Американские ученые из Университета Северной Каролины в Шарлотте опубликовали в журнале Trends in Molecular Medicine статью, в которой раскрыли роль бактериальных и других инфекций в развитии рака. Оказалось, что инфекции взаимодействуют со специфическими молекулами слизистой оболочки, провоцируя появление злокачественных клеток. Мы расскажем, какие микробы и паразиты способны спровоцировать онкологические заболевания и как от них защититься.Опасные сожители
Известно, что основными причинами рака являются курение, нездоровое питание, а также воздействие инфекционных агентов, включая вирусы, бактерии и паразитов. Инфекции стоят на третьем месте среди лидирующих факторов развития опухолей и отвечают за 10 процентов смертей от этой болезни. В то же время на поверхности и внутри человеческого тела обитают миллионы микроорганизмов, чей состав уникален для каждого человека и составляет его микробиом. Микробиом влияет на здоровье человека, защищает его, но при нарушениях может спровоцировать развитие целого ряда заболеваний, включая онкологические. Микробы отвечают за уязвимость к раку, его прогрессирование и восприимчивость к лечению.
Важную роль в защите от бактерий играет слизистая оболочка, выстилающая внутреннюю поверхность пищеварительных, дыхательных и других органов. Она содержит гликопротеины — соединения, пронизывающие мембраны клеток эпителия. Эти молекулы формируют защитный слой. Степень гликозилации (то есть уровень гликопротеинов) слизистой оболочки определяет уровень невосприимчивости к инфекциям. Однако во время заражения происходят изменения в гликопротеинах, затрагивающие как ту часть (домен), что находится внутри клетки, так и наружную. Это может либо способствовать ликвидации микроба, либо привести к инфекции и воспалению.
Защитник и враг
В опухолях часто наблюдается избыток муцинов. Национальный институт исследования рака рассматривает один из них — гликопротеин MUC1 (или эписиалин) — как одну из самых многообещающих мишеней для антираковых вакцин. Это соединение по сути является переключателем между развитием воспаления и его предотвращением. MUC1 стал первым муцином, у которого изучена структура молекулы. Его имеют клетки поджелудочной железы, молочных желез, легких, желудка и печени. Его основная особенность — сахарный «хвост» 200-500 нанометров длиной, отрицательно заряженный и формирующий физический барьер для патогенов.
Внутренняя часть молекулы выполняет сигнализирующую функцию, влияя на метаболизм клетки.
Когда наружная часть MUC1 связывается с бактерий, происходит отделение внутреннего домена. К нему присоединяются фосфорные остатки, что запускает целый ряд разных процессов: синтез провоспалительных факторов, адгезию (сцепление) эпителиальных клеток, их дифференциацию и программируемую клеточную смерть, называемую апоптозом.
Пока бактерии не рассматриваются как основная причина раковых заболеваний в отличие от тех же вирусов. Лишь для нескольких бактерий показано, что они могут спровоцировать развитие злокачественных опухолей через провоцирование воспалительных процессов, выделение токсинов и других повреждающих ДНК метаболитов или нарушение сигнальных путей клеток. Известны две широко распространенные бактериальные инфекции, которые могут вызывать рак. Это Helicobacter pylori, связанная с раком желудка и лимфомой, и Salmonella typhi, связанная с карциномой желчного пузыря у тех, кто страдает от хронического тифа. Но могут быть и другие инфекции, повышающие риск.
Главные угрозы
Campylobacter jejuni — одна из самых частых причин инфекционных отравлений, возбудитель кампилобактериоза. Бактерия проникает через слизистый слой в эпителиальную ткань пищеварительного тракта, провоцируя гастроэнтерит. Когда микроорганизм связывается с MUC1, гликопротеин высвобождается вместе с микробом в слой слизи. Пока неизвестно, предотвращает ли это развитие рака. Сама бактерия попадает в организм человека через загрязненную пищу и воду. В группу риска входят дети, пожилые люди, пациенты с ослабленным иммунитетом. Методом профилактики является правильное приготовление пищи.
