V prvej štúdii s použitím novo dekontaminovaného súboru údajov vedci už zistili, že normálne a rakovinové tkanivá orgánov majú mierne odlišné zloženie mikrobioty, že baktérie z týchto chorých miest sa môžu dostať do krvného obehu, a že tieto bakteriálne informácie by mohli pomôcť diagnostikovať rakovinu a predpovedať výsledky pacientov.
Výsledky sa online zobrazujú 30. decembra v denníku Bunkový hostiteľ a mikrób .
TCGA je významný program genomiky rakoviny, ktorý molekulárne charakterizoval viac ako 20 000 primárnych rakovín a zodpovedajúce zdravé vzorky z 33 typov rakoviny. Produkovalo viac ako 2,5 milióna gigabajtov „omických“ údajov. Atlas obsahuje informácie o tom, ktorá DNA je prítomná. aké epigenetické markery sú na DNA, ktorá DNA je zapnutá a ktoré proteíny sa vyrábajú. Je voľne dostupný pre verejnosť.
Jedna štúdia z údajov atlasu odhalila množstvo Fusobacterium nucleatum pri rakovine hrubého čreva a konečníka, čo sa odvtedy ukázalo ako dôkaz štádia, prežitie, metastázy a dokonca liekové reakcie tohto druhu rakoviny. Mnoho ďalších štúdií hľadalo takéto bakteriálne biomarkery, bolo ich však objavených len málo. Veľkým dôvodom je kontaminácia.
Keď laboratóriá omylom zavedú do vzoriek baktérie, Na začiatku je ťažké rozoznať, ktoré druhy boli skutočne vo vzorkách. Aj keď podobné mikrobiómové štúdie s použitím materiálu bohatého na mikróby, ako sú výkaly, môžu prekonať malé množstvá kontaminácie, relatívne miniatúrne vzorky odobraté zo živých ľudských orgánov a vzorky nádoru nemôžu.
Pri skúmaní podskupiny údajov o sekvenovaní TCGA, predchádzajúce analýzy zistili, že mikrobiálna DNA z mnohých druhov bola výsledkom laboratórnej kontaminácie.
Všetky štúdie o mikrobiote sú poznačené myšlienkou, že ak nájdete mikrób, bolo to skutočne v tkanive alebo to bola kontaminácia zavedená počas spracovania? Vymysleli sme metódu, ktorá dokáže extrahovať mikróby, ktoré boli skutočne v každej vzorke, a použili sme ju na vytvorenie toho, čo sme nazvali Atlas mikrobiómov rakoviny, čo bude pre komunitu obrovským zdrojom a umožní nám pochopiť, ako rakovina mení mikrobióm orgánu. “
Xiling Shen, Hawkins Family docent biomedicínskeho inžinierstva na Duke
Spôsob odstraňovania kontaminácie z údajov TCGA vynašiel Anders Dohlman, postgraduálny študent v Shenovom laboratóriu. Dohlman najskôr porovnal podpisy mikrobiómov medzi rakovinovými tkanivami z rôznych orgánov a krvi, a vylúčil kontaminujúce druhy, ktoré sa prejavovali bez rozdielu. Potom porovnal mikrobiómové podpisy identických vzoriek, ktoré boli spracované na rôznych miestach, od Harvardu po Baylor. Dohlman dospel k záveru, že kontaminantmi budú mikrobiálne druhy, ktoré je možné detekovať iba z konkrétneho miesta, čo mu umožňuje priradiť pre každé miesto jedinečný podpis kontaminácie.
„Veľkou výzvou v tomto procese boli druhy so zmiešanými dôkazmi, sú to baktérie, ktoré sú kontaminantmi aj endogénnymi tkanivami, "povedal Dohlman." Ale pretože TCGA má toľko rôznych typov údajov, dokázali sme to vyladiť. Veľké dáta skutočne pomáhajú! “
Snahou je už vyplácanie dividend rôznymi spôsobmi. Po použití Dohlmanovho dekontaminačného algoritmu vedci sa podrobne pozreli na mikrobiotické podpisy vzoriek odobratých od pacientov s rakovinou hrubého čreva a konečníka. Objavili dve jedinečné skupiny baktérií, ktoré sa často nachádzajú spoločne, jeden z nich sa zdá byť spojený s prežitím pacienta.
Vedci tiež zistili, že niektoré druhy rakoviny skutočne menia mikrobióm ich orgánov. To by mohlo byť, Shenove dôvody, že nádory menia mikroprostredie orgánu, čím sa stáva viac alebo menej pohostinným voči rôznym mikrobiálnym druhom. A hľadaním mikrobiálnych podpisov vo vzorkách krvi pacienta, tiež zistili, napriek konvenčnej múdrosti, ktorá je opakom, niektoré baktérie sa dostanú do krvného obehu, čo by tiež mohlo naznačovať priebeh rakoviny.
„V tejto oblasti nastala určitá kríza v súvislosti s tým, či je možné reprodukovať vysokoprofilové papiere, alebo nie, vzhľadom na výzvu kontaminácie, "povedal Shen." Napríklad zatiaľ čo jedno centrum by bolo schopné reprodukovať svoje výsledky, iné centrum by nebolo. To vysvetľuje, prečo:Každé centrum má svoje vlastné veľmi konzistentné zaujatosti. (Jeho vlastné rezidentné mikrobiálne kontaminanty.) V budúcnosti nové štúdie môžu použiť našu metódu na odstránenie tejto zaujatosti a reprodukciu výsledkov, a výskumné centrá môžu byť schopné využiť svoju zaujatosť, ktorú sme identifikovali, na zmiernenie ich kontaminácie. “