آیا با کشتن برخی میکروب‌های بدن انسان می‌توان از پیشروی سرطان جلوگیری کرد؟

بدن انسان حاوی ۱۰۰ تریلیون سلول میکروبی یا بیشتر است؛ اگر بیشتر نه، تقریباً برابر با سلول‌های بدن. باکتری‌ها اکثر میکروبیوم ما را تشکیل می‌دهند؛ آنها در روده، روی پوست، در مجاری تنفسی و ادراری و غده‌های پستانی زندگی می‌کنند.

برخی از مطالعات نشان داده‌اند که باکتری‌ها در انواع زیادی از تومورها نیز زندگی می‌کنند، جایی که نه فقط میان سلول‌ها، بلکه درونشان نیز ساکنند. تصور بر این بود که باکتری‌ها از مزایای محیطی مطلوب برای رشد بهر‌مند می‌شوند؛ دانشمندان نمی‌دانستند که این میکروب‌ها می‌توانند مسیر سرطان را تغییر دهند یا نه.

حالا پژوهشی که اخیراً در Nature منتشر شده است، نشان می‌دهد که باکتری‌ها در تومورهای دهانی و روده بزرگ می‌توانند مستقیماً با سرکوب واکنش سیستم ایمنی انسان سرطان را تقویت و به سلول‌های سرطانی کمک کنند که سریع‌تر پخش شوند.

پژوهشی هم‌راستا در ژورنال Cell Reports کشف کرده است که برخی از داروهای ضدسرطان، مانند ۵-فلوروراسیل، می‌توانند مؤثر باشند؛ زیرا باکتری‌هایی را که به توسعه سرطان کمک می‌کنند نیز می‌کشند.

«سوزان بولمن» (Susan Bullman)، میکروبیولوژیست مرکز سرطان فرد هاچینسن (Fred Hutchinson) در سیاتل و سرپرست هر دو پژوهش، می‌گوید: «داده‌های ما نشان می‌دهند که باکتری‌ها ساکنانی بی‌گناه نیستند، بلکه اکوسیستم نواحی‌ای از تومور را که در آن قرار دارند شکل می‌دهند. باکتری‌ها بخشی حیاتی از این ریزمحیط تورموری هستند.»

تعداد غیرقابل تصوری باکتری در بدن ما زندگی می‌کنند؛ اکثر آنها فوایدی دارند. حالا پژوهشگران کشف کرده‌اند که برخی از گونه‌های باکتری درواقع از سلول‌های سرطانی محافظت می‌کنند. این کشف می‌تواند الهام‌بخش استراتژی‌هایی جدید برای مبارزه با سرطان باشد.

«جنیفر وارگو» (Jennifer Wargo)، جراح سرطان در مرکز سرطان اندرسن در دانشگاه تگزاس در هیوستون، می‌گوید نسبت به مطالعات گذشته که نشان می‌دادند باکتری‌ها و دیگر میکروب‌ها می‌توانند در تومور وجود داشته باشند، شکاکیت زیادی وجود داشت.

در سال ۲۰۱۷، او کشف کرد که اگر بیماران مبتلا به ملانوما جمعیتی متنوع‌تر، یا فراوان‌تر، باکتری‌های «خوب» در روده‌های خود داشته باشند، واکنش بهتری به ایمنی‌درمانی نشان خواهند داد.

او می‌گوید: «ما حتی میکروب‌هایی درون تومورهای مغزی پیدا کردیم. واکنش شما اینطور است که خدای من، آنها چگونه به اینجا آمده‌اند؟»

واگو می‌گوید پژوهش جدید روی تومورهای دهان و روده بزرگ «به‌طور قطعی نشان می‌دهد که نه‌تنها میکروب‌هایی درون تومورها وجود دارند، بلکه آنها می‌توانند درحقیقت درون خود سلول‌های سرطانی و حتی درون سلول‌های ایمنی باشند.»

به گفته «تونی کوئیری» (Toni Choueiri)، سرطان‌شناس انستیتوی سرطان دانا فاربر (Dana-Farber) در بوستون، این مطالعه نشان می‌دهد که باکتری‌ها و تومورها برای تقویت رشد سرطان هم‌زیستی و همکاری می‌کنند و موقعیت باکتری‌ها یک عامل مهم است. او اضافه می‌کند که مطالعات بولمن باید کمک کند که دانشمندان قانع شوند حضور باکتری‌ها در تومورها شاید اصلاً تصادفی نباشد.

این دو مطالعه روی هم پیشنهاد می‌کنند که فهم رابطه بین تومورها و میکروب‌های ساکن‌شان می‌تواند برای درمان و حذف برخی سطان‌ها حیاتی باشد.

باکتری‌ها می‌توانند رشد سرطان را تقویت یا سرکوب کنند

این که باکتری‌ها می‌توانند به‌گونه‌ای روی مسیر سرطان تأثیر بگذارند، از اواخر قرن نوزدهم مورد شک بود، زمانی‌که پزشکان آلمانی «ویلهلم بوش» (Wilhelm Busch) و «فردریش فلایسن» (Friedrich Fehleisen) مستقل از هم دریافتند که تومورهای بیماران گاهی پس از ابتلا به اریزیپلاس، عارضه‌ای پوستی به‌علت حضور باکتری استرپتوکوک (Streptococci)، کوچک می‌شدند.

یک تومور سرطانی ــ حضور باکتری‌ها در تومورهای سرطانی تا مدت‌ها محل بحث بود، اما شواهد نشان می‌دهند باکتری‌ها نه‌تنها در بین سلول‌های سرطانی، بلکه درون آنها نیز ساکن هستند.

«ویلیام کولی» (William Coley) پس از مشاهده ده‌ها مورد از این دست، کوکتل باکتری‌های کشته‌شده با گرمای خود را با نام «سموم کولی» تهیه کرد تا بیماران مبتلا به اُستئوسارکوما (Osteosarcoma) را درمان کند؛ اما موفقیت چندانی به‌دست نیاورد. این کوکتل از آن زمان رها شده است؛ زیرا حاوی ریسک عفونت‌های کشنده است.

برخلاف گونه استرپتوکوک که اریزیپلاس ایجاد می‌کند و در جنگ با تومور به کمک می‌آید، باکتری هلیکوباکتر پیلوری (Helicobacter pylori) به‌عنوان سرطان‌زا طبقه‌بندی می‌شود؛ زیرا برخی از دانشمندان فکر می‌کنند که تومورهای معده ایجاد می‌کند؛ البته اختلاف‌نظرها بسیار است.

یک باکتری دهانی به نام فوسوباکتریوم نوکلئاتوم (Fusobacterium nucleatum)، مکرراً در بسیاری از تومورهای مجاری دستگاه گوارشی یافت می‌شود و حضورش با سوءتشخیص و شکست درمان ارتباط دارد.

پژوهش‌ها همچنین نشان داده‌اند که دیس‌بیوز ــ عدم تعادل جمعیت میکروبی روده ــ می‌تواند محرک سرطان‌های دستگاه گوارش باشد. برعکس، حضور برخی باکتری‌ها درون روده یک بیمار موجب افزایش موفقیت ایمنی‌درمانی می‌شود.

با پیروی از این سرنخ‌ها، بولمن در سال ۲۰۱۷ در پژوهشی در ژورنال Science دریافت که فوسوباکتریوم نوکلئاتوم و دیگر باکتری‌ها نه‌تنها در تومورهای روده بزرگ اولیه، بلکه در سلول‌های سلول‌های سرطانی متاستاز که از تومور اصلی در بدن پخش می‌شوند نیز وجود دارند.

وقتی بولمن تومور حاوی فوسوباکتریوم یک بیمار را درون موش‌ها قرار داد و آنها را با آنتی‌بیوتیک درمان کرد، نه‌تنها باکتری‌ها کشته شدند، بلکه اندازه تومور نیز کاهش یافت که نشان می‌دهد فوسوباکتریوم به‌نحوی با رشد و بقای سرطان در ارتباط است.

بولمن می‌گوید: «بیش از ۱۰ سال قبل، پیشرفت‌ها و دسترس‌پذیری تکنولوژی‌های توالی‌یابی سرنخ‌هایی از احتمال سکونت جوامع باکتریایی در بافت‌های تومور انسانی نشان داده بودند، اما چیز زیادی از این که این میکروب‌ها چگونه به آنجا رسیده‌اند و چه کاری می‌کنند، شناخته‌شده نبود. ما ابزارها یا تکنولوژی‌های لازم را برای بررسی این جزء تومورها در اختیار نداشتیم.»

فوسوباکتریوم نوکلئاتوم ــ یکی از باکتری‌های شایع در تومورهای دستگاه گوارشی که کمک می‌کند سلول‌های سرطانی در بدن پخش شوند.

داروهایی که میکروب ها و تومورها را می‌کشند

بولمن فکر می‌کرد اگر باکتری‌ها در آغاز سرطان و پیشرفت آن مشارکت دارند، هدف‌گیری میکروب‌ها می‌تواند به درمان و شاید پیشگیری از سرطان‌ها کمک کند. اما هیچ‌کس نمی‌دانست چگونه باکتری‌ها ریزمحیط سلول تومور را شکل می‌دهند.

برای یافتن این، بولمن با «کریستوفر جانستون» (Christopher Johnston)، میکروبیولوژیست مولکولی از فرد هاچینسن همکاری کرد. آنها روی دو نوع تومور سرطانی دهان و روده بزرگ متمرکز شدند؛ زیرا باکتری‌ها از قبل در توسعه آنها دخیل بودند.

