Entfernen von bakteriellen Biofilmen könnte helfen, Vorbeugung und Behandlung von Darmkrebs, Studie legt nahe,

Ein team von Wissenschaftlern am Scripps Research Institute (TSRI) und der Johns Hopkins University School of Medicine entdeckt hat, einen großen Hinweis darauf, wie Bakterien fördern können einige Darmkrebs.

Die Studie, berichtet im Zellstoffwechsel am 7. Mai 2015, genutzt Roman metabolom-Technologien zu offenbaren molekularen Anhaltspunkten für einen Teufelskreis, in dem krebsartigen Veränderungen im Dickdarm-Zellen, fördern das Wachstum von bakteriellen Ansammlungen genannten Biofilmen und Biofilm wiederum fördern die Entwicklung einer Krebserkrankung.

Insgesamt legen die Befunde nahe, dass die Beseitigung bakterieller Biofilme könnten eine wichtige Strategie für die Prävention und Behandlung von Darmkrebs, die derzeit tötet etwa 50.000 Amerikaner pro Jahr. Die Studie zeigte auch eine scheinbare metabolische Markierung von biofilm-assoziierten Darmkrebs.

Ein Breites Net

Die Forschung, die anspruchsvolle „metabolomics“ – Techniken, wurde eine Zusammenarbeit zwischen den Gruppen, geführt von Gary Siuzdak, professor der Chemie, molecular and computational biology “ und leitender Direktor des Scripps Center for Metabolomics an TSRI, Cynthia L. Sears, professor der Medizin, der Onkologie und molekulare Mikrobiologie und Immunologie an der Johns Hopkins University School of Medicine und der Bloomberg School of Public Health, und David Edler, associate professor am Karolinska Institut.

Eine frühere Studie von Sears und Kollegen den Nachweis erbracht, dass das Gewebe in und um Krebserkrankungen des colon ascendens auf der rechten Seite des Bauches, fast immer birgt bakterielle Ansammlungen genannten Biofilmen.

„In der aktuellen Studie wollten wir besser verstehen, was Los war“, sagte Caroline H. Johnson, Mitglied des Scripps Center for Metabolomics und co-erste Autor des neuen Berichts mit Christine M. Dejea der Johns Hopkins. „Insbesondere wollten wir bestimmen, ob es eine metabolische Verbindung zwischen der biofilm-und Darmkrebs.“

Metaboliten-kleine Moleküle im Blut und Gewebe, die Produkte für die unzähligen Stoffwechselvorgänge in den Zellen. Mehr als 10.000 verschiedene Metaboliten in der Regel in Menschen gefunden.

Das team begann die Suche mit einer „unvoreingenommenen Bildschirm“ wide-net-Technik—mit advanced-Flüssigkeits-Chromatographie und Massenspektrometrie und Ihre XCMS metabolom cloud-basierte Plattform, registriert die Ebenen von tausenden von Metaboliten in einer Menge von Kolon-Gewebeproben von Patienten an der Johns Hopkins und am Karolinska-Institut in Schweden.

Die Daten zeigten, dass polyamine wurden allgemein wichtig und ein Metabolit—N1, N12-diacetylspermine—besonders vorherrschend war, im Durchschnitt etwa neun mal häufiger in Krebs-Gewebe, im Vergleich zu den nahe gelegenen, nicht-krebsartigen Gewebe.

Ein Teufelskreis

In weiteren tests fand das team, dass selbst unter den krebsartigen Proben, die gleiche Metabolit wurde vier mal häufiger in der Anwesenheit von Biofilmen. In anderen Worten, die Krebszellen und die Biofilme beide Schienen Ihren Beitrag zur überproduktion.

Mit einer ausgefeilten Technik namens „Nanostruktur“ imaging mass spectrometry“ (NIMS), das team war in der Lage, die Karte der genauen Standorte der N1, N12-diacetylspermine in Gewebeproben, bestätigt seine höheren Ebenen in beiden Tumoren und Biofilmen.

Die Forscher führten auch eine Technik namens „global Isotop metabolomics,“ mit einem Isotop von N1, N12-diacetylspermine auf seine Spur Verstoffwechselung in den Zellen in eine unvoreingenommene Weise zu finden, es scheint sich um ein Stoffwechsel-Endprodukt.

Das colon-Tumoren produzieren abnorm hohe Mengen an N1, N12-diacetylspermine ist nicht verwunderlich. Das Molekül gehört zu einer Familie von Metaboliten genannt polyamine, von denen bekannt ist, haben Rollen in der Fahrt das Zellwachstum und die sind Häufig hochreguliert in Tumoren als auch bei gesunden schnell wachsenden Gewebe. N1, N12-diacetylspermine selbst hat beobachtet worden, die auf höheren Ebenen in Dickdarm-Krebs, und wird als ein potentieller biomarker für frühe Krebs-Diagnose.

Aber warum sollte sich bakterielle Biofilme auch mit höheren Ebenen von N1, N12-diacetylspermine? Es stellt sich heraus, dass Bakterien, verwenden auch polyamine zu fahren, Ihre eigenen Zellen zu proliferation und bauen Biofilme. Polyamine sind solche alten, allgegenwärtige Moleküle, die Bakterien offenbar sogar diejenigen, produziert von Ihrem tierischen Gastgeber.

So, Biofilmen begünstigen können Krebs im Dickdarm durch Induktion der chronischen Entzündung und der damit verbundenen Zellproliferation. Dass erhöhte Zellproliferation, begleitet von einem Anstieg in der Produktion der polyamine. Bewohner Bakterien, die wiederum, könnte diese fülle der polyamine, um mehr Biofilme—die Vollendung der Teufelskreis. Entlang der Wege, Ebenen der Produkt-N1, N12-diacetylspermine Gefahren werden würde, höher und höher.

Der Weg In Die Zukunft

Die Forscher wollen nun herausfinden, mehr über die molekularen Bahnen, durch die polyamine beitragen, das Tumorwachstum und biofilm-Konstruktion. Sie möchten wissen, wie auch, warum bakterielle Biofilme finden sich Häufig in Assoziation mit Tumoren des colon ascendens, aber weniger Häufig in Tumoren weiter in den Dickdarm.

„Wir würden auch gern anschauen Proben aus anderen Populationen, die eine niedrige Niveau von Darmkrebs und anderen traditionellen Diäten, weil wir wissen, dass die Ernährung beeinflussen kann, polyamine levels“, sagte Johnson.

In der Zwischenzeit die Behandlung mit Antibiotika kann eine option für das entfernen von Colon-Biofilmen und der Verringerung der Krebs Risiken Sie mit sich bringen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Darmkrebs-Proben von Patienten, die genommen hatten, orale Antibiotika 24 Stunden vor der Operation hegte keine Biofilme und nicht kultivierbaren Bakterien und zeigten deutlich weniger N1, N12-diacetylspermine, im Durchschnitt, als in Proben von Patienten, die keine Antibiotika eingenommen.

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