Hoe nemen kankerverwekkende bacteriën onze maag over?
Een nieuwe studie bij muizen maakt gebruik van geavanceerde beeldvormingstechnieken om te onderzoeken hoe H. pylori, die bij ongeveer de helft van de mensen op aarde aanwezig zijn, overleven en gedijen in de maag.
Darmbacteriën zijn tegenwoordig een van de meest populaire onderwerpen in de medische wetenschap.
Terwijl wetenschappers toevoegen aan de verrassend lange lijst van aandoeningen waarbij bacteriën betrokken kunnen zijn, is het steeds belangrijker geworden om meer te begrijpen over hoe ze zowel medicijnen als ons immuunsysteem te slim af zijn.
Een bacterie die een ongelooflijk vermogen heeft om mensen te koloniseren is Helicobacter pyloriIn feite leeft het naar schatting in de magen van ongeveer de helft van alle mensen.
Het heeft de neiging mensen voor het eerst binnen te dringen als we jong zijn, en blijft dan gedurende een groot deel van het leven van een individu in situ.
Bij de meeste mensen lijkt de bacterie geen kwaad te doen; echter, in sommige, H. pylori kan leiden tot maagkanker en maagzweren. Een auteur schrijft:
“Ongeveer 75% van de wereldwijde last van maagkanker en 5,5% van de maligniteiten wereldwijd zijn toe te schrijven H. pylori-geïnduceerde ontsteking en letsel. "
De geheimen van H. pylori
Ondanks de prevalentie en gevolgen van H. pylori infectie, is het een uitdaging gebleken om te begrijpen hoe de bacterie zich in onze maag gedraagt.
Onderzoekers, velen van de Stanford University School of Medicine in Californië, hebben onlangs een reeks onderzoeken uitgevoerd om te begrijpen hoe H. pylori blijf zo succesvol in de maag. De wetenschappers hopen ook aanwijzingen te geven over hoe deze bacteriën kunnen worden verdreven.
Met behulp van geavanceerde visualisatietools, identificeerden de wetenschappers H. pylori‘S schuilplaats. Ze publiceerden hun bevindingen onlangs in het tijdschrift PLOS Biology.
H. pylori zijn zeer gespecialiseerd om de maag te koloniseren, wat een bijzonder onherbergzame plek is om te leven - het is in wezen een vat met zoutzuur. Desondanks gedijen de bacteriën en kunnen ze decennia lang hun positie behouden.
Afgezien van de intense chemie van de maag, worden de cellen snel vervangen, waardoor het nog moeilijker wordt om voet aan de grond te houden in de maag.
Antibiotica kunnen dodelijk zijn H. pylori maar gewoonlijk roeien ze de bacterie niet volledig uit, en de populatie groeit snel weer. Senior auteur Dr. Manuel Amieva legt uit: "De opnieuw opkomende soort is steevast dezelfde als degene waarvan men dacht dat hij uitgeroeid was."
Dit leidt daaruit af dat H. pylori een schuilplaats hebben, ergens buiten de gevarenzone, waar de bacteriën veilig kunnen regenereren. De auteurs van het recente artikel wilden deze schuilplaats blootleggen.
Hoe H. pylori verbergen
H. pylori hebben draaiende flagellen, dit zijn lange, zweepachtige structuren waarmee de bacteriën door hun omgeving kunnen bewegen. Wetenschappers geloven dat de bacterie deze miniatuurmotor aan boord gebruikt om in de slijmlaag van de maag te tunnelen.
De slijmlaag beschermt het slijmvlies van de maag en kan daarom de bacterie ook enige bescherming bieden.
De wetenschappers ontdekten dat deze tactiek zeker een rol speelt, maar ze ontdekten ook een andere manier waarop de bacteriën zichzelf beschermen.
Om dit te onderzoeken, infecteerden de onderzoekers muizen met twee stammen van H. pyloride ene was genetisch gemodificeerd om fluorescerend groen licht uit te zenden, de andere produceerde fluorescerend rood licht. Ze gebruikten ook een techniek genaamd CLARITY, waarmee de wetenschappers door intact weefsel konden 'bewegen' en een 3D-beeld konden ontwikkelen van waar de bacteriën zich in de maag van de muizen hadden gevestigd.
Eerder onderzoek door dezelfde groep toonde dat aan H. pylori verstop je in de maagklieren, dit zijn kleine putjes in de maagwand.
Als een bijzonder winterharde bacterie in een van deze putten terechtkomt en zich vermenigvuldigt, worden ze ongelooflijk moeilijk los te maken. De wetenschappers konden niet precies bepalen waarom ze zo verankerd zouden raken, maar ze denken dat het kan zijn omdat elke klier slechts één ingang heeft, waarvan de diameter slechts ongeveer vier keer zo groot is als H. pylori.
De spreiding in kaart brengen
Het nieuwe onderzoek onderzocht de manier waarop dat H. pylori verspreidt zich zodra het in een dier is aangekomen. De wetenschappers verwachtten dat de twee bacteriestammen (die identiek waren afgezien van hun kleuring) zich zouden vermengen en een gemengde populatie van beide kleuren zouden worden.
Ze ontdekten echter dat zodra een bacterie - rood of groen - zich in een maagklier had gevestigd, dit het vermogen van andere bacteriën om binnen te komen, verminderde. Dus hoewel deze bacteriën allemaal dezelfde soort van dezelfde soort waren, besloten de onderzoekers dat ze hun eigen soort zouden verslaan.
Zodra een rode of groene bacterie één klier had gekoloniseerd en zich vermenigvuldigde, namen ze posities in naburige klieren over; hierdoor ontstond een lappendeken van rood en groen over de binnenkant van de maag van de muis.
Het is nog steeds niet precies duidelijk hoe elke bacterie een put overneemt en claimt dat het van hemzelf is. In een van hun experimenten gebruikten de wetenschappers echter bacteriën die waren ontworpen om de chemische sensorische machinerie te missen die ze gebruiken om te navigeren; deze bacteriën konden geen exclusieve rode of alleen groene kolonies opzetten.
In het recente verleden zijn probiotica gebruikt om zogenaamde slechte bacteriën te verwijderen; maar, zoals dr. Amieva uitlegt: "Het is niet genoeg om een goede probiotische stam te vinden die kan overleven in het orgaan waarin je wilt dat het leeft. Je moet er ruimte voor creëren."
Dr. Amieva stelt bijvoorbeeld één benadering voor: verleid de bacteriën uit hun schuilplaatsen en vervang ze door een minder virulente bacterie.
Deze studie geeft een duidelijker beeld van hoe H. pylori nestelen in onze magen. Hopelijk kan deze informatie ons in de toekomst helpen een manier te vinden om deze te verwijderen.
