U prvoj studiji koja je koristila novo dekontaminirani skup podataka, istraživači su već otkrili da normalna i kancerogena tkiva organa imaju nešto drugačiji sastav mikrobiote, da bakterije s ovih bolesnih mjesta mogu ući u krvotok, te da bi ti bakterijski podaci mogli pomoći u dijagnosticiranju raka i predviđanju ishoda pacijenata.
Rezultati se objavljuju 30. prosinca u časopisu Stanični domaćin i mikrob .
TCGA je značajan program genomizacije raka koji je molekularno okarakterizirao više od 20, 000 primarnih karcinoma i podudarnih zdravih uzoraka koji obuhvaćaju 33 vrste raka. Proizveo je više od 2,5 milijuna gigabajta "omičkih" podataka. Atlas uključuje prisutnu DNK, koji su epigenetski markeri na DNK, koja je DNK uključena i koji se proteini proizvode. Slobodno je dostupan za javnu upotrebu.
Jedna studija iz podataka atlasa otkrila je obilje Fusobacterium nucleatum u kolorektalnom karcinomu, što se u međuvremenu pokazalo kao stadij, opstanak, metastaze, pa čak i reakcije na lijekove ove vrste raka. Mnogo je više istraživanja tražilo takve bakterijske biomarkere, međutim malo ih je otkriveno. Veliki razlog za to je onečišćenje.
Kad laboratoriji slučajno unesu bakterije u uzorke, postaje teško razaznati koje su vrste zapravo bile u uzorcima za početak. Dok slična istraživanja mikrobioma pomoću materijala bogatih mikrobima, poput izmeta, mogu prevladati male količine onečišćenja, relativno mali uzorci uzeti iz živih ljudskih organa i uzorci tumora ne mogu.
Prilikom ispitivanja podskupa podataka o sekvenciranju TCGA, prethodne su analize pokazale da je mikrobna DNA iz više vrsta rezultat laboratorijske kontaminacije.
Sve studije mikrobiote muči ideja da ako nađete mikrob, je li doista bilo u tkivu ili je kontaminacija unesena tijekom obrade? Izumili smo metodu koja može izdvojiti mikrobe koji su zaista bili u svakom uzorku i upotrijebili je za izgradnju onoga što smo nazvali Atlas mikrobioma raka, što će biti ogroman resurs za zajednicu i omogućiti nam da shvatimo kako rak mijenja mikrobiome organa. "
Xiling Shen, izvanredni profesor biomedicinskog inženjeringa obitelji Hawkins u Dukeu
Metodu uklanjanja onečišćenja iz TCGA podataka izumio je Anders Dohlman, apsolvent u Shen -ovom laboratoriju. Dohlman je prvo usporedio potpise mikrobioma između tkiva raka iz različitih organa i krvi, i isključili zagađivačke vrste koje su se pokazale neselektivno. Zatim je usporedio potpise mikrobioma identičnih uzoraka koji su obrađeni na zasebnim mjestima, u rasponu od Harvarda do Baylora. Dohlman je zaključio da bi mikrobiološke vrste koje se mogu otkriti samo s određenog mjesta bile onečišćivači, omogućujući mu da dodijeli jedinstveni potpis kontaminacije za svako mjesto.
"Veliki izazov u ovom procesu bile su vrste mješovitih dokaza, koje su bakterije koje su i onečišćujuće i endogene za tkivo, "rekao je Dohlman." Ali budući da TCGA ima toliko različitih vrsta podataka, uspjeli smo to isfurati. Veliki podaci stvarno pomažu! "
Napor se već isplaćuje na razne načine. Nakon korištenja Dohlmanovog algoritma za dekontaminaciju, istraživači su pomno pogledali potpise mikrobiote uzoraka uzetih od pacijenata s kolorektalnim karcinomom. Otkrili su dvije jedinstvene skupine bakterija koje se često nalaze zajedno, od kojih se čini da je jedan povezan s preživljavanjem pacijenata.
Istraživači su također otkrili da neki karcinom doista mijenjaju mikrobiome svojih rezidentnih organa. To bi moglo biti, Shen razlozi, da tumori mijenjaju mikrookruženje organa, čineći ga manje ili više gostoljubivim prema različitim mikrobnim vrstama. Tražeći mikrobne potpise u uzorcima krvi pacijenata, otkrili su i to, unatoč uvriježenom mišljenju, neke bakterije dospijevaju u krvotok, što bi također moglo biti pokazatelj napretka raka.
"Na terenu je došlo do svojevrsne krize oko toga mogu li se ili ne mogu reproducirati ugledni papiri, zbog izazova kontaminacije, "rekao je Shen." Na primjer, dok bi jedan centar mogao reproducirati svoje rezultate, drugi centar ne bi. Ovo objašnjava zašto:Svaki centar ima svoju vrlo dosljednu pristranost. (Vlastiti zagađivači mikroorganizama.) U budućnosti, nove studije mogu koristiti našu metodu za uklanjanje ove pristranosti i reprodukciju rezultata, a istraživački centri mogli bi upotrijebiti svoju pristranost koju smo identificirali za ublažavanje njihove kontaminacije. "