Двое на одну
Женщины, у которых развивается рак шейки матки, часто инфицированы не только вирусом папилломы человека (ВПЧ), но и бактерией Chlamydia trachomatis. Поэтому есть подозрение, что эти два патогена работают сообща, чтобы перестроить зараженные клетки в раковые. Доктор Синдрилла Чумдури, руководитель исследовательской группы из Вюрцбургского университета имени Юлия Максимилиана (JMU), впервые продемонстрировала, что это не просто подозрение, а доказанный эффект.
Используя клетки здоровых доноров, группа создала трехмерные органоиды шейки матки, на которых исследовала взаимодействие патогенов с тканями и развивающиеся патологические процессы.
Главный вывод: сопутствующие инфекции изменяют клетки, формируя уникальное клеточное микроокружение, которое потенциально способствует перерождению тканей и, следовательно, развитию рака.
Исследователи сосредоточились на двух типах тканей: эктоцервиксе – части слизистой оболочки наружного отдела шейки матки, и эндоцервиксе – части слизистой оболочки внутреннего отдела шейки матки, переходящего в матку. Основная функция этих тканей заключается в предотвращении попадания патогенных микроорганизмов в матку и, таким образом, сохранении стерильности верхних отделов женской половой системы. Участок, где эктоцервикс граничит с эндоцервиксом, называется переходной зоной и особенно подвержен инфекциям и новообразованиям; большинство случаев рака шейки матки локализуется в нем.
ВПЧ и C.trachomatis являются одними из наиболее распространенных инфекций, передающихся половым путем. Уже доказано, что ВПЧ может вызывать рак, и в Германии, например, детей прививают от него с 2007 года.
Вирусная ДНК встречается более чем в 90% случаев рака шейки матки. Однако ВПЧ не является единственной причиной заболевания, ведь им инфицированы более 80% женщин, а рак развивается менее чем у 2% из них. Поэтому предполагается, что коинфекция C.trachomatis является основным фактором, стимулирующим образование злокачественных тканей. Однако динамика этого сотрудничества и лежащие в его основе механизмы были в значительной степени неизвестны.
Проблема заключается в том, что в отличие от вирусов, ДНК которых можно найти в опухолях, бактерии, связанные с раком, редко оставляют обнаруживаемые элементы в раковых клетках. Чтобы связать бактерии с риском развития рака, необходимо выявить клеточные и мутационные процессы, которые способствуют перерождению клеток. Чумдури и ее группа систематически анализировали именно эти процессы в созданных ими органоидах из клеток пациенток.
Трехмерные органоиды тканей, пораженных раком шейки матки, помогли продемонстрировать совместную роль ВПЧ и C.trachomatis в репрограммировании клеток хозяина. Исследователи обнаружили, что часть генов по-разному регулируются обоими патогенами, включая значительное подмножество генов, ответственных за репарацию повреждений ДНК. В целом, полученные результаты показывают, что совместная персистенция ВПЧ и хламидиоза может отрицательно влиять на клеточную и геномную стабильность и способствовать прогрессированию опухоли.
Зеленые – клетки плоскоклеточного рака, красные – клетки ткани матки, зараженные хламидиями.
В то же время исследование продемонстрировало эффективность органоидов шейки матки, разработанных группой Чумдури, для изучения различных биологических аспектов, включая тестирование лекарств в почти физиологических условиях. Культивируемость этих органоидов и возможность генетического манипулирования ими открывают новые возможности для изучения развития, прогрессирования и исхода хронических инфекций в доклинических условиях.
Статья S.Koster et al. Modeling Chlamydia and HPV co-infection in patient-derived ectocervix organoids reveals distinct cellular reprogramming опубликована в журнале Nature Communications.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Universität Würzburg: Cancer: When viruses and bacteria cooperate.