Hvordan tar kreftfremkallende bakterier over magen?
En ny studie på mus bruker banebrytende bildebehandlingsteknikker for å undersøke hvordan H. pylori, som er tilstede i rundt halvparten av menneskene på jorden, overlever og trives i magen.
Tarmbakterier er et av de hotteste temaene innen medisinsk vitenskap i dag.
Når forskere legger til den overraskende lange listen over tilstander som kan involvere bakterier, har det blitt stadig viktigere å forstå mer om hvordan de overvurderer både medisiner og immunforsvar.
En bakterie som har en utrolig evne til å kolonisere mennesker er Helicobacter pylori. Det anslås faktisk å leve i magen til omtrent halvparten av alle mennesker.
Det har en tendens til først å komme inn i mennesker når vi er unge, og forblir deretter in situ gjennom store deler av individets liv.
Hos de fleste ser bakterien ut til å ikke skade; i noen, H. pylori kan føre til magekreft og magesår. En forfatter skriver:
- Omtrent 75% av den globale magekreftbyrden og 5,5% av maligniteter over hele verden kan tilskrives H. pylori-indusert betennelse og skade. ”
Hemmelighetene til H. pylori
Til tross for utbredelsen og forgreningene av H. pylori infeksjon, det har vist seg å være utfordrende å forstå hvordan bakterien oppfører seg i magen.
Forskere, mange fra Stanford University School of Medicine, i California, utførte nylig et sett med studier for å forstå hvordan H. pylori forbli i magen så vellykket. Forskerne håper også å gi ledetråder til hvordan disse bakteriene kan bli fordrevet.
Ved hjelp av banebrytende visualiseringsverktøy identifiserte forskerne H. pylori‘S gjemmested. De publiserte sine funn nylig i tidsskriftet PLOS biologi.
H. pylori er svært spesialiserte for å kolonisere magen, som er et spesielt ugjestmilde sted å bo - det er egentlig et kar med saltsyre. Til tross for dette trives bakteriene og kan opprettholde sin posisjon i flere tiår.
Bortsett fra den intense kjemien i magen, blir cellene erstattet raskt, noe som gjør det enda vanskeligere å holde fotfeste i magen.
Antibiotika kan drepe H.pylori men ofte utrydder de ikke bakteriene helt, og befolkningen vokser snart igjen. Seniorforfatter Dr. Manuel Amieva forklarer at "Den gjenoppstående stammen er alltid den samme som den man antar å ha blitt utryddet."
Dette utleder det H. pylori ha et skjulested, et sted, ut av skade, slik at bakteriene kan regenerere seg i sikkerhet. Forfatterne av det siste papiret ønsket å avdekke dette skjulestedet.
Hvordan H. pylori gjemme seg
H. pylori har spinnende flageller, som er lange, piskelignende strukturer som gjør det mulig for bakteriene å bevege seg gjennom omgivelsene. Forskere mener at bakterien bruker denne miniatyrmotoren ombord for å tunnelere inn i mageslimlaget.
Slimlaget beskytter mageslimhinnen og kan derfor også gi bakterien en viss beskyttelse.
Forskerne fant at denne taktikken absolutt spiller en rolle, men de oppdaget også en annen måte som bakteriene beskytter seg på.
For å undersøke infiserte forskerne mus med to stammer av H. pylori; den ene ble genetisk modifisert for å avgi fluorescerende grønt lys, den andre produserte fluorescerende rødt lys. De brukte også en teknikk som heter CLARITY, som tillot forskerne å "bevege seg gjennom" intakt vev og utvikle et 3D-bilde av hvor bakteriene hadde lagt seg i magen til musene.
Tidligere undersøkelser fra samme gruppe viste det H. pylori gjemme seg i gastriske kjertler, som er små groper i mageveggen.
Hvis en spesielt hardfør bakterie gjør den til en av disse gropene og formerer seg, blir de utrolig vanskelig å løsne. Forskerne kunne ikke identifisere nøyaktig hvorfor de skulle bli så forankrede, men de tror at det kan være fordi hver kjertel bare har en inngang, hvis diameter bare er rundt fire ganger bredere enn H. pylori.
Kartlegging av spredningen
Den nye forskningen undersøkte måten det H. pylori sprer seg når den har kommet til et dyr. Forskerne forventet at de to bakteriestammene (som var identiske bortsett fra fargen), skulle blandes og bli en blandet populasjon i begge farger.
Imidlertid fant de ut at når en bakterie - enten rød eller grønn - hadde etablert seg i en mage, reduserte den andre bakteriers evne til å komme inn. Så selv om disse bakteriene var den samme stammen av den samme arten, bestemte forskerne at de ville utkonkurrere sin egen art.
Når en rød eller grønn bakterie hadde kolonisert en kjertel og replikert, ville de overta posisjoner i nærliggende kjertler; dette skapte et lappeteppemønster av rødt og grønt over magen på musen.
Det er fremdeles ikke klart nøyaktig hvordan hver bakterie tar over en grop og hevder den som sin egen. I et av eksperimentene deres brukte forskerne imidlertid bakterier som var konstruert for å mangle det kjemiske sensoriske maskineriet som de bruker for å navigere; disse bakteriene kunne ikke opprette eksklusive kolonier med bare rød eller grønn.
I den siste tiden har probiotika blitt brukt for å kvitte seg med såkalte dårlige bakterier; men som Dr. Amieva forklarer: "Det er ikke nok å finne en god probiotisk stamme som kan overleve i organet du vil at det skal leve i. Du må skape plass til det."
Dr. Amieva foreslår for eksempel en tilnærming: Frist bakteriene fra gjemmestedene, og erstatt dem med en mindre virulent bakterie.
Denne studien gir et tydeligere bilde av hvordan H. pylori slå oss ned i magen. Forhåpentligvis kan denne informasjonen i fremtiden hjelpe oss med å finne en måte å fjerne den på.
