Tech / Nauka
Tomasz Wiśniewski
Redaktor technologiczny. Interesuje się sztuczną inteligencją, startupami i nowymi mediami, a także odkryciami naukowymi. Wielbiciel science fiction i gier planszowych.
Przez prawie dwadzieścia lat naukowcy wiedzieli, że pewna pospolita bakteria jelitowa wytwarza toksynę, która uszkadza okrężnicę i sprzyja powstawaniu guzów. Nie potrafili jednak wyjaśnić, w jaki sposób toksyna najpierw przyczepia się do komórek jelita i zaczyna atak. Teraz ten brakujący etap został opisany.
Odkrycia dokonał zespół kierowany przez naukowców z Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, Bloomberg~Kimmel Institute for Cancer Immunotherapy oraz Johns Hopkins University School of Medicine. Wyniki ukazały się w czasopiśmie „Nature”. Badacze wskazali białko claudin-4 jako miejsce, do którego przyłącza się toksyna BFT.
Na tej podstawie powstała cząsteczka-pułapka, która przechwytuje toksynę, zanim ta uszkodzi komórki okrężnicy. W eksperymencie uchroniła myszy przed szkodliwym działaniem toksyny. To sugeruje nową drogę zapobiegania uszkodzeniom jelita związanym z rakiem jelita grubego. Badacze podkreślają, że odkrycie ujawnia zaskakującą słabość komórek jelita, którą można wykorzystać do ich ochrony. Badania otrzymały częściowe wsparcie od National Institutes of Health.
„Wielokrotnie próbowaliśmy zidentyfikować ten receptor, więc to ekscytujący moment” – mówi Cynthia Sears, profesor immunoterapii nowotworów oraz profesor medycyny na Johns Hopkins. Jak dodaje, zrozumienie działania toksyn bakteryjnych otwiera drogę do nowych metod wykrywania i leczenia chorób z nimi związanych, w tym biegunek, raka jelita grubego i zakażeń krwi.
Badania koncentrują się na Bacteroides fragilis, bakterii obecnej w jelitach nawet u 20 procent zdrowych osób. Jej obecność nie oznacza automatycznie nowotworu, ale niektóre szczepy wytwarzają silną toksynę, która narusza ochronną wyściółkę okrężnicy, wywołuje stan zapalny i sprzyja wzrostowi guza.
Toksyna BFT jest badana od lat. W przełomowej pracy z 2009 roku, opublikowanej w „Nature Medicine”, Sears i jej współpracownicy pokazali, że potrafi ona wspierać powstawanie guzów okrężnicy. Wcześniejsze eksperymenty ujawniły też, że BFT uszkadza białko E-kadherynę, które spaja sąsiednie komórki i utrzymuje ochronną barierę jelita. Gdy białko zostaje rozerwane, bariera słabnie, co potencjalnie otwiera drogę szkodliwym substancjom i bakteriom do sąsiednich tkanek.
Pozostawało pytanie, dlaczego toksyna nie przyłącza się bezpośrednio do E-kadheryny. Podejrzewano udział innej cząsteczki, ale kolejne próby jej znalezienia kończyły się niepowodzeniem. Rozwiązanie przyniosło badanie z użyciem CRISPR, techniki pozwalającej wyłączać wybrane geny. Maxwell White, doktorant w laboratorium Sears, poprowadził przesiew całego genomu we współpracy z laboratorium Matthew Waldora z Harvard Medical School. Zespół po kolei wyłączał geny w komórkach nabłonka okrężnicy, aby sprawdzić, które są niezbędne, by toksyna przyczepiła się i wyrządziła szkody.