Τα σώματά μας είναι ακμάζοντα ενδιαιτήματα για άλλες μορφές ζωής. Το έντερο, το στόμα, η μύτη και το δέρμα μας υποστηρίζουν διάφορες κοινότητες μικροοργανισμών που μπορεί να είναι το ίδιο επωφελείς και βλαβεροί για την υγεία μας. Αλλά τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες βρίσκουν μικρόβια σε ένα εντελώς απροσδόκητο μέρος: στους καρκινικούς όγκους.
Είναι σύνηθες να σκεφτόμαστε τους καρκίνους ως απλές κυτταρικές μάζες του ασθενούς που δυσλειτουργούν και αναπτύσσονται ανεξέλεγκτα. Στην πραγματικότητα είναι κοινότητες πολλών διαφορετικών τύπων κυττάρων, γεγονός που εν μέρει αποτελεί την αιτία που οι καρκίνοι είναι τόσο δύσκολο να αντιμετωπιστούν – είναι δύσκολη η στόχευσή τους χωρίς να επηρεαστεί και ο υγιής ιστός.
Ωστόσο οι όγκοι φιλοξενούν επίσης μια συλλογή κυττάρων και από άλλες μορφές ζωής, όπως βακτήρια και μύκητες. Μερικοί μικροοργανισμοί ευδοκιμούν στο περιβάλλον γύρω από έναν όγκο ενώ άλλοι διαβιούν μέσα στα ίδια τα καρκινικά κύτταρα.
Μέχρι πρόσφατα ο ρόλος αυτών των μικροοργανισμών μέσα στους όγκους δεν ήταν σαφώς κατανοητός. Τώρα οι επιστήμονες αρχίζουν να αποκαλύπτουν εάν αυτοί οι μικροοργανισμοί που σχετίζονται με τον όγκο είναι συνεργοί στην ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων ή απλώς τυχαία παρευρισκόμενοι που παγιδεύονται μέσα στον όγκο. Οι απαντήσεις αυτές θα μπορούσαν να ανοίξουν δρόμο για νέες προσεγγίσεις στη θεραπεία και την πρόληψη των καρκίνων.
Βακτήρια προστάτες!
Σε μια μελέτη του 2017 ο Ravid Straussman, βιολόγος καρκίνου στο Weizmann Institute of Science του Ισραήλ και η ομάδα του έδειξαν ότι ορισμένα βακτήρια που ζουν μέσα στους ανθρώπινους καρκίνους του παγκρέατος μπορούν να προστατεύσουν τους όγκους αδρανοποιώντας ένα κοινό φάρμακο χημειοθεραπείας. Συγκεκριμένα, διαπίστωσαν ότι μια συγκεκριμένη κατηγορία βακτηρίων, γνωστά ως Γ-πρωτεοβακτήρια, θα μπορούσαν να διασπάσουν τη γεμσιταβίνη. Όταν η ομάδα έκανε ένεση με αυτά τα βακτήρια σε ποντίκια με καρκίνο του παχέος εντέρου, διαπίστωσαν πως οι καρκίνοι των ποντικών έδειξαν ανθεκτικότητα στο φάρμακο. Όταν οι ερευνητές χορήγησαν στα ποντίκια ένα αντιβιοτικό μαζί με το φάρμακο της χημειοθεραπείας, η αντίσταση εξαφανίστηκε.
Άλλη έρευνα που δημοσιεύθηκε το 2019 από μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο Tohoku στην Ιαπωνία εξέτασε αναδρομικά ασθενείς με προχωρημένο καρκίνο που υποβλήθηκαν σε χημειοθεραπεία και ασθενείς που έλαβαν ένα αντιβιοτικό μαζί με τη χημειοθεραπεία και διαπίστωσαν ότι οι δεύτεροι είχαν καλύτερη ανταπόκριση στη θεραπεία. Αν και η μελέτη δεν εξέτασε την ποσότητα των βακτηρίων που υπάρχουν στον καρκινικό ιστό αυτών των ασθενών, οι ερευνητές υπέθεσαν ότι τα αντιβιοτικά μπορεί να είχαν εξαλείψει βακτήρια που σχετίζονται με τον όγκο, τα οποία μπορεί να παρεμβαίνουν στη θεραπεία του καρκίνου. Αυτές οι μελέτες προσφέρουν μια δελεαστική ένδειξη για το τι μπορεί να συμβαίνει στους όγκους.
Το 2020, η ομάδα του Straussman εξέτασε περισσότερους από 1.500 ανθρώπινους όγκους σε επτά διαφορετικούς τύπους καρκίνου: μαστό, πνεύμονα, ωοθήκες, πάγκρεας, μελάνωμα, οστά και εγκέφαλο και βρήκε ότι όλοι οι τύποι όγκων είχαν προσβληθεί από βακτήρια, τα οποία ζούσαν μέσα στα καρκινικά κύτταρα και σε μερικά από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού.
