Stomach Health > Mo. Gesondheet >  > Q and A > Mo. Fro

Mikrobiell DNA am Blutt kéint hëllefen z'identifizéieren wien Kriibs huet

Wéi de Gregory Poore e Freshman op der Uni war, seng soss gesond Groussmamm war schockéiert ze léieren datt si spéider Bühn Kriibs hat. D'Konditioun gouf Enn Dezember diagnostizéiert. Si ass am Januar gestuerwen.

"Si hat quasi keng Warnschëlder oder Symptomer, "De Poore sot." Keen konnt soen firwat hire Kriibs net fréier festgestallt gouf oder firwat et resistent géint d'Behandlung war déi se probéiert hunn. "

Wéi de Poore duerch seng Fachhéichschoulstudien geléiert huet, Kriibs gouf traditionell als eng Krankheet vum mënschleche Genom ugesinn -; Mutatiounen an eise Genen erlaben Zellen den Doud ze vermeiden, proliferéieren a bilden Tumoren.

Awer wéi de Poore eng 2017 Studie an Wëssenschaft datt gewisen huet wéi Mikroben eng Majoritéit vu Bauchspeicheldrüsekrankheeten iwwerfalen a konnten d'Haaptchemotherapie -Medikament ofbriechen, deen dëse Patienten kritt huet, hie war begeeschtert vun der Iddi datt Bakterien a Virussen eng méi grouss Roll am Kriibs spille wéi iergendeen virdru geduecht hat.

De Poore ass de Moment en MD/Ph.D. Student an der University of California San Diego School of Medicine, wou hien seng Diplomaarbecht am Labo vum Rob Knight mécht, Ph.D., Professer an Direkter vum Center for Microbiome Innovation.

Zesumme mat enger interdisziplinärer Grupp vu Kollaborateuren, Poore a Knight hunn eng nei Method entwéckelt fir z'identifizéieren wien Kriibs huet, an dacks wéi eng Zort, duerch einfach Mustere vun der mikrobieller DNA ze analyséieren -; bakteriell a viral -; präsent an hirem Blutt.

D'Léier, verëffentlecht den 11. Mäerz, 2020 an Natur , kann änneren wéi de Kriibs ugesi gëtt, an diagnostizéiert.

Bal all fréier Kriibsfuerschungsefforten hunn ugeholl datt Tumoren sterile Ëmfeld sinn, an ignoréiert déi komplex Interaktioun mënschlech Kriibszellen déi mat de Bakterien kënne sinn, Virussen an aner Mikroben, déi an an op eise Kierper liewen.

D'Zuel vu mikrobielle Genen an eise Kierper ass vill méi grouss wéi d'Zuel vu mënschleche Genen, also sollt et net iwwerraschend sinn datt se eis wichteg Hiweiser fir eis Gesondheet ginn. "

Rob Ridder, Ph.D., Professer an Direkter vum Center for Microbiome Innovation

Kriibs-assoziéiert mikrobiell Musteren

D'Fuerscher hunn als éischt mikrobiell Daten aus dem Cancer Genome Atlas gekuckt, eng Datebank vum National Cancer Institute enthält genomesch an aner Informatioun vun Dausende vu Patiententumoren. Zum Wëssen vum Team, et war dee gréissten Effort dee jeemools gemaach gouf fir mikrobiell DNA a mënschleche Sequencingdaten z'identifizéieren.

Vun 18, 116 Tumorproben, representéiert 10, 481 Patienten mat 33 verschiddenen Kriibsarten, entstinn verschidde mikrobiell Ënnerschrëften, oder Musteren, verbonne mat spezifesche Kriibsaarten. E puer goufen erwaart, wéi d'Associatioun tëscht mënschleche Papillomavirus (HPV) a Gebärmutterhalskierper, Kapp an Hals Kriibs, an d'Associatioun tëscht Fusobacterium Aart a Magen -Darmkriibs. Awer d'Team identifizéiert och virdru onbekannt mikrobiell Ënnerschrëften, déi staark tëscht Kriibsaarten diskriminéiert sinn. Zum Beispill, d'Präsenz vun Faecalibacterium Spezies ënnerscheet Colon Kriibs vun anere Kriibs.

Bewaffnet mat de Mikrobiomprofiler vun Dausende vu Kriibsproben, d'Fuerscher hunn dann Honnerte vu Maschinnléiere Modeller trainéiert a getest fir verschidde mikrobiell Mustere mat der Präsenz vu spezifesche Kriibs ze verbannen. D'Maschinn Léieren Modeller konnten dem Patient d'Kriibsaart identifizéieren mat nëmmen de mikrobiellen Donnéeën aus sengem oder hirem Blutt.

D'Fuerscher hunn dunn Héichgrad (Stuf III an IV) Kriibs aus dem Datasaz geläscht a fonnt datt vill Kriibsaarten nach a fréiere Stadien z'ënnerscheeden wa se eleng op Blutt ofgeleet mikrobiell Daten vertrauen. D'Resultater hale weider och wann d'Team déi strengst Bioinformatik Dekontaminatioun op de Proben ausgefouert huet, déi méi wéi 90 Prozent vun de mikrobiellen Donnéeën ewechgeholl hunn.

