Учёные из TUM и DIfE показали, что бактерии вызывали колоректальный рак

Группа исследователей из Технического университета Мюнхена (TUM), Рейнско-Вестфальского технического университета Аахена (RWTH Aachen) и Немецкого института питания человека в Потсдаме-Ребрюке (DIfE) впервые показала, что вторичные желчные кислоты, образуемые кишечными бактериями, могут напрямую способствовать развитию колоректального рака. Работа опубликована в журнале Gut и связывает повышенный риск заболевания с высокожировой западной диетой, открывая перспективы профилактики и терапии на основе микробиома и питания.

Колоректальный рак относится к числу самых смертельных онкологических заболеваний. На его развитие влияют генетика, но ключевую роль играют питание и образ жизни. Диета с большим количеством жиров и мяса при низком содержании клетчатки стимулирует кишечный микробиом к выработке вторичных желчных кислот, особенно дезоксихолевой кислоты (DCA), повышающей риск рака. До сих пор причинно-следственные механизмы этого процесса оставались недостаточно изученными.

Для анализа роли бактерий с активностью 7-альфа-дегидроксилирования (7αDH) учёные создали функциональные модели, максимально приближенные к человеческой физиологии. Они подтвердили, что выработка DCA происходит исключительно у 7αDH-положительных бактерий, а не за счёт рациона.

Гипотезы проверяли на животных моделях и группах пациентов с колоректальным раком. На генетически модифицированных свиньях (APC1311/+) западная диета усиливала образование полипов в толстой кишке. Доктор Сёрен Оцвирк, руководитель отдела гнотобиологии в DIfE, отметил, что рост эпителиальных клеток кишечника связывался с повышенным уровнем вторичных желчных кислот, особенно DCA. Эффект удалось уменьшить с помощью холестирамина, связывающего желчные кислоты.

Колонизация стерильных мышей 7αDH-положительными бактериями вызывала выработку DCA, ускоряла пролиферацию эпителиальных клеток и изменяла экспрессию генов, отвечающих за их дифференцировку. «В нескольких моделях колоректального рака бактерии с активностью 7αDH увеличивали опухолевую нагрузку, тогда как их генетически модифицированные аналоги, неспособные производить DCA, такого эффекта не проявляли. Это подтверждает причинную роль вторичных желчных кислот в патогенезе рака», — объясняет Анника Оссвальд из DIfE.

Результаты исследований на животных подтвердились на образцах стула пациентов. У больных колоректальным раком обнаруживалось больше 7αDH-положительных бактерий, таких как Clostridium scindens, по сравнению со здоровыми людьми. Определение этих бактерий в стуле может помочь выявлять людей с высоким риском и подбирать персонализированные диетические вмешательства для снижения выработки вторичных желчных кислот.

Доктор Оцвирк подчеркнул, что западная диета с большим содержанием жиров и связанные с ней изменения микробиома могут оказывать значительное влияние на здоровье кишечника в долгосрочной перспективе.

В планах учёных — изучение дополнительных 7αDH-положительных бактерий из разных популяций с различным рационом, чтобы глубже понять механизмы их влияния на развитие колоректального рака и создавать новые стратегии профилактики и лечения.

Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерина, участвуют в переваривании жиров и регулируют обмен стероидов. Первичные кислоты попадают в тонкий кишечник и частично преобразуются бактериями в толстом кишечнике во вторичные, включая DCA и литохолевую кислоту. Большая часть желчных кислот возвращается в печень, а небольшая остаётся в толстом кишечнике, где влияет на клетки стенки кишечника. Фармакологические методы связывания желчных кислот, такие как холестирамин, помогают снизить их концентрацию и уменьшить риск повреждения тканей.

Читайте также: