Syöpä on sairaus, joka johtuu siitä kärsivän organismin geenien mutaatioista. Nämä mutaatiot johtavat mukana olevien solujen toimintahäiriöön, sammuttaa ohjelmat, jotka säätelevät solujen kasvua ja lisääntymistä, tai jotka muodostavat kasvaimia.
Kuitenkin, kaikki ihmisen syövät eivät johdu pelkästään ihmisen genomin mutaatioista. Esimerkiksi, haimasyöpä on useimmiten isäntänä mikrobeille, jotka hajottavat näillä potilailla yleisimmin käytettyjä kemoterapialääkkeitä, kuten Science -lehdessä vuonna 2017 tehty tutkimus osoittaa. Tämä sai tutkijan Gregory Pooren jatkamaan mikrobien roolia eri syövissä.
Yhteistyö eri alojen asiantuntijoiden kanssa, tutkijat tutkivat monikerroksisia vuorovaikutuksia, joita esiintyy kasvainten ja ihmiskehossa elävien mikrobien välillä. Vanhempi tutkija Rob Knight sanoi:"Lähes kaikissa aiemmissa syöpätutkimuksissa oletetaan, että kasvaimet ovat steriilejä ympäristöjä ja jätetty huomiotta ihmisen syöpäsolujen monimutkainen vuorovaikutus bakteerien kanssa, virukset ja muut mikrobit, jotka elävät kehossamme ja kehossamme. Mikrogeenien määrä kehossamme on huomattavasti suurempi kuin ihmisen geenien määrä, joten ei pitäisi olla yllättävää, että ne antavat meille tärkeitä vihjeitä terveydellemme. "
Useiden yritysten, jotka kehittävät parhaillaan nestemäisiä biopsioita havaitsemaan kiertävän ihmisen kasvaimen DNA:n, tavoitteena on havaita syöpä varhaisessa vaiheessa yksinkertaisesta veren otosta. Nyt UC San Diegon tutkijat ovat osoittaneet pystyvänsä määrittämään kenellä on syöpä, ja minkä tyyppinen, perustuu heidän verestään löydetyn mikrobisen DNA:n lukemiin. Kuva:Szabolcs Borbely / Shutterstock Ensimmäinen askel oli tutkia The Cancer Genome Atlasissa olevia tietoja mikrobigeeneistä, joka on valtava tietokanta tuumoriin liittyvistä genomisista tiedoista, jotka on kerätty tuhansista kasvaimista ja jota ylläpitää National Cancer Institute. Tutkijoiden mukaan heidän omaisuutensa on ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat yrittäneet tunnistaa mikrobi -DNA:n ihmisen genomitiedoista niin vaikuttavassa mittakaavassa.
He tutkivat yli 18, 000 näytettä ihmisen kasvaimista, otettu lähes kymmenestä, 500 potilasta, joilla on 33 erilaista kasvainta. He yrittivät löytää erityisiä kuvioita mikrobigeeneistä, jotka liittyivät tiettyihin kasvaimiin. Jotkut ovat jo tiedossa, kuten yhteys HPV:n (ihmisen papilloomavirus) ja kohdunkaulan syövän välillä, pää, ja niska, tai sen Fusobacterium lajeja, joilla on suolistosyöpä.
Tutkijat saivat myös monia uusia mikrobikuvioita, jotka kykenivät erottamaan yhden syöpätyypin toisesta. Yksi esimerkki on siitä Fekalibakteerit , laji, joka voi poimia paksusuolen syövän muista kasvaintyypeistä.
Tutkijat pääsivät siten ymmärtämään, miltä tuhansien syöpänäytteiden mikrobiomi näyttää. Seuraava askel oli käyttää koneoppimisen voimaa nähdäkseen, oliko jokin näistä mikrobikuvioista spesifinen tietyntyyppisille syöpille. He kouluttivat koneoppimisohjelmansa poimimaan tällaiset erityisliitot ja käyttämään niitä syöpätyypin diagnosointiin. Sitten he testasivat satoja mallejaan ja löysivät, heidän tyydytykseensä, että he voisivat tunnistaa syöpätyypin vain veressä olevan mikrobisen DNA:n perusteella.
Seuraava askel, tiedemiehille, oli poistaa kehittyneet syövät tietojoukosta. Ohjelma pystyi edelleen erottamaan monet syöpätyypit I ja II vain mikrobitietojen perusteella. Tutkijat suorittivat sitten tiukat menettelyt bioinformatiikan tietojen dekontaminoimiseksi, mikä tarkoittaa, että yli 90% mikrobitiedoista poistettiin. Jopa niin, kone tunnisti oikein monet varhaiset syövät tyypin mukaan.
