قد تؤدي بكتيريا الأمعاء المدمرة للحمض النووي إلى تغذية سرطان القولون لدى مرضى التهاب الأمعاء
اكتشف العلماء جزيئات مدمرة للحمض النووي تصنعها بكتيريا الأمعاء والتي قد تساعد في تفسير سبب إصابة الأشخاص بها مرض التهاب الأمعاء (IBD) لديهم معدلات أعلى من سرطان القولون والمستقيم من أولئك الذين ليس لديهم هذه الحالة.
في دراسة جديدة نشرت الخميس (27 أكتوبر) في المجلة علوم (يفتح في علامة تبويب جديدة)، حدد الباحثون فئة غير معروفة سابقًا من الجزيئات المدمرة للحمض النووي ، أو السموم الجينية ، التي أطلقوا عليها اسم “الإندوليمينات”. يتم إنتاج هذه الجزيئات بواسطة مورغانيلا مورغاني، أ بكتيريا التي تتكاثر في أحشاء مرضى داء الأمعاء الالتهابي والذين يعانون من القولون والمستقيم سرطان.
الإندوليمينات تالفة الحمض النووي في تجارب الأطباق المعملية ، كما أدى إلى نمو السرطان في الفئران المصابة بأورام القولون والمستقيم. وعن طريق منع إنتاج الإندوليمين بواسطة مورجاني، وجد العلماء أن بإمكانهم منع نمو الورم في الفئران.
تم ربط حشرات أخرى في الأمعاء بمرض التهاب الأمعاء وسرطان القولون والمستقيم في الماضي الدكتورة سينثيا سيرز (يفتح في علامة تبويب جديدة)، أستاذ الطب وعلم الأورام في كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز في بالتيمور ، والذي لم يشارك في الدراسة. على سبيل المثال ، حدد سلالات الإشريكية القولونية ترتبط بـ IBD وتنتج سمًا جينيًا يسمى colibactin ، والذي يدمر الحمض النووي ويحفز نمو الورم في الفئران. تضيف الدراسة الجديدة إلى فهمنا لكيفية مساهمة البكتيريا الأخرى في هذه الأمراض.
متعلق ب: توصلت دراسة مكثفة إلى أن المضادات الحيوية قد تزيد من مخاطر الإصابة بسرطان القولون
قال سيرز: “لدينا مجموعة كبيرة من البيانات – وهذه مجرد قطعة أخرى تمت إضافتها إلى ذلك – تربط الميكروبيوم بأمراض القولون وسرطان القولون”. على المدى الطويل ، يمكن أن يؤدي هذا النوع من البحث إلى أدوات الفحص التي تساعد الأطباء على تحديد المرضى المعرضين لخطر الإصابة بسرطان القولون ، وذلك ببساطة عن طريق أخذ عينة أنبوب. يمكن أن يؤدي أيضًا إلى علاجات وقائية تقلل من وفرة البكتيريا المرتبطة بالسرطان في أحشاء المرضى وبالتالي تقلل من خطر الإصابة بالأمراض.
وقال سيرز في هذه المرحلة ، “نحن نعرف بالتأكيد تلك الارتباطات السريرية ، لكننا لا نعرف كيف نمنعها ، أو نعطلها ، لتقليل خطر الإصابة بالسرطان”. “نحتاج إلى معرفة ماهية الوسطاء على المستوى الجزيئي حتى نتمكن من إحضار شيء ما إلى السرير ، للمرضى.”
لاكتشاف الجزيئات الغامضة المدمرة للحمض النووي ، قام الباحثون أولاً بفحص أكثر من 100 نوع من بكتيريا الأمعاء من عينات البراز لـ 11 مريضًا بمرض التهاب الأمعاء. (IBD هو مصطلح يشمل التهاب القولون التقرحي الذي يسبب اشتعال وتقرحات في بطانة القولون والمستقيم ، و مرض كرون، الذي يسبب التهابًا في كل أو جزء من الجهاز الهضمي ، والأكثر شيوعًا في الأمعاء الدقيقة.)
قام الفريق بتنمية كل من هذه السلالات البكتيرية في طبق معمل يحتوي على الحمض النووي وحدد 18 سلالة أتلفت الجزيء الجيني. من هذه السلالات ، حدد العلماء الجزيئات الفردية التي تنتجها البكتيريا واختبروا أي منها تسبب في تلف الحمض النووي.
ومن المثير للاهتمام ، أن تلف الحمض النووي الذي لاحظه الباحثون لا يتطابق مع الضرر الناجم عن الكوليباكتين ، والبكتيريا التي تم الإبلاغ عنها كانت غير قادرة على صنع الكوليباكتين. وكتب الباحثون في تقريرهم: “تشير هذه البيانات بالتالي إلى وجود سموم جينية مشتقة من الجراثيم لم يتم التعرف عليها سابقًا”.
لتوصيف بعض السموم الجينية غير المعروفة ، قام الباحثون بتكبير الصورة مورجاني، والتي تم الإبلاغ عنها سابقًا أنها منتشرة في أحشاء مرضى سرطان القولون وأمراض الأمعاء الالتهابية. من خلال هذا العمل ، لم يكتشفوا الإندوليمينات فحسب ، بل حددوا أيضًا الجين البكتيري المطلوب لصنعها: ما يسمى جين الأسبارتات أمينوترانسفيراز (آات) ، والذي يرمز إلى إنزيم.
متعلق ب: الأشخاص الذين يعيشون حتى 100 عام لديهم توقيعات فريدة من بكتيريا الأمعاء
في نموذج فأر لسرطان القولون والمستقيم ، مورجاني سلالات مع الجين آات تفاقم نمو الورم. ولكن من خلال حذف هذا الجين من البكتيريا ، أوقف الفريق إنتاج الإندوليمينات ، وبالتالي أوقف نمو السرطان. قال سيرز: “أفضل دليل قدموه هو دراسات الفئران – وهذا ما أقنعني”.
ومع ذلك ، فإن نموذج الفأر له حدوده. استخدم الباحثون الفئران “gnotobiotic” ، مما يعني أنهم اختاروا بالضبط البكتيريا التي ستنمو في القوارض. شملوا فقط مورجاني وسبع بكتيريا أخرى لم تكن سامة للجينات. سمح هذا للعلماء بملاحظة التأثيرات المسببة للسرطان مورجانيقال سيرز ، لكنه لم يلتقط تعقيد ميكروبيوم الأمعاء الطبيعي.
هناك حاجة إلى مزيد من العمل لفهم مدى انتشار مورجاني أنواع مختلفة من أمراض الأمعاء الالتهابية وسرطان القولون والمستقيم. وقال سيرز إن دراسات المتابعة ستحتاج أيضًا إلى التحديد الدقيق لكيفية تسبب الإندوليمينات في تلف الحمض النووي ومدى تأثير هذه الجزيئات على تطور السرطان ، مقارنة بالسموم الجينية الأخرى.
وقالت عن الصحيفة الجديدة: “هذه خطوة أولى”.
