Új célpontot találtak a vastagbélrák megelőzésében

A Johns Hopkins Kimmel Rákkutató Központ és az egyetem orvosi karának kutatói a Nature című tudományos folyóiratban publikálták eredményeiket. A vizsgálat középpontjában a Bacteroides fragilis nevű baktérium áll, amely az egészséges emberek akár 20 százalékának bélrendszerében is jelen lehet. Önmagában a baktérium jelenléte nem jelent daganatos betegséget, bizonyos törzsei azonban egy olyan toxint termelnek, amely károsíthatja a vastagbél védőrétegét, gyulladást idézhet elő, és elősegítheti a daganatok kialakulását.

A kutatók közel két évtizede tudják, hogy a baktérium által termelt BFT nevű toxin összefüggésbe hozható a vastagbélrákkal. Azt azonban eddig nem sikerült tisztázniuk, hogyan kapcsolódik a méreganyag a bélsejtekhez, és miként kezdi meg azok károsítását.

Megtalálták a toxin támadáspontját

A Johns Hopkins kutatócsoportja most egy claudin-4 nevű fehérjét azonosított, amely lényegében a baktérium toxinjának belépési pontjaként szolgál. Ez a fehérje fontos szerepet játszik a szomszédos bélsejtek közötti szoros kapcsolatok kialakításában, így hozzájárul a bélfal védőfunkciójának fenntartásához.

A felfedezéshez CRISPR-alapú génszerkesztési technológiát alkalmaztak. Ennek segítségével egyenként kikapcsoltak bizonyos géneket a vastagbél belső felszínét borító sejtekben, hogy megállapítsák, melyik fehérje szükséges a toxin megtapadásához. Amikor kikapcsolták a claudin-4 termeléséért felelős gént, a BFT már nem tudott kapcsolódni a sejtekhez, és így a károsító hatását sem tudta kifejteni.

A kutatók azt is igazolták, hogy a toxin és a fehérje közvetlenül kötődik egymáshoz. A vizsgálat során kiderült: a BFT először a claudin-4-hez kapcsolódik, majd egy másik fehérjét, az E-cadherint kezdi lebontani. Utóbbi kulcsfontosságú a sejtek közötti kapcsolatok fenntartásában. Károsodása gyengíti a bél természetes védőgátját, és hozzájárulhat a gyulladásos folyamatokhoz, amelyek kedvezhetnek a daganatok kialakulásának.

Molekuláris csalival védekezhetnek a rákkeltő toxin ellen

A felfedezés nemcsak a baktérium károsító mechanizmusát magyarázza meg, hanem egy lehetséges védekezési módszert is kínál. A kutatók ugyanis olyan oldható fehérjét fejlesztettek ki, amely a claudin-4 egyes részeit utánozza. Ez a molekuláris csali magához vonzza a toxint, így az nem tud a bélsejtekhez kapcsolódni.

Az egereken végzett kísérletekben a módszer sikeresnek bizonyult: a BFT a mesterséges fehérjéhez kötődött, így nem tudta károsítani a vastagbél sejtjeit. A kutatók szerint a megközelítés alapjaiban új lehetőséget teremthet, hiszen nem a már bekövetkezett sejtkárosodást próbálja helyreállítani, hanem magát a károsító folyamatot akadályozza meg.

Maxwell White, a kutatás egyik vezető közreműködője szerint a következő lépés olyan kis molekulák és biológiai készítmények kifejlesztése lehet, amelyek a szervezetben is hatékonyan képesek blokkolni a toxint.

A szakemberek ugyanakkor óvatosságra intenek: az eddigi eredmények egérkísérletekből származnak, és egyelőre nem bizonyítják, hogy a módszer embereknél is megelőzheti a vastagbélrákot. A kutatók még a toxin és a claudin-4 közötti kapcsolat pontos háromdimenziós szerkezetét sem tárták fel teljesen, pedig ez segíthetne még hatékonyabb gyógyszerek tervezésében.

A mostani eredmény mindenesetre jelentős előrelépés: a tudósoknak sikerült megfejteniük egy olyan biológiai mechanizmust, amelynek szerepét már 2009-ben felismerték a vastagbéldaganatok kialakulásában. A felfedezés hosszabb távon nemcsak a vastagbélrák, hanem a baktérium toxinjához köthető bélfertőzések és más megbetegedések kezelésében is új utakat nyithat.