ابتلا به سرطان روده بزرگ با ویروسی که درون باکتریها پنهان شده است!
به گزارش خبرنگار پژوهندگان عصر ، باکتری رودهای «باکتروئیدس فراژیلیس»( Bacteroides fragilis) مدتهاست که محققان را با یک تناقض مواجه کرده است. این باکتری با سرطان روده بزرگ مرتبط بوده است، اما در عین حال در اکثر افراد سالم نیز در سلامت زندگی میکند.
اکنون مطالعهای توسط یک تیم تحقیقاتی دانمارکی سرنخ احتمالی را ارائه میدهد. وقتی آنها فراتر از خود باکتری و به ژنوم آن نگاه کردند، ویروسی ناشناخته را یافتند که درون آن جاسازی شده بود؛ ویروسی که به طور قابل توجهی در بیماران مبتلا به سرطان شایعتر بود.
سرطان روده بزرگ سومین سرطان شایع در سراسر جهان است و مسئول دومین تعداد مرگ و میر مرتبط با سرطان است. این نوع از سرطان تا ۸۰ درصد موارد، به عوامل محیطی نسبت داده میشود که یکی از مهمترین آنها میکروبیوم روده است (مجموعهای از باکتریها، قارچها و ویروسهایی که در روده انسان زندگی میکنند).
این بدان معناست که سرطان روده بزرگ در تئوری میتواند تا حدی قابل پیشگیری باشد، اما ارتباط دقیق بین میکروبیوم و سرطان روده بزرگ هنوز به خوبی درک نشده است. مرتبط کردن دو چیز بسیار آسانتر از نشان دادن یک مکانیسم است.
بیشتر مطالعات مربوط به میکروبیوم روده، گونههای باکتری موجود و فراوانی آنها را بررسی میکنند، اما همه گونهها همگن نیستند. به این فکر کنید که چگونه همه سگهای خانگی متعلق به یک گونه(Canis familiaris) هستند، اما تنوع درونگونهای عظیمی را نشان میدهند. همین امر در مورد باکتریها نیز صادق است، حتی اگر تجسم آن دشوارتر باشد.
فقط نگاه کردن به اینکه کدام گونهها وجود دارند، ممکن است به ما وضوح لازم برای درک آنچه در حال وقوع است را ندهد. شاید پاسخ در این نباشد که کدام باکتریها در روده هستند، بلکه در تفاوتهای ژنتیکی ظریفتر بین سویههای یک گونه باشد.
«باکتروئید فراژیلیس» عموماً به عنوان یک عضو بیضرر میکروبیوم روده در نظر گرفته میشود و در بیشتر افراد سالم یافت میشود. با وجود این، بارها مشخص شده است که در افراد مبتلا به سرطان روده بزرگ فراوانتر است. بنابراین آیا ممکن است ویژگیهای ژنتیکی خاصی وجود داشته باشد که برخی از سویههای «باکتروئید فراژیلیس» را از سایرین متمایز کند و آیا این ویژگیها با سرطان روده بزرگ مرتبط هستند؟
حتی باکتریها نیز دچار عفونت میشوند
تمام حیات سلولی میتواند توسط ویروسها آلوده شود. باکتریها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. ویروسهای خاصی که باکتریها را آلوده میکنند، باکتریوفاژ(bacteriophage) نامیده میشوند که از کلمه یونانی «فاگوس» به معنای خوردن یا بلعیدن میآید. آنها به طور انتخابی باکتریها را آلوده میکنند و مهمتر از همه، سلولهای انسانی را آلوده نمیکنند.
البته همه این ویروسها باکتریهایی را که آلوده میکنند، نمیکشند. برخی ژنوم خود را در ژنوم باکتری ادغام میکنند و به چیزی تبدیل میشوند که به عنوان پروفاژ(prophage) شناخته میشود و یک مسافر بیخطر در سلول باکتری است.
بسیاری از پروفاژها ژنهایی را حمل میکنند که میتوانند ویژگیهای میزبان باکتریایی خود را تغییر دهند. بیماریهایی مانند وبا، بوتولیسم و دیفتری همگی نتیجه سمومی هستند که توسط پروفاژها در باکتریهای (عمدتاً) بیضرر حمل میشوند. تبدیل باکتریهای بیضرر به باکتریهای مضر توسط پروفاژها به خوبی مستند شده است.
برای تعیین اینکه آیا امضاهای ژنتیکی خاص، «باکتروئید فراژیلیس» را به سرطان روده بزرگ مرتبط میکنند، یک تیم دانمارکی ژنوم این باکتری را از افراد مبتلا و غیر مبتلا به سرطان روده بزرگ توالییابی کرد.
