Suoliston mikrobiota voi auttaa ennustamaan paksusuolen syövän esiintymistä

Suoliston mikrobiota - suolistamme elävien mikrobien populaatio - voidaan ennustaa paksusuolen syövän esiintymistä, toiseksi yleisin syöpätyyppi naisilla ja kolmas miehillä.

Kansainvälisen tutkijaryhmän, mukaan lukien brasilialaiset, tekemät tutkimukset ovat löytäneet yhteyden paksu- ja peräsuolen syövän ja suoliston mikrobiston rakenteiden muutosten välillä, jotka eivät riipu tutkittujen populaatioiden ruokailutottumuksista. Löytö avaa tietä ei-invasiivisten testien kehittämiseen, jotka kykenevät ennustamaan taudin ilmaantumisen.

Tutkimus julkaistaan ​​tänä maanantaina, 1. huhtikuuta Nature Medicine -lehdessä. Sen ensimmäinen kirjoittaja on Andrew Maltez Thomas, jolla on tohtori bioinformatiikasta São Paulon yliopistosta (USP), Brasilia. Thomasia tuki São Paulo Research Foundation - FAPESP stipendillä tutkimusharjoitteluun Trenton yliopistossa Italiassa.

Yhdessä suurimmista ja monipuolisimmista kyselyistä, jotka on koskaan tehty aiheesta, tutkijat yhdistivät metagenomiikan, bioinformatiikka ja koneoppiminen (tekoälyn avulla), joilla korreloidaan paksusuolen syövän esiintyminen suoliston mikrobiotatietojen kanssa 969 ihmisestä Kanadassa, Kiina, Ranska, Saksa, Japani ja Yhdysvallat.

Tuloksissa tunnistettiin kolorektaalisyöpään liittyviä mikro -organismiryhmiä kaikissa tutkituissa populaatioissa, ja allekirjoitukset mikrobien aineenvaihdunnassa (mikro -organismien tuottamat metaboliittimallit), joita voidaan käyttää ennustamaan taudin esiintyminen. Tutkimuksella oli kaksi muuta tärkeää tulosta. Yksi niistä on kolorektaalisyöpäpotilaiden suolistossa löydetty tietty bakteerilaji, jota esiintyy yleisesti suussa ja hengitysteissä. Toinen on korrelaatio kolorektaalisyövän ja koliinia hajottavan mikrobientsyymin geenin välillä, välttämätön B -vitamiinin ravintoaine.

Tutkimuksessa todettiin, että Fusobacterium nucleatum -bakteerilajit olivat korkeammat kolorektaalisyöpäpotilailla kuin terveillä yksilöillä. Tämä bakteeri asuu yleensä suun alueilla, ja ruoansulatuskanavan muiden osien happamuuden uskottiin olevan kohtalokasta sille.

"Suuremmat määrät suun bakteereja matkustavat yleensä suolistoon paksusuolen ja peräsuolen syövän potilailla. Tämä muutto voi aiheuttaa tulehdusta suolistossa, aiheuttaa kasvaimen, "Thomas sanoi." Kuitenkin emme tiedä muuttoliikkeen todellista syytä, vain että näiden bakteerien läsnäolon suolistossa ja peräsuolen syövän välillä on yhteys ja että yhteys ansaitsee tutkia tarkemmin. "

Toinen löytö, mikrobi-entsyymin koliinitrimetyyliamiini-lyaasin (cutC) geenin merkittävä läsnäolo paksusuolen syöpäpotilaiden ulosteenäytteissä, vahvistaa karsinogeenisen yhteyden mahdollisuutta suolen mikrobiston ja rasvaisen ruokavalion välillä, aiempien tutkimusten mukaan. "Kun entsyymi pilkkoo koliinia, joka on runsaasti ruokavaliossa, joka sisältää suuria määriä punaista lihaa ja muita rasvaisia ​​elintarvikkeita, se vapauttaa asetaldehydiä, tunnettu syöpää aiheuttava aine, "Thomas sanoi.

Tutkimuksessa, tutkijat käyttivät tietoja 969 ulosteenäytteestä löydettyjen bakteerien koostumuksesta ja runsaudesta. Yksinkertaisen analyysimenetelmän kehittäminen, jota klinikat ja sairaalat voivat laajasti käyttää, he valitsivat tilastollisesti merkitsevät bakteerit.

"Tuloksemme 16 bakteerilajista olivat verrattavissa kaikkien lajien analyyseihin. Tämä on tärkeä askel sellaisen yksinkertaisen diagnostiikkatyökalun kehittämisessä, joka ei vaadi tarvetta sekvensoida koko mikrobiota, mutta jolla on tarvittava tarkkuus, "Thomas sanoi.

Yhdistäminen ei ole syy -yhteys

Tutkimus suoliston mikrobiston ja ihmisten terveyden välisistä yhteyksistä on kasvanut viimeisten kymmenen vuoden aikana, mutta uusi tutkimus innovoi keksimällä bakteerit sairauden kehittymisen merkkiaineiksi.

