Bakterie towarzyszą nam zawsze i wszędzie – zwykle żerują na komórkach naszej skóry i śluzówek, nie wywołując groźnych objawów. To tzw. bakterie symbiotyczne, czyli pokojowo współżyjące z nami. Szczególnie dużo – ponad tysiąc gatunków – jest ich w naszym przewodzie pokarmowym i ogromna większość zapewnia prawidłowe trawienie pokarmów. O tym, jak bardzo zależymy od bakterii, świadczy fakt, że liczba ich komórek tylko w przewodzie pokarmowym przewyższa dziesięciokrotnie liczbę wszystkich komórek ludzkiego organizmu.
Jednak nawet te „oswojone” potrafią być groźne. Od dawna wiadomo, że bakterie z rodzaju Fusobacterium, żyjące w jamie ustnej, powodują paradontozę – zapalenie przyzębia wywołujące obnażanie szyjek zębów przy jednoczesnym zapaleniu dziąseł, co w skrajnych przypadkach prowadzi do wypadania zębów. Dlatego bakterie te, bardzo długo uważane za niegroźne, w końcu uznano za chorobotwórcze. Zainteresowali się nimi również onkolodzy badający przyczyny nowotworów odbytu i jelita grubego – czasem znajdowano bowiem Fusobacterium na drugim końcu naszego przewodu pokarmowego. Od kilku lat wiadomo, że właśnie tam są one szczególnie niebezpieczne.
Badania Amerykanów z Harvard Medical School i z Dana-Farber Cancer Institute w Bostonie, opublikowane w czasopiśmie „PloS One”, pokazują, w jaki sposób Fusobacterium przyczynia się do wywołania raka. Okazuje się, że podobnie jak w przypadku paradontozy, tzn. powoduje chroniczne zapalenia śluzówki, ale w jelicie, którego komórki są szczególnie podatne na powstawanie nowotworu. Długotrwałe zapalenie sprzyja namnażaniu się komórek, które z przyczyn genetycznych nabywają skłonności do takich zmian. Wydawało się więc, że Fusobacterium samo raka nie wywołuje, lecz stwarza warunki, w których predestynowane do tego komórki przekształcają się w nowotwór.
Mały drań
Szczególnie zjadliwy okazał się gatunek Fusobacterium nucleatum. Amerykanie wykazali, że bakterii tych jest szczególnie wiele w rejonach śluzówki jelita grubego, w których powstają tzw. adenomy, czyli jeszcze stosunkowo niegroźne wczesne stadia raka. Potwierdzili również, że w tych okolicach Fusobacterium wywołuje chroniczne zapalenie. Związek między obecnością adenom i tych bakterii był tak wyraźny, że uznano je za ważny zwiastun raka jelita grubego i odbytu.
W sierpniu tego roku ta sama grupa badawcza z Bostonu i inna, z Case Western Reserve University w Cleveland, w stanie Ohio, opublikowały równocześnie w czasopiśmie „Cell Host and Microb” wyniki badań znacznie poszerzających tę wiedzę. Wykazali oni, że obecność Fusobacterium jest nie tylko wskaźnikiem wczesnego stadium raka jelita grubego i odbytu, ale bakteria ta aktywnie uczestniczy w powstawaniu nowotworu. W swych badaniach posłużyli się genetycznie zmodyfikowanymi myszami, które posiadały zmutowany gen wywołujący te nowotwory również u ludzi.
Udało im się zidentyfikować mechanizm wnikania bakterii do komórek śluzówki jelita i przestawiania ich metabolizmu z normalnego na nowotworowy. Bakteria używa w tym celu własnego wytrycha – jej białko łączy się z pewnym białkiem znajdującym się w sposób naturalny na powierzchniach atakowanych komórek. Połączenie to nie tylko pozwala bakterii przeniknąć do wnętrza komórki, ale także zmusza ją do nieskoordynowanych podziałów, charakterystycznych właśnie dla procesów nowotworowych.
Badania Amerykanów pozwalają nie tylko wyjaśnić genezę rakotwórczego działania Fusobacterium, ale pokazują również, że analizując niektóre białka bakteryjne, można te choroby wykryć we wczesnej fazie. Co więcej, poznanie molekularnego mechanizmu działania rakotwórczej bakterii daje nadzieję na znalezienie sposobów blokowania wnikania Fusobacterium do komórek śluzówki jelita. To nie oznacza, że ewentualna terapia, oparta na tej zasadzie, będzie uniwersalnym lekarstwem na raka jelita grubego i odbytu. Może jednak przyczynić się nie tylko do lepszej diagnostyki, ale także profilaktyki i złagodzenia objawów istniejącej choroby we wczesnych jej etapach. Również na myszach wykazano bowiem, że nowotwory rozwijające się bez udziału tej bakterii tworzą o wiele mniej guzów, są łagodniejsze i łatwiejsze do leczenia.
Fusobacterium nie jest pierwszą bakterią rakotwórczą. W 2005 r. przyznano Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii Australijczykom Barry’emu Marshallowi i Robinowi Warrenowi za wykazanie, że Helicobacter pylori, inna bakteria również często spotykana w przewodzie pokarmowym, powoduje chroniczne stany zapalne śluzówki żołądka, chorobę wrzodową i w konsekwencji jeden z dwóch głównych typów raka żołądka. Ciekawostką jest, że polski mikrobiolog z Uniwersytetu Jagiellońskiego Walery Jaworski pod koniec XIX w. zaobserwował w żołądku bakterie spiralnego kształtu, które nazwał Vibrio rugula – bez wątpienia były one wykrytymi później drugi raz Helicobacter pylori. Opisał to jednak tylko w polskim „Podręczniku chorób żołądka”, opublikowanym w 1899 r., i dlatego jego odkrycie nie zostało zauważone przez świat naukowy.
Coraz więcej o florze
Badania flory bakteryjnej zasiedlającej ludzki organizm dopiero ostatnio nabrały rozpędu i zapewne prędko przyniosą wiele niespodziewanych wyników. A to dzięki szybkiemu postępowi technologii biomedycznej, a szczególnie genomiki – nauki badającej całe genomy i pozwalającej precyzyjnie identyfikować mikroby (z tych metod korzystali Amerykanie badający Fusobacterium) oraz odczytywać informacje o zjadliwości badanych szczepów bakterii. Odkrywane są również liczne skomplikowane współzależności między mikrobami zamieszkującymi nasze organizmy. Właśnie Fusobacterium, najczęściej razem z innymi bakteriami, tworzy rodzaj biofilmu wyściełającego śluzówkę jelita, który zachowuje się jak samodzielny organizm. Badania genetyczne pozwolą zapewne zrozumieć, w jaki sposób bakterie biofilmu zwiększają agresywność, gdy przeprowadzają atak na swego gospodarza.