آنها ابتدا بررسی کردند که آیا باکتریهای مرتبط با سرطان از یک تبار تکاملی متمایز آمدهاند یا خیر. همه ویژگیهای ژنتیکی باکتریها از مادر به فرزند منتقل نمیشوند. برخی از آنها به صورت جانبی، از طریق فرآیندی به نام «انتقال افقی ژن» (مانند عفونت توسط یک پروفاژ) به دست میآیند.
وقتی محققان ژنومها را با دقت بیشتری مقایسه کردند، دریافتند که باکتریهای بیماران مبتلا به سرطان دو پروفاژ ناشناخته قبلی را حمل میکنند که عمدتاً در باکتریهای افراد بدون سرطان وجود ندارد.
این پروفاژها هیچ ژن آشکاری را که باکتریها را به سرطان روده بزرگ مرتبط کند (به روشی که ژنهای سم وبا به راحتی قابل شناسایی هستند) حمل نمیکردند، اما اکثر ژنهای حامل پروفاژ بسیار کم شناخته شدهاند و ما اطلاعات کمی در مورد عملکرد آنها داریم.
یک آزمایش گستردهتر
این یافته اولیه بر اساس ۴۸ باکتری جمعآوری شده از بیماران بود، بنابراین محققان میخواستند آزمایش کنند که آیا این الگو به طور گستردهتری نیز صدق میکند یا خیر.
آنها دادههای نمونههای مدفوع گرفته شده از ۸۷۷ نفر در سراسر اروپا، ایالات متحده و آسیا (۴۳۴ نفر مبتلا به سرطان روده بزرگ و ۴۴۳ نفر بدون سرطان) را غربالگری کردند.
بیماران مبتلا به سرطان روده بزرگ بیش از دو برابر احتمال داشت که سطوح قابل تشخیصی از پروفاژها داشته باشند. تأکید بر این نکته ضروری است که این یک ارتباط است، نه مدرکی دال بر اینکه این پروفاژها باعث ایجاد یا مشارکت در سرطان روده بزرگ میشوند. هیچ مکانیسم بیولوژیکی که از طریق آن بتوانند این کار را انجام دهند، گفته نشده است.
همچنین ممکن است محیط روده در بیماران مبتلا به سرطان به سادگی با این گونههای خاص «باکتروئید فراژیلیس» سازگار باشد. به این معنی که بیماری میتواند شرایطی را ایجاد کند که در آن باکتریها رشد کنند، نه اینکه باکتریها به ایجاد بیماری کمک کنند.
یک توضیح جایگزین این است که محیط روده، خود افراد را مستعد میکند که هم این گونههای حاوی پروفاژ را در خود جای دهند و هم به سرطان روده بزرگ مبتلا شوند.
این مطالعه محدودیتهایی داشت که شایان ذکر است. باکتریهایی که در ابتدا مورد بررسی قرار گرفتند، از بیماران مبتلا به عفونتهای خونی گرفته شده بودند، نه خود سرطان روده، در حالی که اعتبارسنجی گستردهتر از نمونههای مدفوع که منبع کاملاً متفاوتی است، استفاده کرد و برخی از افراد گروه مقایسه سالم به طور رسمی عاری از سرطان بودنشان تأیید نشده بود.
با وجود این محدودیتها، این یافته، احتمال جالبی را برای غربالگری سرطان ایجاد میکند. رایجترین روش غربالگری غیرتهاجمی برای سرطان روده بزرگ، «آزمایش ایمونوشیمیایی مدفوع» است که نمونههای مدفوع را برای یافتن ردپای خون بررسی میکند. آزمایشی که این ردپای ویروسی را نیز غربالگری کند، در اصل میتواند روی همان نمونهها انجام شود.
یک تجزیه و تحلیل اولیه توسط محققان نشان داد که یک پنل مبتنی بر قطعاتی از ژنومهای پروفاژ، حدود ۴۰ درصد از موارد سرطان روده بزرگ را تشخیص داده است. این یک نتیجه بسیار اولیه است و نیاز به کار بیشتر قابل توجهی دارد، اما به امکان استفاده از امضاهای ویروسی در کنار روشهای غربالگری موجود اشاره دارد.
پیامد گستردهتر این کار، تغییر در نحوه تفکر ما در مورد میکروبیوم روده و ارتباط آن با بیماری است. ممکن است کافی نباشد که بپرسیم کدام باکتریها وجود دارند. همچنین ممکن است لازم باشد بررسی کنیم که درون آن باکتریها چه چیزی وجود دارد و آن مسافران پنهان چه کاری ممکن است انجام دهند.