Διαφορετικοί τύποι όγκων φιλοξενούσαν ξεχωριστές κοινότητες βακτηρίων. Κάθε μια από αυτές τις κοινότητες είχε προσαρμοστεί στο μοναδικό μικροπεριβάλλον του όγκου μέσα στο οποίο διαβίωνε. Για παράδειγμα, στον καρκίνο του πνεύμονα, φάνηκε πως οι άνθρωποι που καπνίζουν έχουν περισσότερα βακτήρια που μπορούν να αποικοδομήσουν τη νικοτίνη, ενώ στους καρκίνους των οστών εντοπίζονται βακτήρια που μεταβολίζουν την υδροξυπρολίνη, η οποία είναι ένας δείκτης μεταβολισμού (αποικοδόμησης) του κολλαγόνου.
Σε πολλές περιπτώσεις εξακολουθεί να είναι ασαφές εάν τα βακτήρια βοηθούν τον καρκινοπαθή διατηρώντας τα καρκινικά κύτταρα υπό έλεγχο. Τα βακτήρια που βρίσκονται σε ορισμένους τύπους καρκίνου του μαστού, για παράδειγμα, μπορούν να αποτοξινώσουν την χημική ουσία αρσενικό, ένα είδος καρκινογόνου που είναι γνωστό ότι αυξάνει τον κίνδυνο καρκίνου του μαστού. Άλλα μπορούν να παράγουν μια χημική ουσία που ονομάζεται μυκοθειόλη, η οποία βοηθά στη μείωση των επιβλαβών μορίων αντιδραστικών οξυγόνου που μπορούν να βλάψουν το DNA.
Υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις, ωστόσο, ότι σε ορισμένες περιπτώσεις, τα βακτήρια που διαβιούν στους όγκους μπορεί πράγματι να επιδεινώνουν τον καρκίνο, όπως για παράδειγμα κάποια βακτήρια στους όγκους του μαστού που διευκολύνουν την εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων σε άλλα μέρη του σώματος. «Ολοένα και περισσότερες δημοσιεύσεις επιβεβαιώνουν πως τα βακτήρια μπορεί να αποτελούν μέρος της καρκινογένεσης», λέει ο Straussman. Τα βακτήρια μπορεί επίσης να μεταβάλλουν την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να στοχεύει και να καταστρέφει καρκινικά κύτταρα, προσθέτει.
Βακτήρια που ανοίγουν δρόμο στα καρκινικά κύτταρα
Σε μια μελέτη του 2022 από Κινέζους επιστήμονες επιβεβαιώθηκε ότι ορισμένα βακτήρια στους όγκους του μαστού διευκολύνουν την εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων σε άλλα μέρη του σώματος. Οι ερευνητές βρήκαν να κυκλοφορούν στο αίμα ποντικών βακτήρια που ζουν μέσα σε κύτταρα όγκου του μαστού, τα οποία κύτταρα αποβάλλονται από τον πρωτογενή όγκο και ταξιδεύουν σε άλλα μέρη του σώματος, όπου μπορούν να κάνουν μετάσταση και να αναπτυχθούν. Ωστόσο, καθώς τα κύτταρα του όγκου μπαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος, εκτίθενται σε στρες που προκαλεί κατάλυση ορισμένων από αυτά.
Οι Κινέζοι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα μικρόβια μέσα στα καρκινικά κύτταρα που κυκλοφορούν φαίνεται πως τα προστατεύουν από αυτό το στρες που βιώνουν, συνεισφέροντας στην αναδιοργάνωση των εσωτερικών κυτταρικών δομών υποστήριξης, γνωστές ως κυτταροσκελετός, ώστε τα κύτταρα να είναι πιο εύρωστα.
Όταν οι επιστήμονες εξάλειψαν αυτά τα βακτήρια, οι όγκοι φάνηκε να χάνουν την ικανότητά τους να κάνουν μετάσταση, αν και ο πρωτοπαθής καρκίνος του μαστού συνέχισε να αυξάνεται.
