El cáncer es una enfermedad debida a mutaciones en los genes del organismo afectado. Estas mutaciones dan como resultado una desregulación de las células involucradas, apagar los programas que modulan el crecimiento y la proliferación celular, o que forman tumores.
Sin embargo, Todos los cánceres humanos no son causados únicamente por mutaciones en el genoma humano. Por ejemplo, Los cánceres de páncreas suelen albergar microbios que degradan los fármacos de quimioterapia más utilizados en estos pacientes. como lo muestra un estudio de 2017 en la revista Science. Esto llevó al investigador Gregory Poore a seguir el papel de los microbios en varios cánceres.
Trabajar en equipo con expertos de diversas disciplinas, los investigadores exploraron las interacciones de múltiples capas que ocurren entre los tumores y la gran cantidad de microbios que viven en el cuerpo humano. El investigador principal Rob Knight dijo:"Casi todos los esfuerzos previos de investigación sobre el cáncer han asumido que los tumores son ambientes estériles e ignoraron la compleja interacción que las células cancerosas humanas pueden tener con las bacterias". virus y otros microbios que viven dentro y fuera de nuestro cuerpo. La cantidad de genes microbianos en nuestro cuerpo supera con creces la cantidad de genes humanos, por lo que no debería sorprendernos que nos brinden pistas importantes sobre nuestra salud ".
Detectar el cáncer en sus primeras etapas a partir de una simple extracción de sangre es el objetivo de varias empresas que actualmente desarrollan "biopsias líquidas" para detectar el ADN tumoral humano circulante. Ahora, los investigadores de UC San Diego han demostrado que pueden determinar quién tiene cáncer, y de que tipo, basado en una lectura del ADN microbiano que se encuentra en su sangre. Haber de imagen:Szabolcs Borbely / Shutterstock El primer paso fue examinar los datos sobre genes microbianos archivados en The Cancer Genome Atlas, que es una base de datos masiva de datos genómicos asociados a tumores recopilados de miles de tumores y mantenidos por el Instituto Nacional del Cáncer. Los investigadores dicen que la suya es la primera vez que los científicos intentan identificar el ADN microbiano a partir de datos genómicos humanos a una escala tan impresionante.
Examinaron a más de 18, 000 muestras de tumores humanos, tomado de casi 10, 500 pacientes con 33 tipos diferentes de tumores. Intentaron encontrar patrones distintivos de genes microbianos asociados con tumores específicos. Algunos ya son conocidos, como el vínculo entre el VPH (virus del papiloma humano) y el cáncer de cuello uterino, cabeza, y cuello, o el de Fusobacterium especies con cánceres de intestino.
Los científicos también detectaron muchos patrones microbianos nuevos que eran capaces de distinguir un tipo de cáncer de otro. Un ejemplo es el de Faecalibacterium , una especie que puede distinguir el cáncer de colon de otros tipos de tumores.
Así, los investigadores llegaron a comprender cómo se ve el microbioma de miles de muestras de cáncer. El siguiente paso fue utilizar el poder del aprendizaje automático para ver si alguno de estos patrones microbianos era específico para cánceres de ciertos tipos. Entrenaron sus programas de aprendizaje automático para detectar asociaciones específicas y usarlas para diagnosticar el tipo de cáncer. Luego probaron sus cientos de modelos y encontraron, para su gratificación, que podrían identificar el tipo de cáncer basándose únicamente en el ADN microbiano en la sangre.
El siguiente paso, para los científicos, era eliminar los cánceres avanzados del conjunto de datos. El programa aún pudo distinguir muchos tipos de cáncer en las etapas I y II basándose únicamente en datos microbianos. Luego, los investigadores llevaron a cabo procedimientos estrictos para descontaminar los datos bioinformáticos, lo que significa que se eliminó más del 90% de los datos microbianos. Aún así, la máquina identificó correctamente muchos cánceres tempranos por tipo.
