Het is al lang bekend dat kanker ontstaat door blootstelling aan het milieu, zoals ongezonde voeding of roken. De laatste tijd, de microben die in en op ons lichaam leven, zijn als hoofdrolspelers op het toneel verschenen. Maar de rol die darmmicroben spelen bij de ontwikkeling van colorectale kanker - de derde meest voorkomende kanker wereldwijd - is onduidelijk. Om hun invloed te bepalen, associatiestudies hebben tot doel in kaart te brengen hoe de microben die de darmen van patiënten met colorectale kanker koloniseren, verschillen van die van gezonde proefpersonen.
Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen, EMBL, de Universiteit van Trente, en hun internationale medewerkers hebben meerdere bestaande microbioomassociatiestudies van colorectale kanker geanalyseerd samen met nieuw gegenereerde gegevens. Hun meta-analyses stellen ziektespecifieke veranderingen in het microbioom vast, die wereldwijd robuust zijn - consistent in zeven landen op drie continenten - ondanks verschillen in omgeving, dieet en levensstijl.
"Tijdens de ziekte kan ons microbioom veranderen. Als deze veranderingen consistent zijn bij elke persoon die dezelfde ziekte krijgt, is dit een kenmerk van ziekte. Wat we in onze studie laten zien, is dat de handtekeningen van het darmmicrobioom bij colorectale kanker universeel lijken te zijn. Dit is ondanks geografie, cultuur en levensstijl. We hopen dat we deze handtekeningen in de toekomst kunnen gebruiken als biomarkers en als diagnostisch hulpmiddel voor colorectale kanker, " zegt Manimozhiyan Arumugam, Universitair hoofddocent bij het Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research.
De nieuwe onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurgeneeskunde . Het is de eerste keer dat een meta-analyse voor darmkanker op deze schaal is uitgevoerd. In de studie, de onderzoekers hebben gegevens van zeven cohorten uit de landen China geanalyseerd en gebruikt, Oostenrijk, Frankrijk, Duitsland, de VS, Italië en Japan.
"We gebruikten een rigoureuze machine learning-analyse om microbiële handtekeningen voor colorectale kanker te identificeren. We hebben deze handtekeningen gevalideerd in vroege kankerstadia en in meerdere onderzoeken, zodat ze als basis kunnen dienen voor toekomstige niet-invasieve kankerscreening, " legt Georg Zeller van het European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Heidelberg uit, Duitsland.
Twee studies dezelfde conclusie
De studie onder leiding van UCPH- en EMBL-wetenschappers richt zich op een proces waarbij bepaalde darmbacteriën galzuren die deel uitmaken van onze spijsverteringssappen omzetten in metabolieten die kankerverwekkend kunnen zijn. Een verwante studie van de Universiteit van Trento laat zien hoe bepaalde klassen bacteriën choline afbreken, een essentiële voedingsstof in vlees en andere voedingsmiddelen, en verander het in een potentieel gevaarlijke metaboliet. Van deze metaboliet is eerder aangetoond dat het het risico op hart- en vaatziekten verhoogt, en kan nu ook in verband worden gebracht met darmkanker.
Een van de uitdagingen van metagenomische studies, die zijn gebaseerd op genetisch materiaal van microben in omgevingsmonsters zoals ontlasting, is om genetische fragmenten te koppelen aan de verschillende microbiële organismen waartoe ze behoren. Het doel van deze zogenaamde taxonomische profileringstaak is het identificeren en kwantificeren van de bacteriesoorten die in het monster aanwezig zijn.
"Ondanks verschillende benaderingen in taxonomische profilering en statistische analyse, onze studies kwamen tot zeer vergelijkbare conclusies, wat dit tot nu toe een van de meest veelbelovende gevallen voor op microbioom gebaseerde diagnostiek maakt, ’ zegt EMBL-groepsleider Peer Bork.
De rol van darmmicroben bij colorectale kanker moet nog worden vastgesteld. Als de veranderingen in het microbioom een rol spelen bij het ontstaan van de kanker, ze kunnen ook een therapeutisch doelwit zijn. Daarom, Manimozhiyan Arumugam hoopt dat er meer aandacht komt voor de rol van het microbioom bij ziekten en dat onderzoekers de voordelen inzien van het verzamelen van microbioommonsters, bijvoorbeeld, in grote cohorten.
"In Denemarken, we hebben grote biobanken met kostbare monsters van menselijke vrijwilligers en, belangrijker, een overvloed aan gezondheidsgerelateerde informatie uit de nationale gezondheidsregisters. Gezien ons unieke voordeel, prioriteit geven aan het toevoegen van microbioommonsters aan deze biobanken zal een grote impact hebben bij het identificeren van de rol van microbioom bij ziekten, " zegt Manimozhiyan Arumugam.