Ένα βακτήριο που ζει στο έντερο εκατομμυρίων ανθρώπων μπορεί να προκαλέσει καρκίνο του παχέος εντέρου — και οι επιστήμονες μόλις ανακάλυψαν τον μηχανισμό. Μετά από 15 χρόνια ερευνών, η ομάδα του Πανεπιστημίου Johns Hopkins εντόπισε την ακριβή «πύλη εισόδου» που χρησιμοποιεί η τοξίνη του βακτηρίου για να επιτεθεί στο έντερο.
Το βακτήριο που κρύβεται στο έντερο
Το Bacteroides fragilis υπάρχει φυσιολογικά στο έντερο έως και του 20% των υγιών ανθρώπων. Ορισμένα στελέχη του όμως παράγουν μια τοξίνη, την BFT, η οποία μπορεί να προκαλέσει χρόνια φλεγμονή και τελικά να οδηγήσει σε καρκινικούς όγκους. Οι ερευνητές γνώριζαν εδώ και χρόνια ότι η τοξίνη αυτή καταστρέφει ένα προστατευτικό πρωτεΐνη του εντέρου που ονομάζεται E-καντχερίνη, αλλά δεν μπορούσαν να εξηγήσουν πώς κατάφερνε να φτάσει μέχρι εκεί.
Το κλειδί που έλειπε: η κλαουδίνη-4
Η απάντηση ήρθε μέσα από μια μαζική γενετική ανάλυση. Ο Maxwell White, υποψήφιος διδάκτορας στο εργαστήριο της Cynthia Sears, χρησιμοποίησε την τεχνική CRISPR για να απενεργοποιήσει ένα ένα όλα τα γονίδια των επιθηλιακών κυττάρων του εντέρου. Στόχος ήταν να βρει ποιο γονίδιο χρειαζόταν η τοξίνη για να δράσει.
Το αποτέλεσμα ήταν ξεκάθαρο: η πρωτεΐνη κλαουδίνη-4. Όταν τα κύτταρα δεν είχαν κλαουδίνη-4, η τοξίνη BFT δεν μπορούσε να προσκολληθεί και η E-καντχερίνη παρέμενε ανέπαφη. Η ανακάλυψη εξέπληξε τους ερευνητές, καθώς περίμεναν ότι ο υποδοχέας θα ήταν ένα σηματοδοτικό πρωτεΐνο και όχι μια δομική πρωτεΐνη όπως η κλαουδίνη-4.
Επιβεβαίωση και σχεδιασμός αντιδότου
Για να επιβεβαιώσουν την ανακάλυψή τους, η ομάδα του Johns Hopkins συνεργάστηκε με δομικούς βιολόγους από το Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας της Βαρκελώνης. Χρησιμοποιώντας βιοφυσικές τεχνικές, απέδειξαν ότι η BFT και η κλαουδίνη-4 σχηματίζουν ένα σταθερό σύμπλοκο — την πρώτη άμεση φυσική απόδειξη ότι η τοξίνη χρησιμοποιεί αυτόν τον υποδοχέα.
Η μεγαλύτερη όμως έκπληξη ήρθε στη συνέχεια. Οι ερευνητές δημιούργησαν μια διαλυτή εκδοχή της κλαουδίνης-4, η οποία λειτούργησε ως «δόλωμα». Η τοξίνη προσκολλήθηκε στο δόλωμα αντί για τα κύτταρα του εντέρου, και τα ποντίκια που έλαβαν τη θεραπεία προστατεύθηκαν πλήρως από τη βλάβη που προκαλεί η BFT.
Τι σημαίνει αυτό για το μέλλον
Η ανακάλυψη ανοίγει έναν εντελώς νέο δρόμο για την πρόληψη και τη θεραπεία του καρκίνου του παχέος εντέρου. Όπως εξηγεί η Δρ Sears, η κατανόηση του τρόπου δράσης των βακτηριακών τοξινών μπορεί να οδηγήσει σε νέες προσεγγίσεις για την ανίχνευση και τη θεραπεία όχι μόνο του καρκίνου αλλά και διαρροϊκών νοσημάτων και λοιμώξεων του αίματος.
Η ομάδα ήδη διερευνά ποιοι τύποι θεραπειών μπορεί να είναι αποτελεσματικότεροι για τον αποκλεισμό της τοξίνης, με στόχο τη δημιουργία μικρών μορίων ή βιολογικών σκευασμάτων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε ανθρώπους. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature και χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ.