Från infektion mot inflammation till cancer: forskare erbjuder nya ledtrådar


Från infektion mot inflammation till cancer: forskare erbjuder nya ledtrådar

Kronisk inflammation i levern, magen eller tjocktarmen, ofta som en följd av infektion med virus och bakterier, är en av de största riskfaktorerna för cancer hos dessa organ. Forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA har forskat på detta i över tre decennier och nu i ett nytt papper publicerat online denna vecka erbjuder de de mest omfattande ledtrådarna hittills om de potentiella underliggande molekylära mekanismerna .

En bakterie som heter Helicobacter pylori Orsakar magssår och cancer hos människor. Helicobacter hepaticus Har en liknande effekt hos möss, så forskarna använde det som en modell för att studera hur en sådan bakteriell infektion förändrar gener och kemikalier i lever och kolon.

De skriver om sina resultat i ett papper som kom fram online i den 11 juni utgåvan av Förhandlingar av National Academy of Sciences, PNAS .

En av de fyra äldre författarna till papperet är Peter Dedon, professor i bioteknik vid MIT. Biologisk teknik är där molekylärlivsforskare arbetar med ingenjörer för att upptäcka hur biologiska system fungerar. Den resulterande kunskapen kan användas för att utveckla ny medicinsk teknik.

Dedon och hans medförfattare hoppas att deras resultat kommer att hjälpa andra forskare att utveckla sätt att förutse de hälsoproblem som orsakas av kronisk inflammation och designa läkemedel för att stoppa det.

"Om du förstår mekanismen kan du utforma interventioner," sa han i ett uttalande. "Till exempel, om vi utvecklar sätt att blockera eller avbryta de toxiska effekterna av kronisk inflammation?"

Inflammation är en naturlig kroppsreaktion mot en infektion eller ett sår, men om inflammationen fortsätter för länge kan det skada frisk vävnad.

En studie publicerad nyligen i The Lancet Fann att inflammation orsakad av infektioner står för cirka 16% av nya cancerfall över hela världen.

Inflammation börjar när immunsystemet upptäcker cellskador eller patogener: båda dessa är potentiella hälsorisker. Detta utlöser en överskott av immunceller som kallas makrofager och neutrofiler som kommer tillsammans för att städa upp och ta bort hotet. De försvinner de invaderande organismerna, döda cellerna, skräp och material som släpps ut av döda eller skadade celler, såsom proteiner, nukleinsyror och andra molekyler.

Förutom att avlägsna dessa material producerar immuncellerna mycket reaktiva kemikalier för att bryta ner bakterierna. Och det verkar som om det är den här delen av processen som är kopplad till cancerrisk, eftersom Dedon förklarade att "kemikalierna diffunderar ut i vävnaden" när de slår upp bakterierna och dumpar dessa reaktiva kemikalier på dem.

Om inflammationen kvarstår, bades vävnaden ständigt i de reaktiva kemikalierna.

För den nya studien, som finansierades av National Cancer Institute, studerade Dedon och kollegor möss infekterade med H. hepaticus I 20 veckor. Efter 10 veckor utvecklade mössen svår kolit och hepatit och vid 20 veckor hade vissa också utvecklat tjocktarmscancer.

Under de 20 veckorna undersökte de vävnadsskadorna i mössen och bedömde skador på DNA, RNA och proteiner. De identifierade också vilka gener som slogs på och av.

De fann att nivåerna av en av de skadade produkterna i DNA och RNA, klorocytosin, korrelerade väl med svårighetsgraden av inflammationen. Detta kan fungera som en markör för att förutsäga risken för kronisk inflammation hos patienter med infektioner i tjocktarmen, lever eller mage, säger forskarna.

Men Dedon sa att detta inte nödvändigtvis betyder att du kan använda en sådan markör för att förutsäga risken för cancer från dessa skadade molekyler.

Forskarna märkte också att levern svarade annorlunda mot kolon.

När DNA av hälsosam vävnad kommer under attack, utlöser den en mekanism som försöker reparera DNA: n. Forskarna fann att DNA-reparation var mer aktiv i levern än i kolon, trots att båda upplevde DNA-skador.

En annan skillnad var att i kolon, men inte i levern, frisläppte neutrofiler hypoklorös syra (en beståndsdel av hushållsblek). Denna syra orsakar signifikant skada på molekyler som DNA, RNA och proteiner genom att fästa en kloratom. Det är ett effektivt sätt att döda bakterier, men om syran läcker ut i omgivande vävnad, kan det orsaka liknande skador på epitelcellerna i tjocktarmen.

Dedon sa:

"Det är möjligt att vi har typ av en dubbel whammy [i kolonet]. Du har denna bakterie som undertrycker DNA-reparation, samtidigt som du har all denna DNA-skada som händer i vävnaden som ett resultat av immunsvaret mot bakterie."

Teamet identifierade också två andra okända typer av DNA-skador, molekylerna spiroiminodihydantoin och guanidinohydanotoin, som härrör från oxidation av guanin, ett byggblock av DNA.

De planerar nu att se mer på mekanismerna, till exempel för att få reda på varför vissa typer av DNA-skador är vanligare än andra.

The Immune System Explained I – Bacteria Infection (Video Medicinsk Och Professionell 2019).

Avsnitt Frågor På Medicin: Sjukdom