Uwendung vum mikrobiellen DNA Test

Fir ze bestëmmen ob dës mikrobiell Musteren an der realer Welt nëtzlech kënne sinn, Ritter, De Poore an d'Team analyséiert Blutt ofgeleet Plasma Echantillon vun 59 zoustëmmen Patienten mat Prostatakarque, 25 mat Lungenkrebs a 16 mat Melanom, geliwwert vu Kollaborateuren am Moores Cancer Center an der UC San Diego Health. Benotzt nei Tools déi se entwéckelt hunn fir Kontaminatioun ze minimiséieren, d'Fuerscher hunn eng Liesung vu mikrobielle Ënnerschrëfte fir all Kriibspatiente Probe entwéckelt a se matenee verglach a mat Plasma Proben aus 69 gesond, HIV-negativ Fräiwëlleger, geliwwert vum HIV Neurobehavioral Research Center an der UC San Diego School of Medicine.

D'Maschinn Léieren Modeller vum Team konnten déi meescht Leit mat Kriibs vun deenen ouni ënnerscheeden. Zum Beispill, d'Modeller kéinte korrekt eng Persoun mat Lungenkrebs mat 86 Prozent Empfindlechkeet identifizéieren an eng Persoun ouni Lungenerkrankheet mat 100 Prozent Spezifizitéit. Si konnten dacks soen wéi eng Participanten déi vun den dräi Kriibsaarten haten. Zum Beispill, d'Modeller kéinte richteg ënnerscheeden tëscht enger Persoun mat Prostatakarque an enger Persoun mat Lungenkrebs mat 81 Prozent Empfindlechkeet.

"Fäegkeet, an engem eenzege Rouer Blutt, en iwwergräifende Profil vun der Tumor -DNA (Natur) wéi och der DNA vun der Mikrobiota vum Patient (Erzéiung) ze hunn, sou ze soen, ass e wichtege Schrëtt no vir fir e bessert Verständnis vun Host-Ëmfeld Interaktiounen am Kriibs, "sot de Co-Autor Sandip Pravin Patel, MD, e medizineschen Onkolog a Co-Leader vun experimentellen Therapien am Moores Cancer Center an der UC San Diego Health.

"Mat dëser Approche, do ass de Potenzial fir dës Ännerungen iwwer Zäit ze iwwerwaachen, net nëmmen als Diagnos, awer fir laangfristeg therapeutesch Iwwerwaachung. Dëst kéint grouss Implikatioune fir d'Betreiung vu Kriibspatienten hunn, an an der fréicher Erkennung vu Kriibs, wann dës Resultater weider a weideren Tester halen. "

Verglach mat der aktueller Kriibsdiagnostik

Laut Patel, Diagnos vun de meeschte Kriibs erfuerdert de Moment chirurgesch Biopsie oder Ewechhuele vun enger Probe vum verdächtege Kriibs Site an Analyse vun der Probe vun Experten, déi no molekulare Markéierer kucken, déi mat bestëmmte Kriibs verbonne sinn. Dës Approche kann invasiv sinn, Zäit-opwänneg a kascht.

Verschidde Firmen entwéckelen elo "flësseg Biopsien"-; Methoden fir séier spezifesch Kriibs ze diagnostizéieren mat engem einfachen Bluttzeechnung an Technologien déi et hinnen erlaben Kriibs-spezifesch mënschlech Genmutatiounen an zirkuléierender DNA ze entdecken, déi vun Tumoren gestierzt ginn. Dës Approche ka scho benotzt gi fir de Fortschrëtt vun Tumoren fir e puer Aarte vu scho diagnostizéiertem Kriibs ze iwwerwaachen, awer ass nach net vun der US Food and Drug Administration (FDA) fir diagnostesch Notzung guttgeheescht.

"Och wann et erstaunlech Fortschrëtter am Beräich vu flësseger Biopsie a fréie Kriibserkennung gouf, aktuell flësseg Biopsien sinn nach net fäeg d'normal genetesch Variatioun vu richtege fréie Kriibs zouverlässeg z'ënnerscheeden, a si kënne keng Kriibs ophuelen wou mënschlech genomesch Ännerungen net bekannt sinn oder net erkennbar sinn, "sot de Patel, deen och als Adjoint Direkter vum San Diego Center for Precision Immunotherapy déngt.

