Атлас онкологического микробиома дает более четкое представление о микробиоте, живущей в органах

Биомедицинские инженеры из Университета Дьюка разработали алгоритм удаления зараженной микробной генетической информации из Атласа генома рака (TCGA). С более четкой картиной микробиоты, обитающей в различных органах как в здоровом, так и в злокачественном состоянии, Теперь исследователи смогут находить новые биомаркеры болезней и лучше понимать, как многочисленные виды рака влияют на человеческий организм.

В первом исследовании с использованием недавно очищенного набора данных исследователи уже обнаружили, что нормальные и раковые ткани органов имеют немного разный состав микробиоты, что бактерии из этих пораженных участков могут попасть в кровоток, и что эта бактериальная информация может помочь диагностировать рак и прогнозировать результаты лечения пациентов.

Результаты появятся онлайн 30 декабря в журнале. Клеточный хозяин и микроб .

TCGA - это знаковая программа в области геномики рака, которая на молекулярном уровне охарактеризовала более 20, 000 первичного рака и сопоставленных здоровых образцов, охватывающих 33 типа рака. Он произвел более 2,5 миллионов гигабайт «ядерных» данных. Атлас включает информацию о том, какая ДНК присутствует, какие эпигенетические маркеры есть в ДНК, какая ДНК включена и какие белки производятся. Он находится в свободном доступе для публичного использования.

Одно исследование на основе данных атласа показало изобилие Fusobacterium nucleatum при колоректальном раке, что с тех пор показало, что это указывает на стадию, выживание метастазирование и даже лекарственные реакции этого вида рака. Во многих других исследованиях проводился поиск таких бактериальных биомаркеров, однако немногие из них были обнаружены. Основная причина этого - загрязнение.

Когда бактерии попадают в образцы случайно из лаборатории, становится трудно определить, какие виды действительно присутствовали в пробах. Хотя аналогичные исследования микробиома с использованием материала, богатого микробами, такого как фекалии, могут преодолеть небольшие количества загрязнения, относительно небольшие образцы, взятые из живых органов человека, и образцы опухолей не могут.

При изучении подмножества данных секвенирования TCGA, предыдущие анализы показали, что микробная ДНК ряда видов была результатом лабораторного заражения.

<цитата>

Все исследования микробиоты страдают от того, что если вы обнаружите микроб, действительно ли это было в ткани или это было загрязнение, внесенное во время обработки? Мы изобрели метод, который может извлекать микробы, которые действительно присутствовали в каждом образце, и использовали его для создания того, что мы назвали Атласом микробиома рака. который станет огромным ресурсом для сообщества и позволит нам понять, как рак изменяет микробиом органа ».

Силин Шэнь, доцент кафедры биомедицинской инженерии семьи Хокинс в Duke

Метод удаления загрязнения из данных TCGA был изобретен Андерсом Дольманом, аспирант в лаборатории Шэня. Дольман сначала сравнил микробиомные сигнатуры раковых тканей из разных органов и крови. и исключены виды-загрязнители, которые обнаруживаются без разбора. Затем он сравнил сигнатуры микробиома идентичных образцов, которые были обработаны на разных участках. от Гарварда до Бейлора. Дохман пришел к выводу, что виды микробов, которые могут быть обнаружены только на определенном участке, будут загрязняющими веществами, позволяя ему назначать уникальную сигнатуру загрязнения для каждого участка.

"Большой проблемой в этом процессе были виды со смешанными доказательствами, бактерии, которые являются эндогенными и загрязняющими веществами для тканей, - сказал Долман. - Но поскольку в TCGA так много разных типов данных, мы смогли дразнить это. Большие данные действительно помогают! "

Эти усилия уже приносят дивиденды разными способами. После использования алгоритма дезактивации Дольмана, исследователи внимательно изучили сигнатуры микробиоты образцов, взятых у пациентов с колоректальным раком. Они обнаружили две уникальные группы бактерий, которые часто встречаются вместе, один из которых, по-видимому, связан с выживаемостью пациента.

Исследователи также обнаружили, что некоторые виды рака действительно изменяют микробиом своих внутренних органов. Может быть, Шен причины, что опухоли изменяют микросреду органа, делая его более или менее благоприятным для различных видов микробов. И, ища микробные сигнатуры в образцах крови пациентов, они также обнаружили, что, вопреки общепринятому мнению об обратном, некоторые бактерии попадают в кровоток, которые также могут указывать на прогрессирование рака.

"В этой области произошел своего рода кризис, связанный с тем, можно ли воспроизводить громкие статьи, из-за проблемы загрязнения, - сказал Шен. - Например, в то время как один центр сможет воспроизвести его результаты, другой центр не стал бы. Это объясняет почему:у каждого центра есть своя очень последовательная предвзятость. (Собственные постоянные загрязнители микробов.) В будущем, новые исследования могут использовать наш метод, чтобы устранить эту систематическую ошибку и воспроизвести результаты, и исследовательские центры могли бы использовать их предвзятость, которую мы выявили, для смягчения их заражения ».

• MIND и средиземноморская диета коррелировали с более поздним началом болезни Паркинсона
• Исследователи находят простой способ устранить ошибки секвенирования, возникающие при использовании портат…