Nature Communications: сочетанная инфекция ВПЧ и хламидиоза вызывает рак шейки матки

Пациентки, у которых развивается рак шейки матки, часто инфицируются не только вирусом папилломы человека (ВПЧ), но и бактериальным патогеном Chlamydia trachomatis, вызывающим хламидиоз. Таким образом, возникает подозрение, что два патогена работают вместе как своего рода команда, чтобы «перепрограммировать» клетки, которые инфицируются, таким образом, чтобы они вырождались и бесконтрольно размножались. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Новизна исследования

Синдрилла Чумдури (Cindrilla Chumduri), руководитель исследовательской группы кафедры микробиологии Вюрцбургского университета (University of Würzburg), впервые продемонстрировала, что это не просто гипотеза, а конкретный проверяемый эффект.

Ученые разработали реалистичные копии органов — так называемые 3D органоиды — на которых исследуют взаимодействия между патогенами и тканями, на которые они воздействуют, а также процессы заболевания. 

Множественные инфекции изменяют клетки

«В нашем исследовании используются органоидные модели, чтобы показать опасность множественных инфекций. Они создают уникальную клеточную микросреду, которая потенциально способствует перепрограммированию тканей и, следовательно, развитию рака», — утверждает Чумдури, подводя итог главному результату своих исследований.

Для этого биолог-инфекционист использовала клетки здоровых доноров для создания почти физиологической органоидной модели шейки матки.

В частности, ее исследования сосредоточены на двух типах тканей: так называемый эктоцервикс — часть слизистой оболочки шейки матки, которая простирается во влагалище; и эндоцервикс — часть слизистой оболочки, которая выстилает шейку матки дальше внутрь, соединяя матку. Их основная задача состоит в том, чтобы предотвратить попадание патогенных микроорганизмов в матку и, таким образом, сохранить стерильность верхних отделов женских половых путей.

Почему Чумдури особенно интересуется этими двумя типами тканей? 

«Области, где экто- и эндоцервикс сливаются, образуют переходную зону и особенно подвержены инфекциям и новообразованиям», — заявляет доктор.

Большинство случаев рака шейки матки возникают именно там, добавляет Чумдури.

Существует также веские причины для того, чтобы сосредоточиться на патогенах ВПЧ и C. trachomatis. 

«Они относятся к числу наиболее распространенных инфекций, передающихся половым путем», — добавляет доктор Стефани Костер (Stefanie Koster), один из первых авторов исследования.

Давно доказано, что ВПЧ может вызывать рак. Вот почему девочки в Германии, а теперь и мальчики, могут вакцинироваться против него с 2007 года.

На самом деле вирусную ДНК можно обнаружить более чем в 90% всех случаев рака шейки матки. Однако они не являются единственным виновником, о чем свидетельствует тот факт, что, хотя более 80% женщин заражаются ВПЧ в течение своей жизни, даже у 2% не развивается рак. Таким образом, считается, что коинфекция C. trachomatis является основным фактором, способствующим образованию злокачественных тканей. 

Однако «динамика этой коинфекции и лежащие в ее основе механизмы в значительной степени неизвестны», — добавляет доктор Раджендра Кумар Гурумурти (Rajendra Kumar Gurumurthy), соавтор исследования.

Проблема в том, что «в отличие от опухолевых вирусов, ДНК которых можно обнаружить в опухолях, бактерии, связанные с раком, редко оставляют обнаруживаемые элементы в раковых клетках», — объясняет Чумдури.

Тем не менее, по ее словам, чтобы связать бактерии с развитием рака, необходимо выявить те клеточные и мутационные процессы, которые способствуют тому, что клетки претерпевают патологические изменения. Чумдури с соавторами исследованиями теперь систематически расшифровали именно эти процессы в разработанных ими органоидах.

Результаты научной работы

«Наши анализы показывают, что ВПЧ и хламидиоз вызывают уникальное клеточное перепрограммирование хозяина», — объясняют исследователи.

Несколько генов по-разному регулируются двумя патогенами вверх или вниз, что связано со специфическими иммунными реакциями. Помимо прочего, патогенные микроорганизмы влияют на значительное подмножество всех регулируемых генов, ответственных за восстановление повреждений ДНК.

В целом, результаты показывают, что «совместное сохранение ВПЧ и хламидиоза в стволовой клетке может отрицательно повлиять на клеточную и геномную стабильность и способствовать прогрессированию опухолей», — говорится в заключении исследования.

В то же время исследование предоставляет первые доказательства того, что 3D органоиды шейки матки, разработанные группой доктора Чумдури, подходят для изучения различных аспектов биологии шейки матки, включая тестирование на наркотики в условиях, близких к физиологическим. Возможность культивирования этих органоидов и возможность генетического манипулирования ими, таким образом, открывают новые возможности для изучения развития, прогрессирования и исходов хронических инфекций в подлинных доклинических условиях.

Статья по теме: Излечим ли рак шейки матки?