Колоректальный рак (КРР) является одним из наиболее распространенных и смертоносных видов рака в мире, занимая второе место среди причин смертности от рака.
Развитие КРР связано с наследственными и экологическими факторами. Избыточный вес и ожирение, западные пищевые привычки, курение и злоупотребление алкоголем влияют на риск развития колоректального рака и могут еще больше изменить микробиом кишечника. Среди этих факторов окружающей среды роль кишечных бактерий в развитии КРР стала очень важной и получила широкое внимание.
Кишечник человека состоит из обильной микробиоты, способствующей физиологическим или патологическим функциям хозяина. Патогенный механизм, посредством которого бактерии приводят к КРР, включает в себя множество аспектов: хроническое воспаление, генотоксины и метаболиты, полученные из патогенов.
Микробиота кишечника взаимодействует с иммунной системой хозяина, что приводит к аберрантному иммунному ответу и воспалительной среде, что в дальнейшем приводит к развитию КРР. Состав микробиоты кишечника влияет на барьерную функцию и регулирует слизистый слой кишечника. Дисбактериоз и аномальные метаболиты могут вызывать прогрессирование КРР и влиять на терапевтический эффект против КРР. Метаболиты в опухолеассоциированной среде могут стимулировать индуцированные иммунными клетками хронические воспалительные реакции и онкогенез.
Дисбаланс между патогенными бактериями и пробиотиками может привести к нарушению гомеостаза кишечника. В частности, Bacteroides, Fusobacterium, Campylobacter, Escherichia, Streptococcus, Clostridium и Peptostreptococcus способствуют патогенезу и плохому прогнозу КРР. Напротив, пробиотики, такие как бактерии, продуцирующие масляную кислоту, и Akkermansia muciniphila ( A. muciniphila ), могут подавлять рост опухоли и метастазирование.
Управление КРР включает в себя множество подходов. Несмотря на традиционные методы лечения, включая эндоскопическое и хирургическое лечение, химиотерапию, лучевую терапию и иммунотерапию, микробное лечение является новым, но стало незаменимым.
Микробиота кишечника может служить биомаркером для выявления опухолей и модулировать эффекты лечения и профилактики КРР.
С ростом знаний о том, как кишечные бактерии способствуют канцерогенезу и влияют на результаты лечения, регуляция и модуляция кишечных бактерий стали потенциальными стратегиями профилактики и лечения КРР.
Специфические бактерии коррелируют с КРР
По механизму стимулирования КРР бактерии можно разделить на три группы:
- прямые канцерогенные бактерии, которые могут непосредственно участвовать в развитии КРР;
- косвенные канцерогенные бактерии, которые влияют на патогенез КРР через вторичные метаболиты или вызывают иммунные изменения в микроокружении опухоли;
- пробиотики, которые полезны для здоровья человека и оказывают противораковое действие.
В последнее время применение антибиотиков получило широкое распространение и может повлиять на микробиоту кишечника. Антибиотики могут вызывать или усугублять дисбиоз, поскольку они не могут отличить патогены от нормальных бактерий.
Стратегии управления микробами
Пробиотики
Пробиотики, которые идентифицируются как «живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина», широко используются для лечения многих заболеваний.
Пробиотики могут взаимодействовать с клетками-хозяевами и другой микробиотой кишечника, регулируя микроэкологический баланс кишечника, тем самым оказывая противораковое действие.
Механизмы действия пробиотиков включают:
- ингибирование пролиферации раковых клеток
- регулирование иммунной системы
- восстановление дисбиоза кишечника
- восстановление функции кишечного барьера
- выработку противораковых веществ
- снижение количества веществ, способствующих раку
Пробиотики играют важную роль в профилактике и лечении КРР. Во многих исследованиях пробиотики применяются в качестве лечения колоректального рака.
Пребиотики и постбиотики
Пребиотики и постбиотики стимулируют пробиотики превращать пищевые компоненты в полезные метаболиты и оказывать противовоспалительное действие.
Пребиотики определяются как субстраты, которые избирательно используются микроорганизмами-хозяевами, принося пользу для здоровья. Некоторые пищевые ингредиенты, такие как пищевые волокна, считаются пребиотиками, оказывающими благотворное воздействие. Механизмы действия пребиотиков включают стимуляцию полезной микробиоты кишечника для модуляции состава кишечной микробиоты, выработку продуктов ферментации
Постбиотики представляют собой растворимые факторы, секретируемые живыми бактериями или высвобождаемые после лизиса бактерий. Постбиотики включают инактивированные микробные клетки, клеточные фракции и клеточные метаболиты.
Механизмы действия постбиотиков разнообразны:
- постбиотики могут индуцировать апоптоз клеток КРР
- предотвращать транслокацию патогенов и восстанавливать кишечный барьер
- регулировать иммунную активность в борьбе с воспалением
- ингибировать патогенные бактериальные ферменты
- проявлять антимутагенный и антиоксидантный эффекты
- снижать pH кишечника. и умеренные сигнальные пути, связанные с канцерогенной процедурой
Диетические вмешательства
Диета является жизненно важным фактором окружающей среды, который может быть вовлечен в развитие колоректального рака, а нездоровая диета может способствовать онкогенезу. Диета играет важную роль в микробиоте кишечника и в дальнейшем влияет на гомеостаз кишечника. Люди, придерживающиеся разной диеты, имеют существенно разный микробный состав и численность кишечника.
Длительная зависимость от одной и той же диеты может привести к относительно более высокому риску развития конкретного заболевания.
Клетчатка из фруктов, овощей и зерновых может предотвратить развитие колоректального рака, в то время как жиры и красное мясо или обработанное мясо положительно связаны с риском развития колоректального рака.
Диетическое вмешательство имеет преимущества в профилактике колоректального рака и противораковой терапии. Изменение пищевых привычек является потенциальной стратегией модуляции состава кишечной микробиоты. Из-за изменяемого характера диеты диетическое вмешательство считается наиболее разумным и экономически эффективным методом лечения КРР.
Заключение
Взаимосвязь между кишечной микробиотой и КРР широко изучена. Было показано, что некоторые специфические патогены ухудшают работу слизи кишечника и еще больше нарушают барьерную функцию кишечника. Некоторые патогены нарушают иммунную систему, создавая микроокружение, связанное с опухолью.
Однако многие бактерии могут служить пробиотиками для облегчения воспаления кишечника, восстановления баланса кишечной микробиоты и регулирования иммунных клеток и цитокинов. Также известно, что кишечные бактерии влияют на эффективность химиотерапии и иммунотерапии. Оба типа микробов могут стать новыми мишенями для лечения и профилактики КРР.