Παλαιότερες μελέτες συσχετίζουν την ανάπτυξη καρκίνου με ιογενείς και βακτηριακές λοιμώξεις, όπως, για παράδειγμα, τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας με τον ιό των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV) ή τον γαστρικό καρκίνο, που είναι ένας πολύ συνηθισμένος τύπος καρκίνου παγκοσμίως και συχνά θανατηφόρος, με το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού.
Τώρα, επιστήμονες στο Ινστιτούτο Μικροβιακών Επιστημών του πανεπιστημίου Yale και ειδικότερα από το εργαστήριο της επίκουρης καθηγήτριας στα τμήματα Μοριακής, Κυτταρικής και Αναπτυξιακής Βιολογίας και Χημείας, κας Σταυρούλας Χάτζιου, κάνουν ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι βακτηριακές λοιμώξεις μπορεί να οδηγήσουν σε καρκίνο. Το μυστικό κρύβεται στην αλληλεπίδραση βακτηρίων και πρωτεϊνών κατά την ανάπτυξη καρκίνου και συγκεκριμένα στην αλλαγή μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης που προάγει την ανάπτυξη του όγκου.
Ⓒ Hatzios Lab
Οι ερευνητές γνώριζαν από καιρό ότι οι βακτηριακές ή ιογενείς λοιμώξεις μπορούν να επηρεάσουν το ανθρώπινο DNA και έτσι να οδηγήσουν σε διάφορους τύπους καρκίνου. Πολύ λιγότερα όμως είναι γνωστά για το τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια της μόλυνσης όπου τροποποιούνται πρωτεΐνες με τρόπο που προάγεται η ανάπτυξη ενός όγκου. Το εργαστήριο της Ελληνίδας ερευνήτριας ανέπτυξε μια χημική στρατηγική για την ανίχνευση τέτοιων πρωτεϊνών σε μολυσμένα κύτταρα.
Η πρόσφατη μελέτη του εργαστηρίου της κας. Χάτζιου, που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Chemical Biology ρίχνει φως σε ορισμένους μηχανισμούς με τους οποίους το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη καρκίνου. Η έρευνα επιβεβαιώνει την υπόθεση ότι η μόλυνση από ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού τροποποιεί ορισμένες πρωτεΐνες που επηρεάζουν την ανάπτυξη του όγκου, αλλάζοντας τουλάχιστον μία από αυτές με τρόπο που την επιταχύνει. Αυτό ανοίγει τη δυνατότητα ανίχνευσης τροποποιημένων πρωτεϊνών ως βιοδεικτών για την πρώιμη ανάπτυξη καρκίνου, ενώ οι ίδιες οι πρωτεΐνες μπορεί να γίνουν στόχοι για μελλοντική θεραπεία του καρκίνου.
«Οι βακτηριακές λοιμώξεις μπορούν να προκαλέσουν το ανοσοποιητικό σύστημα και άλλα κύτταρα του σώματος να παράγουν περισσότερες ελεύθερες ρίζες, οι οποίες μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά διάφορες πρωτεΐνες και έτσι να συμβάλουν στην ανάπτυξη καρκίνου», εξηγεί η Δρ. Χάτζιου.
Στη μελέτη οι ερευνητές χρησιμοποίησαν διάφορες προηγμένες τεχνικές για να αναγνωρίσουν όλες τις πρωτεΐνες σε μεμονωμένα κύτταρα. Οι ίδιες τεχνικές μπορούν επίσης να προσδιορίσουν ποιες πρωτεΐνες έχουν αλλάξει από την κανονική τους μορφή. Οι ίδιοι εντόπισαν πολλές τροποποιημένες από ελεύθερες ρίζες οξυγόνου πρωτεΐνες που αυξάνουν τη συγκέντρωση τους κατά τη μόλυνση από το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού. Πολλές από αυτές τις πρωτεΐνες εμπλέκονται και στην ανάπτυξη καρκίνου. Οι ερευνητές επέλεξαν μία πρωτεΐνη και προσδιόρισαν τον τρόπο που αυτή επηρεάζεται από τη μόλυνση με το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού. Η πρωτεΐνη αυτή ονομάζεται “legumain” και παράγεται σε μεγάλες ποσότητες από διάφορους τύπους καρκινικών κυττάρων. Ωστόσο, η πρωτεΐνη δεν είχε προηγουμένως συνδεθεί με λοίμωξη από το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού.
Ⓒ Hatzios Lab
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι λοιμώξεις προκαλούν οξειδωτικό στρες στα κύτταρα αυξάνοντας την παρουσία ελεύθερων ριζών οξυγόνου και ως εκ τούτου τροποποιούν μια συγκεκριμένη θέση στην πρωτεΐνη “legumain” αδρανοποιώντας τη μέσα στο κύτταρο και μεταβάλλοντας τη θέση και τη λειτουργικότητά της. Αυτό αυξάνει επίσης και την πιθανότητα απέκκρισης της πρωτεΐνης από το κύτταρο στο εξωτερικό περιβάλλον. Έχει ήδη αποδειχθεί με πειράματα σε ποντίκια ότι η πραγματοποίηση παρόμοιας γενετικής αλλαγής οδηγεί σε δραματική ανάπτυξη όγκου.
Η Δρ. Σταυρούλα Χάτζιου πιστεύει ότι η ανακάλυψη μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τόσο την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι βακτηριακές λοιμώξεις προάγουν την ανάπτυξη καρκίνου όσο και τον πιθανό ρόλο των τροποποιημένων πρωτεϊνών σε αυτή τη διαδικασία.
«Σε πρώτη φάση πρέπει να καθοριστεί, για παράδειγμα, εάν η πρωτεΐνη “legumain” μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιοδείκτης για την ανάπτυξη καρκίνου που σχετίζεται με τη μόλυνση, ώστε να επιτρέψει τον έλεγχο για τις αλλαγές στην πρωτεΐνη που προάγουν τον καρκίνο πολύ νωρίς στην τροχιά της νόσου. Οι άνθρωποι συνήθως μολύνονται από το ελικοβακτηρίδιο του πυλωρού στην παιδική ηλικία, αλλά περνούν δεκαετίες πριν εμφανιστεί ο καρκίνος. Δεν ξέρουμε ποιος θα αναπτύξει καρκίνο, αλλά αλλαγές σε πρωτεΐνες όπως η πρωτεΐνη “legumain” μπορεί να μας οδηγήσουν προς τη σωστή κατεύθυνση», εξηγεί η Ελληνίδα ερευνήτρια.
Εφαρμόζοντας μια χημική πρωτεομική στρατηγική - ουσιαστικά κοιτάζοντας ένα πλήρες σύνολο πρωτεϊνών σε ένα δεδομένο κύτταρο - σε κατάσταση ενεργούς ασθένειας, αλλάζει ο τρόπος με τον οποίο οι επιστήμονες σκέφτονται για το ποιοι μπορεί να είναι οι μοριακοί στόχοι κατά τη διάρκεια της μόλυνσης.
Η μελέτη έχει εφαρμογή και σε άλλες λοιμώξεις και ρίχνει νέο φως στους μηχανισμούς που μπορεί να διεγείρουν το σχηματισμό όγκων μετά από χρόνιες βακτηριακές λοιμώξεις ή από αλλαγές στο μικροβίωμα του εντέρου που προκαλούν φλεγμονή επιλεκτικά σε μερικούς ανθρώπους.