«Υπάρχουν αυξανόμενες ενδείξεις ότι συγκεκριμένοι μικροοργανισμοί στο έντερο, το δέρμα και σε άλλα όργανα του βλεννογόνου, καθώς και σε όγκους, μπορούν είτε να προάγουν την ανάπτυξη και εξέλιξη του όγκου ή και αντίθετα, να τον ανταγωνίζονται», λέει ο Ντάγκλας Χάναχαν, ογκολόγος στο Ελβετικό Ινστιτούτο για την Πειραματική Έρευνα για τον Καρκίνο στη Λωζάνη της Ελβετίας, και ο συγγραφέας του βιβλίου "Hallmarks of Cancer: New Dimensions". Ωστόσο, η εικόνα παραμένει θολή. «Το πεδίο είναι περίπλοκο και ενώ υπάρχουν ενδείξεις, δεν έχει αποσαφηνιστεί το ποιος κάνει τι».
Άλλες μελέτες εξέτασαν το Fusobacterium nucleatum, ένα βακτήριο του στόματος που σχετίζεται με την ασθένεια των ούλων και πιθανώς και με μια σειρά διαφορετικών μορφών καρκίνου. Φαίνεται ότι αυτά τα βακτήρια μπορούν να μεταναστεύσουν από το στόμα στο καρκινικό κύτταρο του παχέος εντέρου μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.
Κάθε βακτήριο φέρει συγκεκριμένους υποδοχείς στην επιφάνειά του που αλληλεπιδρούν με την επιφάνεια των καρκινικών κυττάρων, επιτρέποντας τον αποικισμό τους.
Μόλις εγκατασταθούν τα βακτήρια στους όγκους μπορούν να επιταχύνουν την ανάπτυξη και την εξάπλωσή των καρκινικών κυττάρων, παρεμποδίζοντας την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να τα σκοτώσει. Μια πρωτεΐνη που παράγεται από το Fusobacterium nucleatum συνδέεται με έναν μηχανισμό μοριακού ελέγχου στην επιφάνεια των ανθρώπινων φυσικών φονικών κυττάρων και των Τ κυττάρων, τα οποία είναι και οι βασικοί αμυντικοί παράγοντες του ανοσοποιητικού συστήματος έναντι των όγκων. Αυτή η δέσμευση αναστέλλει την ικανότητα των κυττάρων να καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα.
Τα βακτήρια αναπτύσσουν επίσης ένα μοριακό οπλοστάσιο που κάνει τα καρκινικά κύτταρα πιο ανθεκτικά στη χημειοθεραπεία. Επιπλέον, το DNA του Fusobacterium nucleatum έχει ανιχνευθεί και σε δείγματα ανθρώπινου καρκίνου του μαστού, υποδηλώνοντας ότι επηρεάζει επίσης όγκους και σε άλλα μέρη του σώματος.
Σε μια μελέτη, όταν τα βακτήρια εισήχθησαν σε ποντίκια με καρκίνο του μαστού, επιτάχυναν την εξέλιξη και την εξάπλωση της νόσου, αλλά η χορήγηση αντιβιοτικών την απέτρεψε. «Μπορεί να φαίνεται δελεαστικό να συμπεριλάβουμε αντιβιοτικά στις θεραπείες του καρκίνου, αλλά δεν είναι τόσο απλό. Πολλά από τα μικρόβια στο σώμα μας είναι ωφέλιμα, επομένως μια αντιβιοτική θεραπεία θα μπορούσε να προκαλέσει περισσότερο κακό παρά καλό, λέει ο Hanahan.
Τα βακτήρια υποστηρίζουν το ένα το άλλο
Οι ερευνητές προσπαθούν τώρα να ανακαλύψουν την πλήρη πολυπλοκότητα του μικροβιώματος που σχετίζεται με τον όγκο. Ολόκληρες κοινότητες μικροβίων μπορούν να βρεθούν μέσα στους όγκους, οι οποίες υποστηρίζουν η μία την άλλη με απροσδόκητους τρόπους. Ένα τέτοιο παράδειγμα αφορά το κύριο χημειοθεραπευτικό φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου, την 5-φθοροουρακίλη (5-FU), το οποίο φαίνεται να αναστέλλει την ανάπτυξη του ενοχλητικού Fusobacterium nucleatum. Ωστόσο, ορισμένα στελέχη Escherichia coli -κοινά βακτήρια που βρίσκονται στο έντερο- καθιστούν το φάρμακο ανενεργό.
Ερευνητές με επικεφαλής τη Susan Bullman, μικροβιολόγο καρκίνου στο Κέντρο Καρκίνου Fred Hutchinson στο Σιάτλ των ΗΠΑ, διαπίστωσαν ότι η ανενεργή μορφή του 5-FU δεν αναστέλλει πλέον τον καρκίνο σε εργαστηριακές κυτταροκαλλιέργειες. Επίσης, δεν εμποδιζει την ανάπτυξη του Fusobacterium nucleatum. Αυτό οδήγησε την Bullman και τους συνεργάτες της να υποθέσουν ότι οι ασθενείς που δεν ανταποκρίνονται στη θεραπεία με 5-FU μπορεί να φέρουν βακτήρια που αδρανοποιούν το φάρμακο και που επιτρέπουν στο Fusobacterium nucleatum να αναπτύσσεται, επιδεινώνοντας την κατάσταση των ασθενών.