En un estudio piloto, el equipo de investigadores tomó muestras de sangre de aproximadamente 100 pacientes con tres tipos de cáncer, incluyendo aproximadamente 60, 25, y 15 pacientes, cada uno con próstata, pulmón, y cáncer de melanoma. Utilizaron sus herramientas personalizadas para garantizar que los datos fueran lo más fiables posible al eliminar las lecturas contaminantes. Luego tomaron lecturas del perfil microbiano de cada una de las muestras de sangre.
Comparando estos perfiles entre sí y con las muestras de plasma tomadas de unos 70 voluntarios libres de enfermedad, el equipo descubrió que sus modelos de aprendizaje automático podían diferenciar a las personas con cáncer de las que no lo tenían, en la mayoría de los casos. Es decir, podrían detectar el 86% de las personas con cáncer de pulmón y descartar correctamente la enfermedad pulmonar en todos los individuos negativos para esta afección. También podrían distinguir entre cada uno de los tipos de cáncer. Por ejemplo, en el 81% de los casos, podían decir correctamente si el paciente tenía cáncer de pulmón o cáncer de próstata.
El coautor Sandip Pravin Patel dice:"La habilidad, en un solo tubo de sangre, tener un perfil completo del ADN del tumor (naturaleza), así como del ADN de la microbiota del paciente (crianza), por así decirlo, es un importante paso adelante para comprender mejor las interacciones huésped-ambiente en el cáncer ". Explica que es posible utilizar este enfoque para realizar un seguimiento de cómo el genoma del tumor y de la microbiota cambia con el tiempo, por lo tanto, utilizándola no solo como una herramienta de diagnóstico, sino también como una herramienta de monitoreo para el seguimiento a largo plazo de la eficacia del tratamiento.
Él continúa, "Esto podría tener importantes implicaciones para la atención de los pacientes con cáncer, y en la detección temprana del cáncer si estos resultados se mantienen en pruebas posteriores ".
Patel explica que la mayoría de los cánceres en la actualidad solo se pueden diagnosticar mediante biopsia quirúrgica, lo que implica extirpar una parte del tumor sospechoso y hacer que lo examinen expertos. El diagnóstico se basa en los marcadores moleculares específicos de cada tipo de cáncer. El problema con este enfoque es que es invasivo, requiere tiempo, y es caro.
Recientemente, Se han desarrollado biopsias líquidas para muchos de estos cánceres. Aquí se utiliza una muestra de sangre para detectar mutaciones específicas en el ADN humano que se encuentran en la circulación para diagnosticar tumores específicos. Si bien los marcadores sanguíneos (en su mayoría moléculas que se encuentran en la superficie de las células tumorales) ya se utilizan para diagnosticar y controlar el curso de algunos tumores, los marcadores genéticos son relativamente nuevos. Se utilizan en algunos tumores para rastrear el curso de la enfermedad, pero su uso para el diagnóstico de tumores no está aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).
La razón es la poca precisión de estas pruebas para discriminar entre las variaciones normales en los genes humanos y la presencia real de mutaciones en el cáncer temprano. No solo eso dice Patel, "no pueden detectar cánceres donde las alteraciones genómicas humanas no se conocen o no son detectables".
Esto significa que es probable que las biopsias líquidas tengan una alta tasa de falsos negativos, especialmente para tumores raros. Si la tasa de mutación es baja, y la cantidad de células mudadas también es baja, las posibilidades de detectar la mutación son pocas. Por lo tanto, Es muy posible que se le diga al paciente que no hay evidencia de cáncer a pesar de la presencia de un tumor.
