Tarmmikrobiomsignaturer i kolorektal cancer överskrider kultur och kost

Patienter med kolorektal cancer har samma konsekventa förändringar i tarmbakterierna över kontinenter, kulturer, och dieter - ett team av internationella forskare, bland annat från Köpenhamns universitet, hitta i en ny studie. Förhoppningen är att resultaten i framtiden kan användas för att utveckla en ny metod för att diagnostisera kolorektal cancer.

Cancer har länge varit känt för att uppstå på grund av miljöexponeringar som ohälsosam kost eller rökning. Nyligen, mikroberna som lever i och på vår kropp har kommit in på scenen som nyckelspelare. Men den roll som tarmmikrober spelar i utvecklingen av kolorektal cancer - den tredje vanligaste cancern i världen - är oklar. För att bestämma deras inflytande, föreningsstudier har syftat till att kartlägga hur mikroberna som koloniserar tarmen hos kolorektala cancerpatienter skiljer sig från dem som bor i friska försökspersoner.

Nu, forskare från Köpenhamns universitet, EMBL, universitetet i Trento, och deras internationella samarbetspartners har analyserat flera befintliga mikrobiomföreningsstudier av kolorektal cancer tillsammans med nygenererad data. Deras metaanalyser fastställer sjukdomsspecifika mikrobiomförändringar, som är globalt robusta - konsekvent i sju länder på tre kontinenter - trots skillnader i miljö, kost och livsstil.

"Under sjukdom kan vårt mikrobiom förändras. Om dessa förändringar är konsekventa i att varje person får samma sjukdom är det en sjukdomssignatur. Det vi visar i vår studie är att tarmmikrobiom signaturer i kolorektal cancer verkar vara universella. Detta är trots geografi, kultur och livsstil. I framtiden hoppas vi att vi kan använda dessa signaturer som biomarkörer och som ett diagnostiskt verktyg för kolorektal cancer, "säger Manimozhiyan Arumugam, Docent vid Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research.

De nya forskningsresultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Naturmedicin . Det är första gången en metaanalys för kolorektal cancer har gjorts i denna skala. I studien, forskarna har analyserat och använt data från sju kohorter från länderna Kina, Österrike, Frankrike, Tyskland, USA, Italien och Japan.

"Vi använde en noggrann maskininlärningsanalys för att identifiera mikrobiella signaturer för kolorektal cancer. Vi validerade dessa signaturer i tidiga cancerstadier och i flera studier, så att de kan fungera som grund för framtida icke-invasiv cancerscreening, "förklarar Georg Zeller från European Molecular Biology Laboratory (EMBL) i Heidelberg, Tyskland.

Två studier samma slutsats

Studien som leds av UCPH- och EMBL -forskare fokuserar på en process där vissa tarmbakterier förvandlar gallsyror som ingår i våra matsmältningsjuicer till metaboliter som kan vara cancerframkallande. En relaterad studie från University of Trento visar hur vissa bakterieklasser bryter ned kolin, ett viktigt näringsämne som finns i kött och andra livsmedel, och förvandla den till en potentiellt farlig metabolit. Denna metabolit har tidigare visat sig öka risken för kardiovaskulär sjukdom, och kan nu också kopplas till kolorektal cancer.

En av utmaningarna med metagenomiska studier, som är baserade på genetiskt material från mikrober i miljöprover som avföring, är att länka genetiska fragment till de olika mikrobiella organismerna de tillhör. Målet med denna sk taxonomiska profilering är att identifiera och kvantifiera bakteriearterna som finns i provet.

"Trots olika tillvägagångssätt inom taxonomisk profilering och statistisk analys, våra studier nådde mycket liknande slutsatser, vilket gör detta till ett av de mest lovande fallen för mikrobiombaserad diagnostik hittills, "säger EMBL -gruppledare Peer Bork.

Tarmmikrobernas roll i kolorektal cancer behöver fortfarande fastställas. Om förändringarna i mikrobiomet spelar en roll för att utveckla cancern, de kan också vara ett terapeutiskt mål. Därför, Manimozhiyan Arumugam hoppas att det kommer att bli mer fokus på mikrobiomets roll vid sjukdomar och att forskare kommer att inse fördelarna med att samla mikrobiomprover, till exempel, i stora årskullar.

"I Danmark, vi har stora biobanker med värdefulla prover från mänskliga volontärer och, mer viktigt, ett överflöd av hälsorelaterad information från de nationella hälsoregistren. Med tanke på vår unika fördel, prioritering av att lägga till mikrobiomprover till dessa biobanker kommer att ha stor betydelse för att identifiera mikrobiomets roll vid sjukdomar, "säger Manimozhiyan Arumugam.

• Studien erbjuder nytt hopp för patienter med dekompenserad cirros
• Patentsökt probiotika kan hjälpa patienter med mag-tarmsjukdomar att undvika skadliga biofilmer