Pilottitutkimuksessa tutkijaryhmä otti verinäytteitä noin 100 potilaalta, joilla oli kolmen tyyppinen syöpä, mukaan lukien noin 60 25, ja 15 potilasta, jokaisella eturauhasella, keuhko, ja melanoomasyöpä. He käyttivät räätälöityjä työkalujaan varmistaakseen, että tiedot olivat mahdollisimman luotettavia poistamalla saastuttavat lukemat. Sitten he ottivat jokaisen verinäytteen mikrobiprofiilin lukemat.
Vertaamalla näitä profiileja keskenään ja plasmanäytteistä, jotka on otettu noin 70 taudittomalta vapaaehtoiselta, tiimi havaitsi, että heidän koneoppimismallinsa avulla voitaisiin erottaa syöpäpotilaat ilman niitä, useimmissa tapauksissa. Tuo on, he voisivat poimia 86% keuhkosyöpää sairastavista ihmisistä ja sulkea pois keuhkosairaudet oikein kaikilla yksilöillä, jotka ovat negatiivisia tämän tilan suhteen. He voisivat myös erottaa kunkin syöpätyypin. Esimerkiksi, he voisivat perustellusti kertoa 81 prosentissa tapauksista, onko potilaalla keuhkosyöpä vai eturauhassyöpä.
Kirjailija Sandip Pravin Patel sanoo:"Kyky, yhdessä veriputkessa, saada kattava profiili kasvaimen DNA:sta (luonteesta) sekä potilaan mikrobiston DNA:sta (kasvatus), niin sanoakseni, on tärkeä askel eteenpäin isäntä-ympäristön vuorovaikutuksen ymmärtämisessä syövässä. "Hän selittää, että on mahdollista käyttää tätä lähestymistapaa seuratakseen, miten kasvaimen ja mikrobiston genomi muuttuu ajan myötä. Näin ollen sitä ei käytetä pelkästään diagnostiikkana vaan seurannan välineenä hoidon tehokkuuden pitkäaikaiseen seurantaan.
Hän jatkaa, "Tällä voi olla merkittäviä vaikutuksia syöpäpotilaiden hoitoon, ja syövän varhaisessa havaitsemisessa, jos nämä tulokset kestävät edelleen lisätesteissä. "
Patel selittää, että useimmat syövät voidaan diagnosoida vain kirurgisella biopsialla, joka sisältää osan epäillyn kasvaimen poistamisen ja asiantuntijoiden tutkimuksen. Diagnoosi perustuu kullekin syöpätyypille ominaisiin molekyylimarkkereihin. Tämän lähestymistavan ongelma on se, että se on invasiivinen, vie aikaa, ja on kallis.
Äskettäin, nestemäisiä biopsioita on kehitetty monille näistä syövistä. Tässä verinäytettä käytetään havaitsemaan erityisiä mutaatioita ihmisen DNA:sta, joka on havaittu liikkeessä spesifisten kasvainten diagnosoimiseksi. Vaikka verimarkkereita (enimmäkseen kasvainsolujen pinnalla olevia molekyylejä) käytetään jo joidenkin kasvainten diagnosoimiseen ja seurantaan, geneettiset markkerit ovat suhteellisen uusia. Niitä käytetään joissakin kasvaimissa sairauden kulun jäljittämiseksi, mutta elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) ei ole hyväksynyt niiden käyttöä kasvaimen diagnosointiin.
Syynä on näiden testien heikko tarkkuus erottaessaan ihmisen geenien normaalit vaihtelut ja varhaisen syövän mutaatioiden todellinen esiintyminen. Ei vain niin, sanoo Patel, "he eivät voi poimia syöpiä, joissa ihmisen perimän muutoksia ei tunneta tai joita ei voida havaita."
Tämä tarkoittaa, että nestemäisissä biopsioissa on todennäköisesti suuri määrä vääriä negatiivisia erityisesti harvinaisille kasvaimille. Jos mutaatioaste on alhainen, ja irrotettujen solujen määrä on myös pieni, mahdollisuudet saada mutaatio on todella vähäisiä. Täten, Potilaalle voidaan hyvin kertoa, että syövästä ei ole todisteita kasvaimen läsnäolosta huolimatta.
Nykyinen testi, joka perustuu mikrobi -DNA:n havaitsemiseen eikä kasvain -DNA:han, että se heijastaa huomattavampia muutoksia, koska toisin kuin ihmisen DNA:n yhtenäisyys kaikissa ihmiskehon kudoksissa, mikrobien DNA -profiilit vaihtelevat valtavasti kudoksesta toiseen. Täten, sen sijaan että toivoisi poimivan jonkin suhteellisen harvinaisista muutoksista ihmisen DNA:ssa kasvaimen diagnosoimiseksi, on helpompi havaita muutokset mikrobien DNA:ssa, jotka voisivat kuvata tarkasti syöpien esiintymisen ja niiden tyypin, aiemmin kasvaimen muodostumisprosessissa, verrattuna nestemäisiin biopsioihin, ainakin nykyisessä vaiheessa. Tämä pätee myös syöpiin, joilla ei ole geneettisiä mutaatioita, jotka ovat tällä hetkellä havaittavissa nestemäisten biopsioiden avulla.