"Markkereita etsitään tyypillisesti suoraan kasvainsolujen yhteydessä. Käytämme eri käsitettä. Analyysimme perustuu muutoksiin suhteellisen pienessä bakteeriryhmässä satojen suolistossa elävien bakteerien spektrissä, ja se voi osoittaa, että sairaus, "sanoi Emmanuel Dias-Neto, tutkija AC Camargo Cancer Centerin kansainvälisessä tutkimuskeskuksessa (CIPE) ja artikkelin toinen kirjoittaja.

Suoliston mikrobiotasta saadun DNA:n sekvensointi antoi tutkijoille mahdollisuuden tunnistaa kussakin ulosteenäytteessä olevat bakteerit, jokaisen bakteerin määrän mittaamiseksi, ja tunnistamaan genomeissaan variantteja, jotka voivat liittyä erilaisiin tuloksiin, kuten kohonnut paksusuolen syövän riski.

Sitä pitäisi korostaa, kuitenkin, että tutkimus ei osoittanut, että muutokset suoliston mikrobiootassa aiheuttavat peräsuolen syöpää.

"Havaitsimme yhdistyksen, mutta se ei välttämättä tarkoita syy -yhteyttä. Kysymys on siitä, voivatko tietyt bakteerit aiheuttaa syöpää vai luoko syöpä erilaisen ympäristön paksusuolen kanavaan ja suosii siten tiettyjä bakteereja muihin verrattuna. Meillä ei ole vielä vastausta, joka olisi olennaista artikkelissa kuvatun tutkimuksen tulosten kannalta, jotta se auttaisi kehittämään hoitoja kolorektaalisyövän hoitoon, "sanoi João Carlos Setubal, Professori São Paulon yliopiston biokemian laitoksella, saman yliopiston bioinformaatiotutkinto -ohjelman koordinaattori, ja myös artikkelin kirjoittaja. Setubal ja Dias-Neto valvoivat Thomasin väitöskirjatutkimusta.

Laskennallinen analyysi

Tutkijoiden mukaan tämä voi olla kaikkien aikojen suurin kolorektaalisyövän tutkimus, joka perustuu ulosteenäytteistä ja niin erilaisista populaatioista saatuihin tietoihin. Ryhmä analysoi tietoja viidestä julkisesta tutkimuksesta ja kahdesta muusta Trenton yliopiston tutkijoiden tutkimuksesta.

Näiden seitsemän tutkimuksen tietojen avulla he pystyivät tunnistamaan entsyymejä ja bakteereja, ja selvittää, miten suoliston mikrobiota voi ennustaa paksusuolen syövän kehittymistä. He käyttivät tuloksia kahdesta muusta tutkimuksesta, joissa oli 200 näytettä, vahvistamaan havaintonsa.

"Näytteiden DNA -sekvensointi, joka edellytti mikrobiota -DNA:n ja ihmisen DNA:n erottamista toisistaan, oli keino tunnistaa ja kvantifioida näytteissä esiintyvät mikro -organismit ja niiden geenit, "Thomas sanoi." Me otimme DNA:n ulosteen näytteistä ja sekvensoimme sen. Analysoimme sitten laskennallisia menetelmiä. Tuloksena pystyimme tunnistamaan ja kvantifioimaan lajin ja geenien runsauden. "

Koska tiedot ovat peräisin eri tutkimuksista, tutkijat käyttivät kehittyneitä tilastollisia menetelmiä analysoidakseen niitä kokonaisuutena.

"Käytimme meta-analyyttisiä tilastollisia menetelmiä ja koneoppimistekniikoita selvittääksemme, kuinka ennustavat tulokset olivat, "Thomas sanoi.

Tulokset validoi Nicola Segata, laskennallinen biologi Trenton yliopistossa ja projektin ohjaaja ulkomailla, ja vahvistettu toisessa tutkimuksessa, joka suoritettiin Euroopan molekyylibiologian laboratoriossa (EMBL) Saksassa suoliston mikrobiomin ja syövän välisistä yhteyksistä. Artikkeli EMBL -tutkimuksesta on julkaistu samassa Nature Medicine -lehdessä.

"Artikkeleita valmisteltaessa vaihdoimme tietoja toisen ryhmän kanssa kumppanuudessa, joka osoittautui erittäin tärkeäksi havaintojemme vahvistamiseksi. Vaikka käytimme koneoppimistekniikoita ja erilaisia ​​tilastollisia menetelmiä, tulimme samaan johtopäätökseen, että suoliston mikrobiomi voi ennustaa paksusuolen syövän esiintymisen eri populaatioissa ja tutkimuksissa, "Thomas sanoi.

• Uusi analyysi vahvistaa maailmanlaajuiset mikrobien allekirjoitukset paksusuolen syöpään
• Kalan lima voi olla mahdollinen antibioottien lähde