Отношения между раком и микробами сложны. Хотя обычно считается, что рак является заболеванием генетики хозяина и факторов окружающей среды, микроорганизмы вовлечены в ~ 20% злокачественных опухолей человека. Микробы, присутствующие на участках слизистой оболочки, могут стать частью микроокружения опухоли в злокачественных новообразованиях дыхательных путей, а внутри опухолевые микробы могут влиять на рост рака и распространяться по различным путям. Также, число случаев рака толстой кишки в 12 раза выше чем в тонкой, что может быть связано с высокой долей микроорганизмов на этом участке. В противоположность этому, кишечная микробиота также функционирует в детоксикации пищевых компонентов, уменьшая воспаление и поддерживая баланс в росте и пролиферации клеток-хозяев. Возможность микробной терапии рака уже более 100 лет привлекает интерес от использования токсинов Кишечной палочки (одной из самых ранних форм бактериотерапии рака) до нынешней эры синтетической биологии с уникальным строением клеток.
Таким образом, исследование роли микробов и микробиоты в развитии рака человека требует целостного и комплексного подхода. Пути, которыми микробы и микробиота способствуют канцерогенезу, будь то пути увеличения или уменьшения риска образования рака у хозяина, попадают в три широкие категории:
(i) изменение баланса пролиферации и гибели клеток-хозяев,
(ii) управление функцией иммунной системы и
(iii) влияние на метаболизм факторов, вызываемых хозяином, употребляемых пищевых продуктов и фармацевтических препаратов.
Около 10 типов микробов определены Международным агентством по исследованию рака (IACR) как канцерогенные для человека. Хотя большинство из этих канцерогенных микробов колонизируют большой процент человеческой популяции, только у части пораженных людей развивается рак, потому что генотипы хозяина и микробов влияют на восприимчивость к раку. Опухоли, возникающие на граничных поверхностях, таких как кожа, ротоглотка, дыхательные пути, пищеварительный тракт и урогенитальные тракты питают микробиоту, которая осложняет причинно-следственную связь между раком и микробами. Снижение численности определенных микробов также может подвергать хозяина повышенному риску развития рака в местах, локальных или отдаленных от этого микробного сдвига. Ниже представлен один из примеров, который может привести к образованию рака посредством колонизации кишечника патогенными микробами.
Поверхность человеческого тела подвержены постоянным экологическим воздействиям и травмам. Инфекции, травмы, пищевые факторы и мутации зародышевой линии могут способствовать нарушению барьеров слизистой оболочки организма. У большинства людей нарушения барьера быстро устраняются, и гомеостаз тканей восстанавливается. Нарушение устойчивости хозяина или микробов способствует постоянному нарушению барьера и неспособности восстановить гомеостаз. В этих условиях микробиота может влиять на канцерогенез, (i) изменяя пролиферацию и гибель клеток-хозяев, (ii) нарушая функцию иммунной системы и (iii) влияя на метаболизм внутри хозяина.