"Gyakorlatilag nem volt figyelmeztető jele vagy tünete, - mondta Poore. - Senki sem tudta megmondani, miért nem találták ki korábban a rákját, vagy miért volt ellenálló az általuk kipróbált kezeléssel szemben.
Ahogy Poore főiskolai tanulmányai során megtanulta, a rákot hagyományosan az emberi genom betegségének tekintik -; génjeink mutációi lehetővé teszik a sejtek számára, hogy elkerüljék a halált, szaporodnak és daganatokat képeznek.
De amikor Poore egy 2017 -es tanulmányt látott Tudomány amely megmutatta, hogy a mikrobák hogyan hatottak be a hasnyálmirigyrákok többségébe, és képesek voltak lebontani a fő kemoterápiás gyógyszert, amelyet ezeknek a betegeknek adtak, kíváncsi volt arra a gondolatra, hogy a baktériumok és vírusok nagyobb szerepet játszhatnak a rákban, mint bárki korábban gondolta.
Poore jelenleg MD/Ph.D. a Kaliforniai Egyetem San Diego -i Orvostudományi Karának hallgatója, ahol diplomamunkáját végzi Rob Knight laborjában, Ph.D., professzor és a Microbiome Innovation Center igazgatója.
Egy interdiszciplináris együttműködő csoporttal együtt Poore és Knight új módszert dolgoztak ki a rákos megbetegedések azonosítására, és gyakran melyik típus, a mikrobiális DNS mintázatának egyszerű elemzésével -; bakteriális és vírusos -; jelen vannak a vérükben.
A tanulmány, március 11 -én jelent meg, 2020 -ban Természet , megváltoztathatja a rák szemléletét, és diagnosztizálták.
Szinte minden korábbi rákkutatási erőfeszítés feltételezte, hogy a daganatok steril környezetben vannak, és figyelmen kívül hagyta az emberi rákos sejtek bonyolult kölcsönhatását a baktériumokkal, vírusok és más mikrobák, amelyek a testünkben és a testünkön élnek.
A mikrobiális gének száma a testünkben jelentősen meghaladja az emberi gének számát, így nem meglepő, hogy fontos nyomokat adnak az egészségünkre. "
Rob Knight, Ph.D., professzor és a Microbiome Innovation Center igazgatója
A kutatók először a Cancer Genome Atlas -ból származó mikrobiális adatokat vizsgálták, az Országos Rákkutató Intézet adatbázisa, amely több ezer betegdaganat genomiális és egyéb információit tartalmazza. A csapat tudomása szerint, ez volt a valaha végzett legnagyobb erőfeszítés a mikrobiális DNS azonosítására az emberi szekvenálási adatokban.
18 -tól, 116 tumor minta, 10 -et képvisel, 481 beteg 33 különböző rákos típusban, különálló mikrobiális aláírások jelentek meg, vagy minták, specifikus ráktípusokhoz kapcsolódik. Néhányat vártak, mint például a humán papillomavírus (HPV) és a méhnyak közötti kapcsolat, fej- és nyakrák, és a köztük lévő összefüggés Fusobacterium fajok és az emésztőrendszeri rákok. De a csapat azonosított korábban ismeretlen mikrobiális aláírásokat is, amelyek erősen megkülönböztetik a rák típusait. Például, jelenléte Fekalibaktérium fajok megkülönböztették a vastagbélrákot a többi ráktól.
Több ezer rákminta mikrobiomprofiljával felvértezve, a kutatók ezután több száz gépi tanulási modellt képeztek ki és teszteltek, hogy bizonyos mikrobiális mintákat meghatározott rákos megbetegedésekhez kapcsoljanak. A gépi tanulási modellek képesek voltak azonosítani a páciens rák típusát, csak a véréből származó mikrobiális adatok felhasználásával.
A kutatók ezután eltávolították az adathalmazból a magas fokú (III. És IV. Stádiumú) rákokat, és megállapították, hogy sok rákfajta még mindig megkülönböztethető volt a korábbi szakaszokban, amikor kizárólag a vérből származó mikrobiális adatokra támaszkodott. Az eredmények akkor is megmaradtak, amikor a csapat a legszigorúbb bioinformatikai dekontaminációt végezte a mintákon, amely eltávolította a mikrobiális adatok több mint 90 százalékát.
Annak megállapításához, hogy ezek a mikrobiális minták hasznosak lehetnek -e a való világban, Lovag, Poore és csapata 59 beleegyező prosztatarákos beteg vérből származó plazma mintáját elemezte, 25 tüdőrákban és 16 melanómában, az UC San Diego Health Moores Cancer Center munkatársai nyújtják. A szennyeződés minimalizálása érdekében kifejlesztett új eszközöket alkalmazva a kutatók mikrobiális aláírásokat dolgoztak ki minden rákos beteg mintára, és összehasonlították őket egymással és 69 egészséges plazma mintájával, HIV-negatív önkéntesek, az UC San Diego -i Orvostudományi Egyetem HIV Neurobehavioral Research Center szolgáltatása.
