Mikroba usus yang umum mengeluarkan karsinogen – ScienceDaily

Mikroba usus yang umum mengeluarkan karsinogen – ScienceDaily


Mutasi kanker bisa disebabkan oleh bakteri usus yang biasa dibawa oleh banyak orang. Ini dibuktikan oleh para peneliti dari Hubrecht Institute (KNAW) dan Princess Máxima Center di Utrecht, Belanda. Dengan mengekspos usus kecil manusia yang dibudidayakan pada strain bakteri Escherichia coli tertentu, mereka menemukan bahwa bakteri ini menyebabkan pola mutasi yang unik pada DNA sel manusia. Pola mutasi ini juga ditemukan pada DNA pasien kanker usus besar, yang menyiratkan bahwa mutasi ini disebabkan oleh bakteri ‘jahat’. Ini adalah pertama kalinya para peneliti membangun hubungan langsung antara mikroba yang menghuni tubuh kita dan perubahan genetik yang mendorong perkembangan kanker. Temuan ini dapat membuka jalan untuk pencegahan kanker kolorektal dengan memberantas bakteri berbahaya. Hasil penelitian ini dipublikasikan di Alam pada 27 Februari.

Tubuh kita mengandung setidaknya sebanyak sel manusia. Sebagian besar mikroba ini berkontribusi pada hidup sehat, sementara yang lain dapat menyebabkan penyakit. Di antara bakteri dengan konsekuensi yang berpotensi membahayakan adalah strain bakteri usus yang paling terkenal: Escherichia coli (E. coli). Strain E. coli khusus ini adalah “genotoksik”: ia menghasilkan zat kimia kecil, yang disebut “colibactin,” yang dapat merusak DNA sel manusia. Oleh karena itu, telah lama diduga bahwa E. coli genotoksik, yang hidup di usus 1 dari 5 orang dewasa, dapat membahayakan inang manusia mereka. “Saat ini terdapat probiotik di pasaran yang mengandung strain genotoksik E. coli. Beberapa dari probiotik ini juga digunakan dalam uji klinis saat kita berbicara” jelas Hans Clevers (Hubrecht Institute). “Strain E. coli ini harus dievaluasi ulang secara kritis di lab. Meskipun mereka dapat meredakan beberapa ketidaknyamanan tubuh dalam jangka pendek, probiotik ini dapat menyebabkan kanker beberapa dekade setelah pengobatan.”

Kerusakan di piring

Sel kanker didorong oleh mutasi DNA tertentu, yang memungkinkan sel-sel ini tumbuh menjadi tumor. Paparan sinar UV atau merokok dapat secara langsung menyebabkan kerusakan DNA, yang menyebabkan mutasi, dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan sel normal berubah menjadi kanker. Tetapi sampai sekarang, tidak diketahui bahwa bakteri di usus kita dapat menyebabkan mutasi kanker pada sel dengan cara yang sama melalui efek merusak DNA mereka.

Sebuah tim yang terdiri dari tiga mahasiswa PhD dari kelompok Hans Clevers (Institut Hubrecht) dan Ruben van Boxtel (Pusat Onkologi Pediatrik Putri Máxima) berangkat untuk mengidentifikasi efek merusak dari colibactin pada DNA manusia. Untuk ini, mereka menggunakan usus kecil manusia yang tumbuh di laboratorium, yang disebut organoid, sistem model yang sebelumnya dikembangkan dalam kelompok Hans Clevers. Tim mengembangkan metode untuk mengekspos organoid usus manusia yang sehat ke bakteri E. coli genotoksik. Setelah lima bulan terpapar bakteri, mereka mengurutkan DNA sel manusia dan mempelajari jumlah dan jenis mutasi yang disebabkan oleh bakteri tersebut.

