В новом исследовании из Университета Северной Каролины (University of North Carolina), опубликованном в научном журнале Trends in Molecular Medicine, онкологи Пинку Мукерджи (Pinku Mukherjee) и Мукулика Бозе (Mukulika Bose) обсуждают механизм, который, как они предполагают, может вызывать бактериальные инфекции при широком разнообразии раковых заболеваний.
Актуальность проблемы
Общеизвестно, что вирусы с их способностями к проникновению в клетки могут быть ответственны за ряд различных видов рака. Менее широко обсуждаются вызывающие рак способности бактерий или процессы, с помощью которых они могут вызывать злокачественные новообразования.
В новом исследовании обосновывается вероятное проявление микробных (особенно бактериальных) взаимодействий с гликопротеином, известным как MUC1, при раке, поражающем эпителиальные клетки, включая рак толстой кишки, легких, желудка, печени и поджелудочной железы.
Эпителиальные клетки – это клетки, которые зачастую специализируются для абсорбции или секреции, а также для формирования подкладок или барьеров в органах, включая кишечник, легкие, желудок, печень и репродуктивные органы. MUC1 является трансмембранным белком, простирающимся снаружи, через и внутрь клеточной мембраны в цитоплазму, и присутствующим почти во всех железистых эпителиальных клетках. Это один из группы белков, известных как «муцины» за их участие в защитном слизистом слое, чьи гелеобразующие свойства обусловлены тем, что молекулы сахара покрывают часть длины белка (гликозолирование). Сахар, по существу, взаимодействует с молекулами воды, создавая скользкий барьер, защищая клеточные слои от патогенных микроорганизмов.
Результаты научной работы
«Теперь известно, что около 20% всех злокачественных новообразований, особенно злокачественных опухолей эпителия, связаны с какой-либо инфекцией, вирусной или бактериальной, основной причиной является постоянное воспаление», – отмечает Мукерджи.
Мукерджи объясняет, что в настоящее время много известно о вирусах и задействованных биологических механизмах – например, о связи ВПЧ с раком шейки матки.
«Известно, что бактериальные инфекции, например, H. pylori, определенно связаны с раком желудка и язвами», – отмечает Мукерджи. «Если постоянные бактериальные инфекции вызывают аберрации в эпителиальных слоях, муцины должны быть вовлечены, поскольку каждая железистая эпителиальная клетка имеет муцины, и мы знаем, что муцины являются первым защитным слоем при любой бактериальной инфекции».
Мукерджи объясняет, что MUC1, встроенный в мембрану эпителиальных клеток, с наружным концом, покрытым прикрепленными сахарами, и внутренним концом, плавающим в цитоплазме клетки, выполняет защитную функцию. Молекулы на поверхности бактериальных клеток связываются со слоем слизистой оболочки или гликозолированным концом MUC1, но клетка готова к атаке и реагирует.
«Присоединение бактерий приводит к тому, что MUC1 теряет свой внеклеточный домен (гликозолированный участок) с прикрепленными бактериями, и бактерии попадают в слизистый слой, где они удаляются», – объясняет Мукерджи. «Таким образом, MUC1 действует как противовоспалительное средство, выталкивая атакующие бактерии и поглощая их в сахарную молекулу».
«Постоянный бактериальная атака на клетку активирует цитоплазматический конец MUC1, и мы знаем, что, когда цитоплазматический конец MUC1 активируется, он может запускать сигнальные пути, которые вызывают рак», – добавляет Мукерджи.
Таким образом, MUC1 может играть двойную роль во время инфекции, являясь либо противовоспалительным, предотвращая бактериальную атаку, либо провоспалительным фактором, вызывая воспалительные процессы, которые, в свою очередь, могут вызывать злокачественные новообразования.
Авторы другого исследования выяснили, как слизь контролирует микробиомы.