تیم بولمن و جانستون نمونه‌های تومور ۱۱ بیمار را جمع‌آوری و هرکدام را به چهار برش بافت تقسیم کرد. آنها از یک روش استاندارد به‌نام آنالیز DNA (rDNA) ریبوزومی 16S برای شناسایی و تعیین مشخصات تمام باکتری‌های نمونه‌های تومور استفاده کردند؛ فوسوباکتریوم رایج‌ترین باکتری بود.

اما وقتی دانشمندان برش‌های تومور را با روش‌های با دقت تفکیک بالاتر بررسی کردند، فهمیدند که باکتری‌ها در تومورها توزیع یکنواختی نداشتند. درحقیقت، اکثر بیماران توزیعی بسیار غیریکنواخت باکتری در بافت تومور داشتند.

جانستون می‌گوید: «ما نقاط کانونی باکتری را مشاهده کردیم.»

آنها کشف کردند که آن نواحی تومورها که شامل باکتری بودند، سرکوب ایمنی بیشتری نسبت به نواحی بدون باکتری داشتند. بخش‌هایی از تومور با باکتری‌های بیشتر رگ‌های خونی کمتر؛ سطوح پایین‌تر سلول‌های ایمنی به‌نام سلول‌های T، که سرطان را نابود می‌کنند؛ و سطوح بالاتر سلول میلوئید، که با سرکوب ایمنی رشد سرطان را تقویت می‌کنند، داشتند. سلول‌های سرطان در نواحی غنی از باکتری نیز ظرفیت بیشتری برای تکثیر و مهاجرت داشتند.

برای تأیید مشاهداتی که نشان می‌دادند عفونت‌های باکتریایی مستقیماً پیشرفت سرطان را تسهیل و به فرار تومور از سیستم ایمنی کمک می‌کنند، دانشمندان سلول‌های سرطان روده بزرگ تومور بیمار را با باکتری آلوده کردند و در آزمایشگاه رشد دادند تا توپ‌هایی از سلول به‌نام اسفروئید سرطان تولید کنند که یک تومور را تقلید می‌کنند.

بولمن می‌گوید: «در حضور فوسوباکتریوم، سلول‌های سرطان مهاجرت خود را افزایش دادند که بتوانند از تومور مرکزی دور شوند.»

داروی ضد سرطان ۵-فلوروراسیل که قابلیت کشتن باکتری‌های تومورهای سرطانی را دارد.

عفونت باکتریایی نوتروفیل‌ها را، سلول سفید خون که از بدن دربرابر عفونت‌ها دفاع می‌کند، نیز در مرکز اسفروئید سرطان به‌دام انداخت. طبق توضیح بولمن، این به سلول‌های سرطان کمک می‌کند که از سلول‌های T فرار کنند.

همچنین در حضور باکتری‌ها، سلول‌های سرطان به‌صورت سلول‌های تکی مهاجرت و باکتری‌ها را با خود جابه‌جا می‌کردند. این مانند مطالعه قبلی بولمن بود که نشان می‌داد فوسوباکتریوم نوکلئاتوم اغلب با متاستازهای سرطانی رودهٔ بزرگ سواری می‌کند.

جانستون می‌گوید: «میکروب‌های درون سلول‌های سرطانی دوستان با مزایا هستند. فعل و انفعالاتی بین میکروب‌ها در جریان است که به بقا و پیشرفت سلول‌های سرطان به‌سمت حالتی مضر برای وضعیت کلی بیمار کمک می‌کنند.»

جانستون توضیح می‌دهد که باکتری‌ها نه فقط به فرار سلول‌های سرطانی از واکنش ایمنی کمک می‌کنند، بلکه همچنین داروهای شیمی‌درمانی را که قرار است سلول‌های سرطانی را بکشند، تجزیه و خنثی می‌کنند.

پژوهش‌های بولمن تنها شامل دو نوع تومور و تعداد اندکی بیمار است، اما وارگو امید دارد که تلاش‌هایی بزرگ‌تر این یافته‌ها را از آزمایشگاه به کلینیک‌ها برسانند.

تا به حال، پژوهش بولمن نشان می‌دهد که ۱۵ درصد از ۱٬۸۴۶ ترکیب زیست‌فعال غربال‌شده که می‌توانند فوسوباکتریوم نوکلئاتوم و دیگر میکروب‌ها را بکشند، پتانسیل استفاده به‌عنوان داروهای شیمی‌درمانی را نیز دارند. این پیشنهاد می‌کند که می‌توان داروهای موجود را برای کارایی به‌عنوان داروهای ضدسرطان و ضدمیکروب مجدداً ارزیابی کرد؛ مخصوصاً برای هدف‌گیری باکتری‌های ساکن تومورها.

بولمن می‌گوید ما می‌توانیم این میکروب‌های مرتبط با سرطان را نابود یا تعدیل کنیم؛ پس کشف این که باکتری‌های درون تومورها مانعی هستند برای سیستم ایمنی در نابودکردن سلول‌های سرطان و به شیوع سرطان کمک می‌کنند، درواقع خبر خیلی خوبی است.