Τουλάχιστον για 33 διαφορετικούς τύπους καρκίνου έχει βρεθεί ότι φιλοξενούν αποικίες βακτηρίων που σχετίζονται με αυτούς, χάρη στις τεχνικές που αναπτύχθηκαν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο, οι οποίες ανιχνεύουν το DNA τους. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι τεχνικές θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη νέων τρόπων διάγνωσης του καρκίνου, αναζητώντας το DNA από διαφορετικά βακτήρια που σχετίζονται με όγκους στο αίμα ενός ασθενούς.
Η ομάδα πίσω από αυτήν τη μελέτη ένωσε τις δυνάμεις της με τον Ravid Straussman και σε μια μελέτη του 2022 αποκάλυψε έναν άλλο τύπο μικροοργανισμού και συγκεκριμένα έναν μύκητα που ζει στον όγκο. Η ομάδα εντόπισε μύκητες σε 35 διαφορετικούς τύπους καρκίνου, πολλοί από τους οποίους φιλοξενούσαν διακριτούς συνδυασμούς ειδών.
«Διαπιστώσαμε ότι οι όγκοι που έχουν περισσότερα βακτήρια έχουν επίσης περισσότερους μύκητες και όσοι έχουν λιγότερα βακτήρια έχουν λιγότερους μύκητες», λέει ο Straussman. «Μπορούμε μόνο να υποθέσουμε σε αυτό το σημείο ότι ορισμένοι όγκοι είναι πιο αφιλόξενοι για αυτούς και κάποιοι πιο φιλόξενοι».
Όπως και με τα βακτήρια, ορισμένοι από αυτούς τους μύκητες φαίνεται να χειραγωγούν το ανοσοποιητικό σύστημα προς όφελος του όγκου. Για παράδειγμα, ο μύκητας Malassezia globosa έχει διαπιστωθεί ότι επιταχύνει την ανάπτυξη μιας μορφής καρκίνου του παγκρέατος. Οι ίδιοι μύκητες έχουν επίσης βρεθεί σε ασθενείς με καρκίνο του μαστού που τείνουν να έχουν μικρότερη επιβίωση, σύμφωνα με την εργασία του Straussman και των συναδέλφων του. Άλλες έρευνες έχουν βρει ότι ορισμένοι μύκητες που εντοπίζονται σε καρκίνους του παγκρέατος καταλαμβάνουν μέρη του ανοσοποιητικού συστήματος για να προωθήσουν την ανάπτυξη του όγκου.
Μια μελέτη του 2022 έδειξε επίσης ότι οι καρκίνοι του στομάχου που είναι πλούσιοι σε μύκητες Candida εμφανίζουν αυξημένη έκφραση ογκογονιδίων που προάγουν τη φλεγμονή και ότι οι όγκοι του παχέος εντέρου που είναι πλούσιοι σε DNA Candida είναι πιο πιθανό να είναι μεταστατικοί. Αυτό «ίσως οφείλεται στο ότι οι αυξημένοι πληθυσμοί του Candida μπορεί να σχετίζονται με βλάβη ή απώλεια του επιθηλιακού φραγμού του εντέρου », λέει ο Iliyan Iliev, μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Cornell, η ομάδα του οποίου διεξήγαγε την έρευνα.
Παρά τη γρήγορη αύξηση αυτών των ευρημάτων, εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά ερωτήματα σχετικά με τη σχέση μεταξύ των όγκων και των μικροοργανισμών που ζουν σε αυτούς. Παίζουν ρόλο τα μικρόβια στην ανάπτυξη του όγκου εξαρχής; Ή μήπως είναι απλώς καιροσκόποι άποικοι που έχουν προσαρμοστεί για να προστατεύουν το καρκινικό σπίτι τους όταν το βρίσκουν; Και μπορεί αυτή η κοινότητα μικροβίων να αξιοποιηθεί για να βοηθήσει στον αγώνα των επιστημόνων κατά των καρκίνων;
Στα επόμενα χρόνια, η στόχευση μικροοργανισμών των όγκων μπορεί να γίνει εξίσου σημαντική με την παρακολούθηση των ίδιων των καρκινικών κυττάρων, οδηγώντας σε πρώιμες διαγνώσεις και ακόμη και σε νέες θεραπείες. Αλλά αυτό το έργο μόλις ξεκίνησε.
Πηγή: BBC
