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. 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.
Другой механизм развития рака основан на развитии двух факторов полноценного хронического воспаления и воспалительных расстройствах (например, воспаление кишечник) и более слабого воспаления злокачественных новообразований и склонности к ожирению опухолевой среды. Воспалительные факторы такие как активные формы кислорода и азота, цитокины и хемокины могут способствовать росту и распространению опухоли. Микробиота отзывчива и приспосабливается к изменениям в своем хозяине, таким как воспаление. Адаптация к новым условиям может привести к развитию микробиоты на участках, не предназначенных для подержания иммунного гомеостаза или сохранения традиционных границ между хозяином и микробами.
Рисунок 1.
Механизмы воздействия микробов развитие и прогрессирование рака. (А) Бактериальные токсины могут непосредственно повредить ДНК хозяина.
Бактерии также повреждают ДНК косвенно через произведенные активные формы кислорода и азота. Когда повреждение ДНК превышает способность к восстановлению клеток-хозяина происходит гибель клеток или мутации, способствующие развитию рака. (B) сигнальные изменения b-катенин являются частой целью микробов, связанных с развитием рака. Некоторые микробы связывают E-cadherin на эпителии толстой кишки клетки, с измененной полярностью или, развиваясь внутри нарушенных барьеров, активируют b-катенин. Инъекторы других микробов (например, CagA или AvrA), которые активируют передачу сигналов b-catenin, изменяют клетки таким образом, что вызывает неконтролируемых рост, приводящий к развитию рака. (С) провоспалительные пути вовлечены в нарушение барьера в районе развивающейся опухоли. Утрата границ между хозяином и микробами приводит к нарушению рецепторов распознавания молекул, нарушая каскады сигналов в организме человека.
Источник: Garrett, W. S. (2015). Cancer and the microbiota. Science, 348(6230), 80-86.