Jejak cerita

Setiap proses yang dapat menyebabkan kerusakan DNA meninggalkan pola mutasi tertentu, yang disebut jejak atau tanda tangan mutasi. Tanda tangan khusus seperti itu telah diidentifikasi untuk berbagai agen penyebab kanker, termasuk asap tembakau dan sinar UV. Adanya jejak kaki spesifik dalam DNA kanker dapat memberi tahu kita tentang paparan di masa lalu, yang mungkin mendasari permulaan penyakit. “Tanda tangan ini dapat memiliki nilai yang besar dalam menentukan penyebab kanker dan bahkan dapat mengarahkan strategi pengobatan,” jelas Van Boxtel. “Kami dapat mengidentifikasi jejak kaki mutasi tersebut dalam beberapa bentuk kanker, juga pada kanker anak. Kali ini kami bertanya-tanya apakah bakteri genotoksik juga meninggalkan tanda pembeda unik mereka dalam DNA.”

“Saya ingat kegembiraan saat tanda tangan pertama muncul di layar komputer,” kata Axel Rosendahl Huber, “kami berharap ada indikasi tanda tangan yang bisa kami tindak lanjuti di eksperimen lain, tetapi polanya lebih mencolok daripada tanda tangan mana pun yang kami gunakan. telah dianalisis sebelumnya. “

Sebuah teka-teki jatuh ke tempatnya

Bakteri genotoksik menyebabkan dua pola mutasi yang terjadi bersamaan dalam DNA organoid: perubahan A menjadi salah satu dari empat kemungkinan huruf kode DNA, dan hilangnya satu A dalam bentangan panjang A. Dalam kedua kasus, A lain hadir pada untai yang berlawanan dari heliks ganda DNA, 3 hingga 4 basa jauhnya dari situs yang bermutasi.

Tim tersebut bertanya-tanya apakah mereka dapat mempelajari sesuatu tentang mekanisme kerusakan DNA yang diinduksi kolibaktin dari data mereka. “Saat kami berada di tahap akhir proyek, tim peneliti yang berbeda mengidentifikasi struktur colibactin dan bagaimana berinteraksi dengan DNA,” kata Cayetano Pleguezuelos-Manzano. Penelitian mereka mengungkapkan kemampuan colibactin untuk mengikat dua A pada waktu yang sama dan menghubungkan keduanya. “Itu seperti teka-teki yang jatuh ke tempatnya. Pola mutasi yang kami lihat dalam eksperimen kami bisa dijelaskan dengan sangat baik oleh struktur kimia kolibaktin.”

Dari organoid ke pasien

Begitu mereka menetapkan jejak genotoksik E. coli, para peneliti berangkat untuk menemukan jejaknya di DNA pasien kanker. Mereka menganalisis mutasi pada lebih dari 5.000 tumor, yang mencakup lusinan jenis kanker yang berbeda. Di antaranya, satu jenis menonjol: “Lebih dari 5% kanker kolorektal memiliki jejak kaki yang tinggi, sementara kami hanya melihatnya di kurang dari 0,1% dari semua kanker lainnya,” kenang Jens Puschhof, “Bayangkan mempelajari jejak bakteri usus selama berbulan-bulan di dalam cawan, dan kemudian menemukan kembali jejak yang sama pada DNA pasien. ” Hanya beberapa kanker lain yang diketahui terpapar bakteri, seperti kanker di rongga mulut dan kandung kemih, juga memiliki jejak kaki. “Diketahui bahwa E. coli dapat menginfeksi organ ini, dan kami ingin menyelidiki apakah genotoksisitasnya dapat bekerja di organ lain di luar usus besar. Tanda tangan yang kami definisikan secara eksperimental membantu kami dalam hal ini.”

Peringatan dini

Studi ini mungkin memiliki implikasi langsung bagi kesehatan manusia. Individu mungkin diskrining untuk mengetahui keberadaan bakteri genotoksik ini; dilaporkan bahwa 10-20 persen orang dapat menyimpan versi ‘buruk’ E. coli di usus mereka. Pengobatan antibiotik bisa membasmi bakteri ini sejak dini. Di masa depan, perkembangan kanker kolorektal dapat dideteksi lebih awal atau bahkan untuk mencegah tumor berkembang.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Hubrecht. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Pengeluaran SGP

Author Image
adminProzen