Nova analiza utvrđuje globalne mikrobne potpise za kolorektalni karcinom

Odavno je poznato da rak nastaje zbog izloženosti okoliša, poput nezdrave prehrane ili pušenja. U posljednje vrijeme, mikrobi koji žive u našem tijelu i na našem tijelu ušli su u fazu kao ključni igrači:dok rak želuca može uzrokovati jedna vrsta bakterije, Helicobacter pylori, uloga koju crijevni mikrobi imaju u razvoju kolorektalnog karcinoma - trećeg po učestalosti raka u svijetu - manje je jasna. Kako bi se utvrdio njihov utjecaj, studije udruga imaju za cilj mapirati kako se mikrobi koji koloniziraju crijeva pacijenata s kolorektalnim karcinomom razlikuju od onih koji nastanjuju zdrave ispitanike.

Istraživači iz EMBL -a, sveučilište u Trentu, i njihovi međunarodni suradnici sada su analizirali više postojećih studija udruživanja mikrobioma o kolorektalnom karcinomu zajedno s novoprikupljenim podacima. Njihove meta -analize utvrđuju promjene mikrobioma specifične za bolest koje su globalno robusne - dosljedne u sedam zemalja na tri kontinenta - unatoč razlikama u okolišu, prehrana i način života. Njihovo je istraživanje objavljeno danas u Medicina prirode .

Georg Zeller iz Europskog laboratorija za molekularnu biologiju (EMBL) u Heidelbergu, Njemačka:"Koristili smo rigoroznu analizu strojnog učenja za identifikaciju mikrobnih potpisa kolorektalnog karcinoma. Potvrdili smo te potpise u ranim fazama raka i u više studija, tako da mogu poslužiti kao osnova za budući neinvazivni pregled raka. "

Nicola Segata sa Sveučilišta Trento u Italiji:"Ne samo da smo uspostavili skupinu crijevnih mikroba povezanih s kolorektalnim karcinomom u svim populacijama, ali su također pronašli potpise u metabolizmu mikroba koji imaju sličnu moć predviđanja. To će omogućiti nova istraživanja čiji je cilj razumjeti kako crijevni mikrobi mogu uzročno uzrokovati razvoj raka. "

Studija koju su vodili znanstvenici EMBL -a fokusira se na proces u kojem određene crijevne bakterije pretvaraju žučne kiseline koje su dio naših probavnih sokova u metabolite koji mogu biti kancerogeni. Srodna studija sa Sveučilišta u Trentu pokazuje kako određene klase bakterija razgrađuju kolin, esencijalna hranjiva tvar sadržana u mesu i drugoj hrani, i pretvoriti ga u potencijalno opasan metabolit. Ranije se pokazalo da ovaj metabolit povećava rizik od kardiovaskularnih bolesti, a sada se može povezati i s kolorektalnim karcinomom.

Jedan od izazova metagenomskih studija, koji se temelje na genetskom materijalu iz mikroba u uzorcima okoliša, poput stolice, povezivanje genetskih fragmenata s različitim mikrobnim organizmima kojima pripadaju. Cilj ovog takozvanog taksonomskog zadatka profiliranja je identificirati i kvantificirati bakterijske vrste prisutne u uzorku. "Unatoč različitim pristupima u taksonomskom profiliranju i statističkoj analizi, naše su studije došle do vrlo sličnih zaključaka, "kaže vođa EMBL grupe Peer Bork, "što ovo čini jednim od dosad obećavajućih slučajeva za dijagnostiku temeljenu na mikrobiomima."

"Na putu potpune karakterizacije mikrobioma crijeva čovjeka za udružene studije"

U ploči reproduciranih mikrobnih markera povezanih s kolorektalnim karcinomom koji su utvrđeni, postoje obje prethodno povezane bakterije, kao što je Fusobacterium nucleatum, te nove mikrobne vrste i geni. "U analizi metagenomskih podataka, ključnu ulogu ima računska analiza. Morali smo razviti algoritme za identifikaciju mikroba pri vrlo visokoj razlučivosti i preciznosti, "kaže Segata koji je vodio studiju na Sveučilištu u Trentu." Gen koji razgrađuje kolin u potencijalno opasnom metabolitu dobar je primjer. Ovaj gen često se prenosi u crijevnom mikrobiomu bakterijskom vrstom koja nema ime i koju smo otkrili u drugom radu ranije ove godine. "

U ovom drugom radu objavljenom u časopisu Cell, Segata i njegova skupina identificirali su - metagenomikom - nekoliko stotina mikrobnih vrsta koje su prisutne u crijevnom mikrobiomu, ali su do sada ostale neistražene pomoću standardnih eksperimentalnih alata. "Nastavak ovog napora prema potpunom otkrivanju raznolikosti crijevnog mikrobioma mogao bi dovesti do pronalaska dodatnih povezanosti članova mikrobioma s drugim ljudskim bolestima."

Daljnje širenje kohorte i raznolikost populacije

Studije su također otkrile da su broj i veličina kohorti uključenih u meta-analizu ključni za uspostavljanje snažne povezanosti između crijevnog mikrobioma i kolorektalnog karcinoma. "Mikrobiom crijeva uvelike ovisi o čimbenicima poput prehrane, stil života, i okoliš, "nastavlja Segata, "Zbog toga je potrebno uzeti u obzir geografski i kulturno raznoliku populaciju za dobivanje mikrobnih potpisa koji su doista globalno povezani s kolorektalnim karcinomom." To također znači da uključivanje više metagenomskih uzoraka iz nedovoljno zastupljenih populacija i približavanje veličini uzorka nekih trenutnih humanih genetskih studija može dodatno poboljšati povezanost i bolje potaknuti buduće dijagnostičke i terapijske strategije za kolorektalni karcinom temeljene na mikrobiomima.

• Studija MUSC pruža dokaze o povezanosti između curenja crijeva i proizvodnje autoantitijela u HIV pozitivnih pacijenata
• Crijevna mikrobiota može pomoći u predviđanju pojave kolorektalnog karcinoma