Hvordan overtager kræftfremkaldende bakterier vores mave?
En ny undersøgelse af mus bruger banebrydende billedteknikker til at undersøge hvordan H. pylori, som er til stede i omkring halvdelen af mennesker på jorden, overlever og trives i maven.
Tarmbakterier er et af de hotteste emner inden for medicinsk videnskab i dag.
Efterhånden som forskere tilføjer den overraskende lange liste over tilstande, der kan involvere bakterier, er forståelse for, hvordan de overvinder både medicin og vores immunsystem, blevet stadig vigtigere.
En bakterie, der har en utrolig evne til at kolonisere mennesker er Helicobacter pylori. Faktisk anslås det at leve i maven hos omkring halvdelen af alle mennesker.
Det har en tendens til først at komme ind i mennesker, når vi er unge, og forbliver derefter på stedet gennem store dele af en persons liv.
Hos de fleste ser det ud til, at bakterien ikke skader; dog i nogle, H. pylori kan føre til gastrisk kræft og mavesår. En forfatter skriver:
”Cirka 75% af den globale mavekræftbyrde og 5,5% af maligniteter over hele verden kan tilskrives H. pylori-induceret betændelse og skade. ”
Hemmelighederne ved H. pylori
På trods af udbredelsen og konsekvenserne af H. pylori infektion, det har vist sig at være udfordrende at forstå, hvordan bakterien opfører sig i vores mave.
Forskere, mange fra Stanford University School of Medicine i Californien, gennemførte for nylig et sæt studier for at forstå hvordan H. pylori forblive i maven så med succes. Forskerne håber også at give spor om, hvordan disse bakterier kan blive fordrevet.
Ved hjælp af avancerede visualiseringsværktøjer identificerede forskerne H. pylori'S skjulested. De offentliggjorde deres resultater for nylig i tidsskriftet PLOS Biologi.
H. pylori er meget specialiserede til at kolonisere maven, hvilket er et særligt ugæstfrit sted at bo - det er i det væsentlige en beholder med saltsyre. På trods af dette trives bakterierne og kan bevare deres position i årtier.
Bortset fra den intense kemi i maven erstattes dens celler hurtigt, hvilket gør det endnu sværere at holde fodfæste i maven.
Antibiotika kan dræbe H.pylori men ofte udrydder de ikke bakterierne fuldstændigt, og befolkningen vokser snart igen. Seniorforfatter Dr. Manuel Amieva forklarer, at "Den genopkomne stamme er altid den samme som den, man troede var blevet udryddet."
Dette udleder det H. pylori have et skjulested et eller andet sted uden for skade, som bakterierne kan regenere i sikkerhed. Forfatterne til det seneste papir ville afsløre dette skjulested.
Hvordan H. pylori skjule
H. pylori har spindende flageller, som er lange, pisklignende strukturer, der gør det muligt for bakterierne at bevæge sig gennem deres omgivelser. Forskere mener, at bakterien bruger denne miniaturemotor ombord til at tunnelere ind i maveslimlaget.
Slimlaget beskytter maveforingen og kan derfor også give bakterien en vis beskyttelse.
Forskerne fandt ud af, at denne taktik helt sikkert spiller en rolle, men de opdagede også en anden måde, som bakterierne beskytter sig på.
For at undersøge inficerede forskerne mus med to stammer af H. pylori; den ene blev genetisk modificeret til at udsende fluorescerende grønt lys, den anden producerede fluorescerende rødt lys. De brugte også en teknik kaldet CLARITY, som tillod forskerne at "bevæge sig igennem" intakt væv og udvikle et 3D-billede af, hvor bakterierne havde slået sig ned i musens mave.
Tidligere forskning fra samme gruppe viste det H. pylori skjule sig i mavekirtler, som er små grove i mavens væg.
Hvis en særlig hårdfør bakterie gør det til et af disse grober og formere sig, bliver de utroligt vanskelige at løsne. Forskerne kunne ikke identificere nøjagtigt, hvorfor de skulle blive så forankrede, men de mener, at det kan være, fordi hver kirtel kun har en indgang, hvis diameter kun er omkring fire gange bredere end H. pylori.
Kortlægning af spredningen
Den nye forskning undersøgte den måde, hvorpå H. pylori spreder sig, når det er ankommet i et dyr. Forskerne forventede, at de to bakteriestammer (som var identiske bortset fra deres farve) skulle blandes og blive en blandet population af begge farver.
De fandt imidlertid ud af, at når en bakterie - enten rød eller grøn - havde oprettet butik i en gastrisk kirtel, reducerede den andre bakteriers evne til at komme ind. Så selvom disse bakterier alle var den samme stamme af den samme art, besluttede forskerne, at de ville udkonkurrere deres egen slags.
Når en rød eller grøn bakterie havde koloniseret en kirtel og replikeret, overtog de positioner i nabokirtler; dette skabte et patchwork mønster af rødt og grønt over foringen af musens mave.
Det er stadig ikke klart nøjagtigt, hvordan hver bakterie overtager en pit og hævder den som sin egen. I et af deres eksperimenter brugte forskerne imidlertid bakterier, der var konstrueret til at mangle det kemiske sensoriske maskineri, som de bruger til at navigere; disse bakterier kunne ikke oprette eksklusive kolonier med kun rød eller grøn.
I den seneste tid er probiotika blevet brugt til at slippe af med såkaldte dårlige bakterier; men som Dr. Amieva forklarer: "Det er ikke nok at finde en god probiotisk stamme, der kan overleve i det organ, du vil have det til at leve i. Du skal skabe plads til det."
For eksempel foreslår Dr. Amieva en tilgang: Frist bakterierne fra deres skjulesteder, og udskift dem derefter med en mindre virulent bakterie.
Denne undersøgelse giver et klarere billede af hvordan H. pylori sætte os i vores mave. Forhåbentlig kan disse oplysninger i fremtiden hjælpe os med at finde en måde at fjerne dem på.