La prueba actual, que se basa en la detección de ADN microbiano en lugar de ADN tumoral, es que refleja cambios más notables porque, a diferencia de la uniformidad del ADN humano en todos los tejidos del cuerpo humano, Los perfiles de ADN microbiano varían enormemente de un tejido a otro. Por lo tanto, en lugar de esperar detectar uno de los cambios relativamente raros en el ADN humano para diagnosticar un tumor, es más fácil detectar cambios en el ADN microbiano que podrían reflejar con precisión la presencia de cánceres, así como su tipo, más temprano en el proceso de formación del tumor, en comparación con las biopsias líquidas, al menos en su etapa actual. Esto también se aplica a los cánceres que no tienen mutaciones genéticas que actualmente son detectables mediante biopsias líquidas.
La plataforma actual aún puede devolver falsos negativos, dicen los investigadores, pero están refinando su enfoque con más datos para aumentar la precisión de la predicción. Otro peligro con este enfoque es el sobrediagnóstico de tumores o una alta tasa de falsos positivos.
Y en tercer lugar, muchas mutaciones no son cancerosas pero están relacionadas con la edad o son del tipo que se resuelve espontáneamente. De hecho, sin la prueba de ADN microbiano, el individuo nunca sabría nada de ellos. Incluso algunos cánceres tempranos no merecen realmente tratamiento. Como resultado, Es fundamental recordar que no siempre es necesario realizar un cribado y un diagnóstico temprano del cáncer. Un médico debe decidir la necesidad de tales procedimientos.
Las lecturas microbianas positivas tampoco deben considerarse como cáncer a menos que se realicen pruebas adicionales para confirmar la presencia de un tumor. determinar su tipo y su ubicación.
El equipo espera desarrollar una prueba aprobada por la FDA para diagnosticar el cáncer.
Lograr esto, necesitan perfilar los patrones microbianos "normales" entre personas sanas de muchas poblaciones diferentes. En segundo lugar, deben decidir si las firmas microbianas encontradas en sangre muerta reflejan la presencia de muertos, En Vivo, o microbios que se abren por estallido. Esto es importante para desarrollar un enfoque más preciso.
Los hallazgos preliminares deben validarse en una población más grande con una variedad mucho mayor de pacientes, lo que implica un alto costo por adelantado. Para ayudar a lograr sus objetivos, el equipo ha presentado solicitudes de patente y ha puesto en marcha una empresa llamada Micronoma.
Los investigadores señalan que, aunque los microbiólogos suelen utilizar protocolos de descontaminación en su trabajo, no es una práctica frecuente en los estudios del cáncer. Esperan que este estudio cambie el énfasis en el campo de la biología del cáncer, al hacer que los científicos del cáncer sean más conscientes de los microbios del cuerpo humano.
En segundo lugar, podría ayudar a impulsar el nuevo campo de los microbiomas sanguíneos asociados al cáncer hacia la terapéutica, ayudando a comprender qué están haciendo los microbios en el cáncer y si pueden usarse para tratar estas afecciones. Y de ser así, la siguiente pregunta es si se pueden suministrar o imitar para tratar el cáncer con más éxito.
Un estudio arroja luz sobre las causas del dolor intestinal debilitante
El trasplante de líquido vaginal podría ayudar a tratar la vaginosis bacteriana recurrente
La enfermedad del intestino irritable aumenta el riesgo de demencia
El rotavirus juega un papel en el desarrollo de la diabetes tipo 1
La investigación analiza los aerobiomas,
Científico demuestra el papel del microbioma en la obesidad
¿La hipertensión siempre conduce a un COVID-19 grave?
Causado por el agente infeccioso, síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) suele ser más grave en personas con afecciones médicas su
El microbioma intestinal y la EII:tal vez la conexión esté en la dieta, según un estudio
Un nuevo estudio ha mostrado evidencia concluyente de que la enfermedad inflamatoria intestinal o EII está íntimamente asociada con el entorno microbiano intestinal que puede alterarse con una dieta r
¿Cómo ayudan los factores del huésped, como el microbioma pulmonar, en la infección por SARS ‐ CoV ‐ 2?
El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) es un virus de ARN que pertenece al género Coronaviridae y al subgénero betacoronavirus. Es el patógeno nuevo y altamente infeccioso re