Nykyinen alusta voi silti palauttaa vääriä negatiivisia sanovat tutkijat, mutta he parantavat lähestymistapaansa lisää tietoja ennustamisen tarkkuuden lisäämiseksi. Toinen vaara tällä lähestymistavalla on kasvainten ylidiagnoosi tai korkea vääriä positiivisia.
Ja kolmanneksi, monet mutaatiot eivät ole syöpää, mutta liittyvät ikään tai ovat sellaisia, jotka häviävät spontaanisti. Itse asiassa, ilman mikrobien DNA -testausta, yksilö ei koskaan tietäisi niistä ollenkaan. Jopa jotkut varhaiset syövät eivät todellakaan ansaitse hoitoa. Tuloksena, On tärkeää muistaa, että syövän seulonta ja diagnosointi varhaisessa vaiheessa ei aina ole tarpeen. Lääkäri päättää tällaisten toimenpiteiden tarpeellisuudesta.
Positiivisia mikrobien lukemia ei myöskään tule pitää syöpänä, ellei lisätestejä tehdä sen varmistamiseksi, että kasvain on läsnä, määrittää sen tyypin ja sijainnin.
Tiimi odottaa innolla FDA:n hyväksymän testin kehittämistä syövän diagnosoimiseksi.
Tämän saavuttamiseksi Heidän on kuvattava "normaalit" mikrobimallit monien eri populaatioiden terveiden ihmisten keskuudessa. Toiseksi, heidän on päätettävä, heijastavatko kuolleesta verestä löydetyt mikrobien allekirjoitukset kuolleiden läsnäolon, elää, tai puhkeavat mikrobit. Tämä on tärkeää tarkemman lähestymistavan kehittämiseksi.
Alustavat havainnot on validoitava suuremmalla populaatiolla, jossa on paljon erilaisia potilaita, johon liittyy korkeat kustannukset etukäteen. Jotta he voivat saavuttaa tavoitteensa, tiimi on jättänyt patenttihakemukset ja perustanut yrityksen nimeltä Micronoma.
Tutkijat huomauttavat, että vaikka mikrobiologit käyttävät työssään yleensä dekontaminaatioprotokollia, se ei ole yleinen käytäntö syöpätutkimuksissa. He toivovat, että tämä tutkimus muuttaa syöpäbiologian painopistettä, lisäämällä syöpätutkijoiden tietoisuutta ihmiskehon mikrobeista.
Toiseksi, se voisi auttaa työntämään syöpään liittyvien veren mikrobiomien uuden kentän eteenpäin lääkkeisiin, auttaa ymmärtämään, mitä mikrobit tekevät syövässä ja voidaanko niitä käyttää näiden sairauksien hoitoon. Ja jos niin, seuraava kysymys on, voidaanko niitä toimittaa tai jäljitellä syövän hoitamiseksi menestyksekkäämmin.
Ovatko DNA-pohjaiset ruokavaliot ja yksilölliset lääkinnälliset elintarvikkeet tulevaisuuden laihtumiseen?
Onko C-osa hyvä lapsuuden terveydelle?
Mikä on ERCP?
Bakteriofagit voisivat hoitaa E. colia vahingoittamatta suolistoa,
GSK-3-estäjät osoittavat lupausta koronavirusinfektioiden hoidossa
Kotitalouksien desinfiointiaineet voivat edistää lasten lihavuuden riskiä
Antibiootti X-206 tehokas SARS-CoV-2:ta vastaan in vitro
COVID-19-pandemia aiheuttaa edelleen monia vakavia ja kuolemaan johtavia keuhkokuumetapauksia, päättyy usein useiden elinten toimintahäiriöihin ja sydän- ja verisuonitapahtumiin. Ilman rokotetta tai t
Emättimen mikrobiomi voi vaikuttaa HIV:n ehkäisyhoidon tehokkuuteen
Tohtori Nichole Klatt Minnesotan yliopistosta ja kollegat, on paljastanut, että emättimen mikrobiyhteisöt liittyvät lisääntyneeseen HIV -tartunnan riskiin ja se voi myös vaikuttaa PrEP:n tehoon.
Uusi malli emättimen mikrobiomisiirrolle
Bakteerivaginoosi on sairaus, joka vaikuttaa tuhansiin naisiin ympäri maailmaa. ja siihen liittyy paitsi emättimen oireita myös raskauteen liittyviä komplikaatioita, mukaan lukien ennenaikainen synnyt