A csapat gépi tanulási modelljei képesek voltak megkülönböztetni a rákos embereket a legtöbbtől. Például, a modellek helyesen azonosíthattak egy tüdőrákos, 86 százalékos érzékenységű és 100 százalékos specificitású személyt, akik nem szenvedtek tüdőbetegségben. Gyakran meg tudták állapítani, hogy melyik résztvevőnek melyik a három rákfajtája. Például, a modellek helyesen meg tudták különböztetni a prosztatarákos és a tüdőrákos személyeket 81 százalékos érzékenységgel.
"A képesség, egyetlen vércsőben, hogy átfogó profilja legyen a daganat DNS -ének (természetének), valamint a beteg mikrobiota DNS -ének (ápolás), hogy úgy mondjam, fontos előrelépés a rák és a gazdaszervezet közötti kölcsönhatások jobb megértésében, -mondta Sandip Pravin Patel társszerző. Orvos, orvosi onkológus és kísérleti terápiák társvezetője a Moores Cancer Centerben, az UC San Diego Health-ban.
"Ezzel a megközelítéssel, lehetőség van ezeknek a változásoknak az idő múlásával történő nyomon követésére, nem csak diagnosztikaként, hanem hosszú távú terápiás megfigyelésre. Ennek komoly következményei lehetnek a rákos betegek ellátásában, és a rák korai felismerésében, ha ezek az eredmények továbbra is megmaradnak a további vizsgálatok során. "
Patel szerint A legtöbb rák diagnosztizálása jelenleg sebészeti biopsziát vagy minta eltávolítását igényli a rák gyanús helyéről, és a minta elemzését olyan szakértők végzik, akik bizonyos rákos megbetegedésekhez kapcsolódó molekuláris markereket keresnek. Ez a megközelítés invazív lehet, időigényes és költséges.
Több vállalat most folyékony biopsziákat dolgoz ki-; módszerek az egyes rákos megbetegedések gyors diagnosztizálására egy egyszerű vérvétel és olyan technológiák segítségével, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy rákospecifikus emberi génmutációkat észleljenek a daganatok által keltett keringő DNS-ben. Ez a megközelítés már alkalmazható a daganatok előrehaladásának nyomon követésére a már diagnosztizált rákok bizonyos típusai esetében, de az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hivatala (FDA) még nem hagyta jóvá diagnosztikai használatra.
"Bár elképesztő előrelépés történt a folyékony biopszia és a rák korai felismerése terén, a jelenlegi folyékony biopsziák még nem képesek megbízhatóan megkülönböztetni a normális genetikai variációt a valódi korai ráktól, és nem tudnak felvenni olyan rákokat, ahol az emberi genomiális elváltozások nem ismertek vagy nem észlelhetők, - mondta Patel, aki egyben a San Diego Központ Precíziós Immunterápiás Központ igazgatóhelyettese is.
Ezért gyakran fennáll annak a veszélye, hogy a jelenlegi folyékony biopsziák hamis negatív eredményeket adnak vissza az alacsony betegségterhelés mellett. "Nehéz találni egy nagyon ritka emberi génmutációt egy ritka, daganatból származó sejtben, - mondta Patel. - Könnyű figyelmen kívül hagyni őket, és azt mondhatják, hogy nincs rákja, amikor tényleg megteszi. "
A kutatók szerint a mikrobiális DNS -en alapuló rákfelismerés egyik előnye, a keringő humán tumor DNS -hez képest, sokfélesége a különböző testhelyek között. Emberi DNS, ellentétben, lényegében ugyanaz az egész testben. Ha nem támaszkodik a ritka emberi DNS -változásokra, a tanulmány azt sugallja, hogy a vér alapú mikrobiális DNS-leolvasások képesek lehetnek pontosan kimutatni a rák jelenlétét és típusát a jelenlegi folyékony biopsziás vizsgálatoknál korábbi szakaszokban, valamint a rákok esetében, amelyekben nincsenek genetikai mutációk, amelyeket ezek a platformok észlelhetnek.
A kutatók gyorsan rámutatnak arra, hogy továbbra is fennáll annak a lehetősége, hogy a véralapú mikrobiális DNS-leolvasások kihagyhatják a rák jeleit, és hamis negatív eredményt adhatnak vissza. De arra számítanak, hogy új megközelítésük pontosabb lesz, mivel több adatgal finomítják gépi tanulási modelljeiket.
