Потенціал дослідження кишкової мікробіоти для раннього виявлення колоректального раку
В організмі людини, і особливо в кишківнику, живе понад тисяча видів бактерій, грибів і вірусів. Часто вони мають погану репутацію через зв’язок із захворюваннями, проте багато видів мають симбіотичні (співдружні) стосунки з організмом людини та відіграють у ньому важливу і корисну роль.
Кишкова мікробіота, яку також іноді називають кишковою флорою, кишковим мікробіомом або «кишковими бактеріями» (попри наявність небактеріальних видів), може розглядатися як ендокринний орган, яким часто нехтують. Зважаючи на те, що ендокринна система відповідає за регуляцію росту та відновлення клітин, дослідники припускають, що мікробіота кишківника може впливати на розвиток і ріст колоректального раку.
Що наразі відомо про зв’язок між нашою кишковою флорою та розвитком колоректального раку, і як ці знання можна застосувати для його раннього виявлення? Окрім застосування у скринінгу раку, також досліджуються можливості відновлення балансу кишкової мікробіоти за допомогою дієтичних добавок і те, чи може це бути корисним для профілактики раку.
Ключова роль кишкової мікробіоти
Хоча різні види кишкової флори можуть виконувати різні функції, уся мікробіота відіграє важливу метаболічну роль, зокрема у ферментації харчових волокон до коротколанцюгових жирних кислот. Ці жирні кислоти засвоюються організмом і беруть участь у синтезі вітамінів B і K, які необхідні для підтримання енергетичного балансу, згортання крові та загоєння ран.
У товстій кишці мікробіота захищає епітеліальну оболонку від інфекцій та запалення. Вона також має імунологічний ефект — стимулює утворення імуноглобуліну А (IgA), антитіла, що міститься у слизу. IgA є першою лінією захисту слизової оболонки від прозапальної активності коменсальних («дружніх») і патогенних бактерій.
Крім того, мікробіота сприяє утворенню протизапальних цитокінів і пригнічує синтез прозапальних, стимулює розвиток регуляторних Т-клітин, які пригнічують надмірну імунну відповідь, і відіграє важливу роль у підтриманні гомеостазу, толерантності до власних тканин та запобіганні аутоімунним реакціям.
Оскільки мікробіом кишечника є «ключовим гравцем» у запобіганні запаленням у товстій кишці, порушення його складу може послабити захисний бар’єр і підвищити ризик інфекцій та запалень, створюючи умови, сприятливі для розвитку ракових клітин.
Зв'язок між кишковою мікробіотою та колоректальним раком
Науковці продовжують з’ясовувати, чи існує причинно-наслідковий зв’язок між наявністю певних видів кишкової мікробіоти та колоректальним раком. Численні дослідження вже встановили між ними певну кореляцію.
Наприклад, дослідники з’ясували, що у пацієнтів із колоректальним раком — порівняно зі здоровими людьми — мікробіота менш різноманітна. Також у них у великій кількості присутні бактерії родів Fusobacterium і Porphyromonas. Водночас популяції корисних мікроорганізмів, таких як Bifidobacterium, Faecalibacterium і Blautia, знижені.
Серед різних видів бактерій, у контексті зв’язку з колоректальним раком, особливо виділяються два.
- Fusobacterium nucleatum — це грамнегативні анаеробні бактерії, які у великій кількості виявляють у тканинах товстої кишки, уражених раком. Ці бактерії пов’язані з високою мікросателітною нестабільністю — одним із типів генних мутацій, що, як відомо, сприяють розвитку колоректального раку. Крім того, F. nucleatum асоціюється з метастазами у лімфатичні вузли у пацієнтів із колоректальним раком.
- Escherichia coli (або скорочено E. coli) пов’язана зі слизовою оболонкою товстої кишки і, як з’ясувалося, частіше зустрічається у тканинах колоректального раку. E. coli також продукує цикломодуліни — бактеріальні токсини, які здатні впливати на клітинний цикл еукаріотів, інгібуючи або стимулюючи поділ і проліферацію клітин. Клінічні дослідження показали, що пацієнти на пізніх стадіях колоректального раку мають більш високе навантаження E. coli, а експерименти на мишах підтвердили, що загальне пухлинне навантаження у мишей, інфікованих E. coli, є вищим.
Мікробіота як біомаркер колоректального раку
Хоча для встановлення причинно-наслідкового зв’язку між кишковою мікробіотою та колоректальним раком необхідні додаткові дані, наявні кореляції вказують на можливість використання кишкової мікробіоти як біомаркера колоректального раку.