Хроническая инфекция Helicobacter pylori приводит к язвам и раку. Показано, что муцины являются важным препятствием для бактерии. Однако внутриклеточный домен MUC1 при связывании с бактерией способен взаимодействовать с NF-kB — транскрипционным фактором, который отвечает за регулирование апоптоза и клеточного цикла. Нарушение регуляции данного сигнального пути приводит к воспалениям, аутоиммунным заболеваниям и развитию опухолей. Для профилактики инфекции специалисты рекомендуют соблюдать гигиену рук. Заражение происходит через контакт с загрязненными предметами и людьми — носителями инфекции.
Haemophilus influenzae вызывает инфекции дыхательных путей, в том числе пневмонию. При хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) дыхательные пути часто колонизируются этой бактерией. Кроме того, ХОБЛ является одним из факторов риска рака легких. Показано, что взаимодействие микроба с MUC1 вызывает изменения в регуляции специфических рецепторов, которые, в свою очередь, участвуют в прогрессировании легочных аденокарцином.
Еще одним потенциальным виновником опухолей является кишечная палочка Escherichia coli, возбудитель заболеваний кишечника. При взаимодействии микроба с MUC1 возникает воспалительный процесс. Показано, что инфекции связаны с колоректальным раком и раком мочевого пузыря, но пока не совсем понятно, могут ли они быть онкогенным фактором.
Другие вредители
Среди онкогенных вирусов достаточно известны вирус Эпштейна-Барр (вирус герпеса) и вирус папилломы человека. Первый ассоциирован с крайне агрессивной назофарингеальной карциномой (рак носоглотки), лимфомой Ходжкина (рак лимфатической системы), лимфомой Беркитта, Т-клеточной лимфомой и раком желудка. Второй может вызвать рак шейки матки, а также опухоли на гениталиях, в заднем проходе, горле и голове. При отсутствии вируса рак шейки матки не развивается, то есть это заболевание четко связано с хронической инфекцией.
Опасность представляют и другие вирусы, в том числе возбудитель гриппа, однако при подобных инфекциях MUC1 эффективно защищает слизистую от патогена. Вирус гепатита часто становится причиной рака печени.
Что касается паразитов, то к онкологическим заболеваниям могут привести заражение кровяной шистосомой, которая проникает в организм человека через мочевыводящие пути. Червь провоцирует развитие плоскоклеточного рака мочевого пузыря, являясь второй ведущей причиной этого заболевания. Заражение обычно происходит в тропических регионах планеты при купании в естественных водоемах. Часто жертвами паразита становятся туристы и жители развивающихся стран с неблагополучной санитарной обстановкой.
По подсчетам, во всем мире инфицировано более 207 миллионов человек.
Еще одним онкогенным паразитом является червь Opisthorchis viverrini, заражающий желчный пузырь и способствующий развитию холангиокарциномы. Этот тип опухолей редко встречается в западных странах, но распространен в Юго-Восточной Азии.
Как спастись
Некоторое время назад исследователи из Американского онкологического общества (ACS) пришли к выводу, что причиной половины случаев заболевания раком является нездоровый образ жизни. В целом внешние факторы среды отвечают за львиную долю онкологических заболеваний, неподконтрольными остаются лишь генетические факторы и просто случайные мутации в ДНК, на которые мы никак не можем повлиять.
Многие из воздействий можно исключить, другие — снизить до минимума. Среди этих мер обычно называют поддержание здорового веса, физические упражнения, отказ от курения и алкоголя, избегание длительного воздействия солнечных лучей и контакта с различными химическими загрязнителями. Однако теперь к этому можно добавить прививки (особенно, от ВПЧ и гепатита) и другие типы профилактики инфекционных и паразитарных заболеваний.