És bár a hamis negatívok ritkábbak lehetnek a mikrobiális DNS -megközelítéssel, hamis pozitív -; hallja, hogy rákos, ha nem -; továbbra is kockázatot jelentenek.
Patel azt mondta, hogy csak azért, mert a rákot korán észlelik, ez nem jelenti azt, hogy mindig azonnali kezelést igényel. Néhány DNS-változás nem rákos, az öregedéssel kapcsolatos változások, ártalmatlan vagy önmegoldó. A teszt nélkül soha nem tudsz róluk. Ezért lehet, hogy a több szűrés és több rákos diagnózis nem mindig jó, Patel azt mondta:és szakértő klinikusoknak kell meghatározniuk.
A csapat arra is figyelmeztetett, hogy még akkor is, ha a mikrobiális leolvasás rákra utal, a beteg valószínűleg további vizsgálatokat igényel a diagnózis megerősítéséhez, határozza meg a tumor stádiumát és határozza meg annak pontos helyét.
Knight szerint sok kihívás áll még előttük, mivel csapata továbbfejleszti ezeket az első megfigyeléseket az FDA által jóváhagyott rákos diagnosztikai tesztré. Legfőképpen, igazolniuk kell megállapításaikat egy sokkal nagyobb és változatosabb betegpopulációban, drága vállalkozás. Meg kell határozniuk, hogy hogyan nézhet ki egy „egészséges” véralapú mikrobiális leolvasás sok közül, változatos emberek. Azt is meg akarják határozni, hogy az emberi vérben kimutatható mikrobiális aláírások élő mikrobákból származnak -e, elpusztult mikrobák vagy kinyílt mikrobák, tartalmuk szétszórása -; olyan betekintést, amely segíthet a megközelítésük finomításában és javításában.
A véralapú mikrobiális DNS-leolvasás előmozdítása érdekében a hatósági jóváhagyás következő lépésein keresztül, a diagnosztikai teszt kereskedelmi forgalomba hozatala és klinikai alkalmazása, Knight és Poore szabadalmi bejelentést nyújtottak be, és megalapították a Micronoma nevű spinout céget. társszerzővel Sandrine Miller-Montgomery, PhD, a Jacobs Engineering School gyakorlatának professzora és a San Diego -i UC Microbiome Innovation Center ügyvezető igazgatója.
A legújabb tanulmány fontos változásokat idézhet elő a rákbiológia területén, - mondta Poore.
"Például, bevett gyakorlat, hogy a mikrobiológusok számos szennyeződés -ellenőrző rendszert alkalmaznak kísérleteikben, de ezeket történelmileg ritkán használták rákos vizsgálatokban, "Reméljük, hogy ez a tanulmány arra ösztönzi majd a rák rákutatóit, hogy legyenek" mikrobiális tudatosak "."
A kutatók azt is sugallják, hogy a rákdiagnosztika csak a kezdet lehet az újonnan felfedezett, rákhoz kapcsolódó vér mikrobióma számára.
"Ez az új felfogás arról, ahogyan a mikrobapopulációk rákos megbetegedésekkel változnak, teljesen új terápiás utat nyithat meg, "Miller-Montgomery mondta." Most már tudjuk, hogy a mikrobák ott vannak, de mit csinálnak? És manipulálhatjuk vagy utánozhatjuk ezeket a mikrobákat a rák kezelésére? "
Az 1 -es típusú cukorbetegség a bél mikrobiómájához és genetikai tényezőihez kapcsolódik
A fehérvérsejtek és szerepük az agyban
A genetika jobban befolyásolhatja a mikrobióma összetételét, mint a környezeti tényezők
Az IBD sokkal gyakoribb a vártnál,
A tiopurinok segíthetnek megállítani a vírusok replikációját az emberi koronavírusokban
GERD diagnózishoz használt tesztek
Allergia, amely a gyors ételfogyasztáshoz kapcsolódik,
új tanulmányt javasol Sok gyermekkori ételallergia oka lehet a szemét ételek fogyasztása, egy új tanulmány szerint. Ételallergiás gyermekek, és a gyerekek, akik sok szemét ételt fogyasztanak, megnövek
A tudósok kifejlesztenek egy 3D nyomtatott pirulát, amely a bélben talált baktériumokat veszi mintába
A bél mikrobióma billió élő mikrobából áll, és több mint ezer baktériumfaj. Köztudott, hogy a bél fontos szerepet játszik a test egészségében. Egy egyetemi mérnökökből álló csapat kifejleszthetett egy
Kevés bizonyíték az mRNS COVID-19 vakcinával összefüggő thrombocytopeniára,
új FDA tanulmányt javasol Még akkor is, ha számos oltóanyagot fejlesztettek ki a 2019-es koronavírus-járvány (COVID-19) világjárvány elleni küzdelem érdekében, súlyos káros hatásokat jelentettek, thro