bakteria przejmuje jamę i twierdzi, że jest swoją własną. Jednak w jednym ze swoich eksperymentów naukowcy wykorzystali bakterie, które zostały zaprojektowane tak, aby brakowało chemicznej maszynerii sensorycznej, której używają do nawigacji; te bakterie nie były w stanie stworzyć ekskluzywnych kolonii tylko czerwonych lub zielonych.
W niedawnej przeszłości probiotyki były używane do usuwania tak zwanych złych bakterii; ale, jak wyjaśnia dr Amieva: „Nie wystarczy znaleźć dobrego szczepu probiotycznego, który może przetrwać w narządzie, w którym ma on żyć. Musisz stworzyć dla niego przestrzeń”.
Na przykład dr Amieva sugeruje jedno podejście: wywab bakterie z ich kryjówek, a następnie zastąp je mniej zjadliwą bakterią.
To badanie zapewnia jaśniejszy obraz tego, jak to zrobić H. pylori osiadają w naszych żołądkach. Mamy nadzieję, że w przyszłości te informacje pomogą nam znaleźć sposób na ich usunięcie.