Duerfir gëtt et dacks e Risiko datt aktuell flësseg Biopsien falsch-negativ Resultater an der Kader vun enger gerénger Krankheetlaascht zréckginn. "Et ass schwéier eng ganz seelen mënschlech Genmutatioun an enger seltener Zell aus engem Tumor ze fannen, "Sot de Patel." Si sinn einfach ze iwwersi an Dir kënnt Iech soen datt Dir kee Kriibs hutt, wann Dir et wierklech mécht. "

Laut de Fuerscher, ee Virdeel vu Kriibserkennung baséiert op mikrobiell DNA, am Verglach mam zirkuléierende mënschlechen Tumor DNA, ass seng Diversitéit tëscht verschiddene Kierperplazen. Mënsch DNA, am Kontrast, ass wesentlech d'selwecht am ganze Kierper. Andeems Dir net op selten mënschlech DNA Verännerunge vertraut, d'Etude seet datt Blutt-baséiert mikrobiell DNA Liesunge fäeg sinn d'Präsenz an d'Aart vu Kriibs a fréiere Stadien genau z'entdecken wéi aktuell flësseg Biopsie Tester, souwéi fir Kriibs déi genetesch Mutatiounen feelen, déi vun dëse Plattformen erkennbar sinn.

Aschränkungen an Aschränkungen

D'Fuerscher si séier drop hinzeweisen datt et nach ëmmer d'Méiglechkeet ass datt Blutt-baséiert mikrobiell DNA Liesungen Zeeche vu Kriibs verpassen an e falsch-negativ Resultat zréckginn. Awer si erwaarden datt hir nei Approche méi korrekt gëtt wéi se hir Maschinnléiere Modeller mat méi Daten verfeineren.

A wärend falsch Negativer manner heefeg si mat der mikrobieller DNA Approche, falsch Positiver -; héieren datt Dir Kriibs hutt wann Dir net -; sinn nach ëmmer e Risiko.

De Patel sot datt just well e Kriibs fréi festgestallt gëtt, et heescht net datt et ëmmer direkt Behandlung erfuerdert. E puer DNA Ännerunge si net-kriibserreegend, Ännerungen am Zesummenhang mat Alterung, harmlos oder selbstléislech. Dir géift ni iwwer si wëssen ouni den Test. Dofir ass méi Screening a méi Kriibsdiagnosen net ëmmer eng gutt Saach, De Patel sot, a soll vun Expertkliniker bestëmmt ginn.

D'Team huet och gewarnt datt och wann eng mikrobiell Liesung op Kriibs weist, de Patient géif méiglecherweis zousätzlech Tester erfuerderen fir d'Diagnos ze bestätegen, bestëmmen d'Bühn vum Tumor a identifizéieren seng exakt Plaz.

Virun kucken

De Knight sot, datt vill Erausfuerderunge nach ëmmer virleien, wéi säin Team dës initial Observatioune weiderentwéckelt an en FDA-approuvéierten diagnosteschen Test fir Kriibs. Virun allem, si mussen hir Erkenntnisser an enger vill méi grousser a méi diverser Patientepopulatioun validéieren, eng deier Entreprise. Si musse definéieren wéi eng "gesond" Blutt-baséiert mikrobiell Liesung ënner ville ausgesäit, verschiddenste Leit. Si wëllen och bestëmmen ob déi mikrobiell Ënnerschrëften, déi se a mënschlecht Blutt erkennen, aus liewege Mikroben kommen, dout Mikroben oder doudeg Mikroben déi opgebrach sinn, dispergéieren hiren Inhalt -; en Abléck deen hinnen hëllefe kéint hir Approche ze verfeineren an ze verbesseren.

Fir Bluttbaséiert mikrobiell DNA Liesungen duerch déi nächst Schrëtt a Richtung reglementaresch Genehmegung virzegoen, Kommerzialiséierung a klinesch Uwendung vun engem diagnosteschen Test, Knight a Poore hunn Patentanwendungen ofginn a si hunn eng Spinoutfirma mam Numm Micronoma gegrënnt, mam Co-Autor Sandrine Miller-Montgomery, Dokteraarbecht, Professer fir Praxis an der Jacobs School of Engineering an Exekutivdirekter vum Center for Microbiome Innovation an UC San Diego.

Déi lescht Studie kann wichteg Verännerungen am Beräich vun der Kriibsbiologie fuerderen, Poore gesot.

"Zum Beispill, et ass üblech Praxis datt Mikrobiologen vill Kontaminatiounskontrollen an hiren Experimenter benotzen, awer dës goufen historesch selten a Kriibsstudien benotzt, "sot hien." Mir hoffen datt dës Studie zukünfteg Kriibsfuerscher encouragéiere fir 'mikrobiell bewosst' ze sinn. "

D'Fuerscher suggeréieren och datt Kriibsdiagnostik nëmmen den Ufank ka sinn fir dat nei entdeckt Kriibsassoziéiert Bluttmikrobiom.

"Dëst neit Verständnis vun der Aart a Weis wéi mikrobiell Populatiounen sech mat Kriibs veränneren kéint eng komplett nei therapeutesch Avenue opmaachen, "Sot de Miller-Montgomery." Mir wëssen elo datt d'Mikroben do sinn, awer wat maachen se? A kéinte mir dës Mikroben manipuléieren oder imitéieren fir Kriibs ze behandelen? "