Naukowcy z Johns Hopkins ustalili, w jaki spos\u00f3b toksyna powszechnej bakterii jelitowej Bacteroides fragilis przyczepia si\u0119 do kom\u00f3rek jelita grubego. Odkrycie wyja\u015bnia zagadk\u0119, nad kt\u00f3r\u0105 badacze g\u0142owili si\u0119 od blisko dw\u00f3ch dekad, i wskazuje nowy spos\u00f3b ochrony jelita przed uszkodzeniami powi\u0105zanymi z rakiem jelita grubego.<\/p>\n
Bacteroides fragilis mo\u017cna znale\u017a\u0107 w jelitach nawet u 20% zdrowych os\u00f3b. Samo jej wyst\u0119powanie nie oznacza jeszcze choroby. Problem dotyczy jednak szczep\u00f3w wytwarzaj\u0105cych toksyn\u0119 BFT, kt\u00f3ra niszczy ochronn\u0105 wy\u015bci\u00f3\u0142k\u0119 jelita, wywo\u0142uje przewlek\u0142y stan zapalny i sprzyja powstawaniu guz\u00f3w.<\/p>\n
Ju\u017c w 2009 roku zesp\u00f3\u0142 Cynthii Sears wykaza\u0142, \u017ce toksyna mo\u017ce wspiera\u0107 rozw\u00f3j nowotwor\u00f3w jelita grubego. Wiadomo by\u0142o te\u017c, \u017ce BFT rozcina bia\u0142ko E-kadheryn\u0119, kt\u00f3re spaja s\u0105siaduj\u0105ce kom\u00f3rki i podtrzymuje barier\u0119 jelitow\u0105. Brakowa\u0142o jednak odpowiedzi na kluczowe pytanie: jak toksyna trafia do swojego celu, skoro nie przyczepia si\u0119 bezpo\u015brednio do E-kadheryny?<\/p>\n
Aby znale\u017a\u0107 odpowied\u017a, badacze u\u017cyli technologii CRISPR do systematycznego wy\u0142\u0105czania gen\u00f3w w kom\u00f3rkach nab\u0142onka jelita grubego. Chodzi\u0142o o sprawdzenie, kt\u00f3re z nich s\u0105 niezb\u0119dne, by toksyna mog\u0142a si\u0119 zwi\u0105za\u0107 i wyrz\u0105dzi\u0107 szkody. Badanie prowadzi\u0142 Maxwell White we wsp\u00f3\u0142pracy z laboratorium Matthew Waldora z Harvard Medical School.<\/p>\n
Jeden gen wyra\u017anie odstawa\u0142 od reszty. Koduje on klaudyn\u0119-4, bia\u0142ko tworz\u0105ce tzw. \u015bcis\u0142e po\u0142\u0105czenia, czyli \u201euszczelki\u201d mi\u0119dzy kom\u00f3rkami, kt\u00f3re ograniczaj\u0105 przenikanie substancji przez \u015bcian\u0119 jelita. Gdy gen wy\u0142\u0105czono, BFT nie mog\u0142a si\u0119 przy\u0142\u0105czy\u0107 do kom\u00f3rek i nie by\u0142a w stanie zaatakowa\u0107 E-kadheryny. Eksperymenty zespo\u0142u z Instytutu Biologii Molekularnej w Barcelonie potwierdzi\u0142y, \u017ce toksyna i klaudyna-4 tworz\u0105 \u015bcis\u0142y kompleks, w kt\u00f3rym jedna cz\u0105steczka toksyny wi\u0105\u017ce si\u0119 z jedn\u0105 cz\u0105steczk\u0105 receptora.<\/p>\n
Wynik zaskoczy\u0142 badaczy, kt\u00f3rzy spodziewali si\u0119 raczej receptora odpowiedzialnego za przekazywanie sygna\u0142\u00f3w w kom\u00f3rce. Klaudyna-4 pe\u0142ni inn\u0105 rol\u0119: utrzymuje fizyczne po\u0142\u0105czenia mi\u0119dzy kom\u00f3rkami. Wed\u0142ug autor\u00f3w nie znaleziono dot\u0105d innej toksyny dzia\u0142aj\u0105cej w ten sam spos\u00f3b.<\/p>\n
Znajomo\u015b\u0107 receptora podsun\u0119\u0142a pomys\u0142, by odci\u0105gn\u0105\u0107 toksyn\u0119 od jelita. Zesp\u00f3\u0142 opracowa\u0142 rozpuszczalne bia\u0142ko z fragmentami klaudyny-4, kt\u00f3re dzia\u0142a jak przyn\u0119ta. W do\u015bwiadczeniach na myszach BFT wi\u0105za\u0142a si\u0119 z t\u0105 przyn\u0119t\u0105 zamiast z kom\u00f3rkami jelita, dzi\u0119ki czemu zwierz\u0119ta by\u0142y chronione przed uszkodzeniami wywo\u0142anymi przez toksyn\u0119.<\/p>\n
\u201eTakie podej\u015bcie mo\u017cna rozwija\u0107 z u\u017cyciem ma\u0142ych cz\u0105steczek lub innych lek\u00f3w biologicznych o lepszych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach farmakologicznych\u201d \u2013 m\u00f3wi Maxwell White.<\/p>\n
Na razie to wczesny etap bada\u0144 podstawowych. Eksperymenty na myszach pokaza\u0142y ochron\u0119 przed uszkodzeniem tkanki, ale nie dowiod\u0142y, \u017ce metoda zapobiega rakowi jelita grubego. Nie wiadomo te\u017c jeszcze, czy podej\u015bcie b\u0119dzie bezpieczne i skuteczne u ludzi. Badacze nie ustalili ponadto dok\u0142adnej tr\u00f3jwymiarowej struktury kompleksu toksyny z klaudyn\u0105-4, kt\u00f3rej nie potrafi\u0142o w pe\u0142ni przewidzie\u0107 nawet narz\u0119dzie AlphaFold.<\/p>\n
Dla polskiego czytelnika to przede wszystkim sygna\u0142, w jakim kierunku id\u0105 badania nad profilaktyk\u0105 raka jelita grubego, kt\u00f3ry jest jednym z cz\u0119stszych nowotwor\u00f3w r\u00f3wnie\u017c w Polsce. Odkrycie nie zmienia obecnych zalece\u0144: nie ma powodu, by testowa\u0107 si\u0119 na obecno\u015b\u0107 tej bakterii, a podstaw\u0105 pozostaj\u0105 sprawdzone metody, takie jak badania przesiewowe (m.in. kolonoskopia) i zg\u0142aszanie si\u0119 do lekarza z niepokoj\u0105cymi objawami. Wyniki, opublikowane w czasopi\u015bmie Nature, mog\u0105 jednak w przysz\u0142o\u015bci pom\u00f3c w tworzeniu nowych metod wykrywania i leczenia chor\u00f3b powi\u0105zanych z toksynami bakteryjnymi.<\/p>\n