Наприклад, мікробіоту можна застосовувати як фекальний маркер для виявлення колоректального раку, поєднуючи звичайні фекальні імунохімічні тести (FIT) із визначенням фекальних мікробних маркерів для підвищення точності та чутливості діагностики.
Одним зі способів є використання високої кількості F. nucleatum та інших бактерій для створення багатофакторного (мультитаргетного) тесту, який, як показало одне з досліджень, підвищує чутливість FIT для виявлення аденом (доброякісних колоректальних пухлин) з 73,1% до 92,3%.
Чи допомагає зміна балансу хороших і поганих мікробів запобігти колоректальному раку?
Якщо дисбаланс мікробіоти з перевагою патогенних мікроорганізмів може відігравати роль у розвитку раку, логічно припустити, що протилежне — збільшення популяції корисних бактерій — може допомогти запобігти цьому процесу.
На сьогодні багато досліджень показали, що введення пробіотиків у шлунково-кишковий тракт має низку переваг для здоров’я, хоча конкретні механізми профілактики колоректального раку досі не повністю з’ясовані.
Пробіотики, за визначенням International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics, — це «живі мікроорганізми, які при введенні в адекватних кількостях сприяють здоров’ю хазяїна». Вважається, що ці мікроорганізми можуть бути корисними для профілактики раку, змінюючи мікрофлору кишечника, інактивуючи сполуки, що сприяють розвитку ракових змін (зокрема запальні цитокіни), інгібуючи шляхи тирозинкінази, а також регулюючи апоптоз і диференціювання клітин, що сприяє гальмуванню надмірної проліферації клітин.
Одне з досліджень, зокрема, вивчало вплив пробіотиків на проліферацію ракових клітин і метастатичну інвазію у мишей як in vitro, так і in vivo. Результати культуральних досліджень клітин та експериментів на тваринах показали, що пробіотики мали пригнічувальний ефект на проліферацію, інвазію та міграцію клітин раку товстої кишки у мишей порівняно з контрольними групами. Експеримент in vivo також продемонстрував вищу апоптичну активність і більшу інфільтрацію імунних клітин у пухлинну тканину, що свідчить про активнішу імунну відповідь. Успіх таких досліджень на мишачих моделях свідчить про потенційні переваги і для людини, однак це потребує подальших досліджень.
Чи варто регулярно вживати пробіотичні добавки?
Хоча наразі немає офіційних рекомендацій щодо оптимальної «дози» пробіотиків, нижче наведено кілька продуктів (здебільшого ферментованих), багатих на пробіотики, які можуть допомогти відновити баланс кишкової мікробіоти та зменшити кількість шкідливих бактерій. Як і будь-які інші елементи раціону, ці продукти слід вживати помірковано:
- Йогурт
- Квашена капуста
- Кімчі
- Солоні огірки
- Чайний гриб (комбуча)
Крім того, пробіотики доступні у формі пероральних добавок — таблеток, напоїв чи капсул.
Рух до менш інвазивних методів скринінгу колоректального раку
Рак товстої кишки найкраще піддається лікуванню, якщо його виявити якомога раніше. І хоча колоноскопія залишається «золотим стандартом» діагностики колоректального раку, інвазивність і дискомфорт від процедури можуть стримувати осіб із середнім ризиком пройти обстеження. Менш інвазивні та більш доступні методи, такі як дослідження калу чи крові, можуть допомогти у скринінгу молодих людей із групи ризику, які ще не мають достатньо показів до рутинних інструментальних обстежень.
Ранній скринінг і виявлення колоректального раку потенційно рятують життя, тому людям із групи ризику вище середнього рекомендовано пройти тестування.
| Підготовлено NUS Global Asia Institute для використання GMKA. ourcancerstories.com |
Список використаної літератури:
- Ahn, J., Sinha, R., Pei, Z., Dominianni, C., Wu, J., Shi, J., Goedert, J. J., Hayes, R. B., & Yang, L. (2013). Human gut microbiome and risk for colorectal cancer. Journal of the National Cancer Institute, 105(24), 1907–1911. https://doi.org/10.1093/jnci/djt300
- Bonnet, M., Buc, E., Sauvanet, P., Darcha, C., Dubois, D., Pereira, B., Déchelotte, P., Bonnet, R., Pezet, D., & Darfeuille-Michaud, A. (2014). Colonization of the Human Gut by E. coli and Colorectal Cancer Risk. Clinical Cancer Research, 20(4), 859–867. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-13-1343
- Chen, W., Liu, F., Ling, Z., Tong, X., & Xiang, C. (2012). Human intestinal lumen and mucosa-associated microbiota in patients with colorectal cancer. PloS One, 7(6), e39743. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0039743
- Drago, L. (2019). Probiotics and Colon Cancer. Microorganisms, 7(3). https://doi.org/10.3390/microorganisms7030066
- Ferrari, A., Neefs, I., Hoeck, S., Peeters, M., & van Hal, G. (2021). Towards Novel Non-Invasive Colorectal Cancer Screening Methods: A Comprehensive Review. Cancers, 13(8), 1820. https://doi.org/10.3390/cancers13081820
- Grobbee, E. J., Lam, S. Y., Fuhler, G. M., Blakaj, B., Konstantinov, S. R., Bruno, M. J., Peppelenbosch, M. P., Kuipers, E. J., & Spaander, M. C. (2020). First steps towards combining faecal immunochemical testing with the gut microbiome in colorectal cancer screening. United European Gastroenterology Journal, 8(3), 293–302. https://doi.org/10.1177/2050640619890732
- Gutzeit, C., Magri, G., & Cerutti, A. (2014). Intestinal IgA production and its role in host-microbe interaction. Immunological Reviews, 260(1), 76–85. https://doi.org/10.1111/imr.12189
- Kohoutova, D., Smajs, D., Moravkova, P., Cyrany, J., Moravkova, M., Forstlova, M., Cihak, M., Rejchrt, S., & Bures, J. (2014). Escherichia coli strains of phylogenetic group B2 and D and bacteriocin production are associated with advanced colorectal neoplasia. BMC Infectious Diseases, 14, 733. https://doi.org/10.1186/s12879-014-0733-7
- National Institutes of Health. Probiotics: Health Professional Fact Sheet.
- Quigley, E. M. M. (2013). Gut bacteria in health and disease. Gastroenterology & Hepatology, 9(9), 560–569. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8070308
- Shang, F., Jiang, X., Wang, H., Chen, S., Wang, X., Liu, Y., Guo, S., Li, D., Yu, W., Zhao, Z., & Wang, G. (2020). The inhibitory effects of probiotics on colon cancer cells: in vitro and in vivo studies. Journal of Gastrointestinal Oncology, 11(6), 1224–1232. https://doi.org/10.21037/jgo-20-573
- Uccello, M., Malaguarnera, G., Basile, F., D’agata, V., Malaguarnera, M., Bertino, G., Vacante, M., Drago, F., & Biondi, A. (2012). Potential role of probiotics on colorectal cancer prevention. BMC Surgery, 12 Suppl 1(Suppl 1), S35. https://doi.org/10.1186/1471-2482-12-S1-S35
- Viljoen, K. S., Dakshinamurthy, A., Goldberg, P., & Blackburn, J. M. (2015). Quantitative profiling of colorectal cancer-associated bacteria reveals associations between fusobacterium spp., enterotoxigenic Bacteroides fragilis (ETBF) and clinicopathological features of colorectal cancer. PloS One, 10(3), e0119462. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0119462
- Wong, S. H., & Yu, J. (2019). Gut microbiota in colorectal cancer: mechanisms of action and clinical applications. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 16(11), 690–704. https://doi.org/10.1038/s41575-019-0209-8
- 15. Woof, J. M., & Kerr, M. A. (2006). The function of immunoglobulin A in immunity. The Journal of Pathology, 208(2), 270–282. https://doi.org/10.1002/path.1877
Схожі статті
9189
Як надмірне вживання алкоголю підвищує ризик колоректального раку
Як надмірне вживання алкоголю підвищує ризик колоректального раку: Підготовлено NUS Global Asia Institute для використання GMKA. ourcancerstories.com Багато хто може асоціювати надмірне вживання алкоголю з підвищеним
17
Харчові звички, які підвищують ризик розвитку колоректального раку
Харчові звички, які підвищують ризик розвитку колоректального раку: Підготовлено NUS Global Asia Institute для використання GMKA. ourcancerstories.com «Ми — це те, що ми їмо» — добре відоме і, здебільшого, справедливе
3727
Як запідозрити колоректальний рак і що робити, якщо діагноз підтвердився
Як запідозрити колоректальний рак і що робити, якщо діагноз підтвердився: Колоректальний рак розвивається в товстому кишківнику, а саме в ободовій або прямий кишці. Зазвичай захворювання починається з утворення поліпів на