O Atlas do Microbiome do Câncer fornece uma imagem mais clara da microbiota que vive nos órgãos

Os engenheiros biomédicos da Duke University desenvolveram um algoritmo para remover informações genéticas microbianas contaminadas do Atlas do Genoma do Câncer (TCGA). Com uma imagem mais clara da microbiota que vive em vários órgãos em estados saudáveis ​​e cancerosos, os pesquisadores agora serão capazes de encontrar novos biomarcadores de doenças e entender melhor como vários cânceres afetam o corpo humano.

p No primeiro estudo usando o conjunto de dados recém-descontaminado, os pesquisadores já descobriram que tecidos de órgãos normais e cancerosos têm uma composição de microbiota ligeiramente diferente, que as bactérias desses locais doentes podem entrar na corrente sanguínea, e que essas informações bacterianas podem ajudar a diagnosticar o câncer e prever os resultados dos pacientes.

p Os resultados aparecem online no dia 30 de dezembro na revista Hospedeiro celular e micróbio .

p TCGA é um programa de genômica de câncer de referência que caracterizou molecularmente mais de 20, 000 câncer primário e amostras saudáveis ​​correspondentes abrangendo 33 tipos de câncer. Ele produziu mais de 2,5 milhões de gigabytes de dados "ômicos". O atlas inclui qual DNA está presente, quais marcadores epigenéticos estão no DNA, qual DNA está ativado e quais proteínas estão sendo produzidas. Ele está disponível gratuitamente para uso público.

p Um estudo dos dados do atlas revelou uma abundância de Fusobacterium nucleatum no câncer colorretal, que desde então tem se mostrado um indicativo de estágio, sobrevivência, metástases e até mesmo respostas a medicamentos desse tipo de câncer. Muitos outros estudos procuraram por tais biomarcadores bacterianos, no entanto, poucos foram descobertos. Um grande motivo para isso é a contaminação.

p Quando as bactérias são introduzidas nas amostras acidentalmente pelos laboratórios, torna-se difícil discernir quais espécies estavam realmente nas amostras para começar. Embora estudos semelhantes de microbioma usando material rico em micróbios, como fezes, possam superar pequenas quantidades de contaminação, as amostras relativamente minúsculas retiradas de órgãos humanos vivos e as amostras de tumor não.

p Ao examinar um subconjunto de dados de sequenciamento TCGA, análises anteriores descobriram que o DNA microbiano de várias espécies era o resultado de contaminação de laboratório.

p Todos os estudos da microbiota são atormentados pela noção de que se você encontrar um micróbio, estava realmente no tecido ou foi introduzida contaminação durante o processamento? Inventamos um método que pode extrair os micróbios que estavam realmente em cada amostra e o usamos para construir o que chamamos de Atlas de Microbiome do Câncer, que será um recurso tremendo para a comunidade e nos permitirá entender como o câncer altera o microbioma de um órgão. "

Xiling Shen, o Professor Associado da Família Hawkins de Engenharia Biomédica na Duke

p O método para remover a contaminação dos dados TCGA foi inventado por Anders Dohlman, um estudante de pós-graduação no laboratório de Shen. Dohlman primeiro comparou as assinaturas do microbioma entre tecidos cancerígenos de diferentes órgãos e sangue, e descartou espécies contaminantes que apareceram indiscriminadamente. Ele então comparou as assinaturas do microbioma de amostras idênticas que foram processadas em locais separados, variando de Harvard a Baylor. Dohlman concluiu que as espécies microbianas que só podem ser detectadas em um local específico seriam os contaminantes, permitindo-lhe atribuir uma assinatura de contaminação única para cada local.

p "Um grande desafio neste processo foram as espécies com evidências mistas, que são bactérias contaminantes e endógenas ao tecido, "disse Dohlman." Mas como o TCGA tem tantos tipos diferentes de dados, fomos capazes de provocar. Big data realmente ajuda! "

p O esforço já está rendendo dividendos de várias maneiras. Depois de usar o algoritmo de descontaminação de Dohlman, os pesquisadores analisaram de perto as assinaturas da microbiota de amostras retiradas de pacientes com câncer colorretal. Eles descobriram dois grupos únicos de bactérias frequentemente encontrados juntos, um dos quais parece estar associado à sobrevivência do paciente.

p Os pesquisadores também descobriram que alguns tipos de câncer realmente alteram o microbioma de seus órgãos residentes. Pode ser, Razões de Shen, que os tumores alteram o microambiente de um órgão, tornando-o mais ou menos hospitaleiro para diferentes espécies microbianas. E ao procurar assinaturas microbianas em amostras de sangue de pacientes, eles também descobriram que, apesar da sabedoria convencional em contrário, algumas bactérias encontram seu caminho na corrente sanguínea, que também pode fornecer uma indicação do progresso do câncer.

p “Tem havido uma espécie de crise no campo sobre a possibilidade de reprodução ou não de artigos de grande visibilidade, devido ao desafio da contaminação, "disse Shen." Por exemplo, enquanto um centro seria capaz de reproduzir seus resultados, outro centro não. Isso explica o porquê:Cada centro tem sua própria tendência bastante consistente. (Seus próprios contaminantes microbianos residentes.) No futuro, novos estudos podem usar nosso método para remover esse viés e reproduzir os resultados, e os centros de pesquisa podem ser capazes de usar o preconceito que identificamos para mitigar sua contaminação. "

• As dietas MIND e mediterrânea estão correlacionadas com o início tardio da doença de Parkinson
• Os pesquisadores identificam uma maneira simples de eliminar os erros de sequenciamento produzidos pelo sequenciador de DNA portátil