Istraživanje međunarodnog tima znanstvenika, uključujući Brazilce, otkrilo je vezu između kolorektalnog karcinoma i promjena u obrascima crijevne mikrobiote koje ne ovise o prehrambenim navikama proučavane populacije. Otkriće otvara put razvoju neinvazivnih testova koji mogu predvidjeti pojavu bolesti.
Studija je objavljena ovog ponedjeljka, 1. travnja, u časopisu Nature Medicine. Njegov prvi autor je Andrew Maltez Thomas, koji je doktorirao bioinformatiku na Sveučilištu São Paulo (USP), Brazil. Thomasa podržala je São Paulo Research Foundation - FAPESP putem stipendije za istraživačku praksu na Sveučilištu Trento u Italiji.
U jednom od najvećih i najrazličitijih istraživanja ikada provedenih na tu temu, istraživači su kombinirali metagenomiku, bioinformatika i strojno učenje (uz upotrebu umjetne inteligencije) za korelaciju pojave kolorektalnog karcinoma s podacima o crijevnim mikrobiotama za 969 ljudi u Kanadi, Kina, Francuska, Njemačka, Japanu i Sjedinjenim Državama.
Nalazi su identificirali skupine mikroorganizama povezanih s kolorektalnim karcinomom u svim ispitivanim populacijama, i potpisi u mikrobnom metabolizmu (uzorci metabolita koje proizvode mikroorganizmi) koji se mogu koristiti za predviđanje pojave bolesti. Istraživanje je imalo još dva važna ishoda. Jedan je otkriće u crijevima pacijenata s kolorektalnim karcinomom određene vrste bakterija koja se obično nalazi u ustima i dišnim putovima. Drugi je korelacija između kolorektalnog karcinoma i prisutnosti gena za mikrobni enzim koji razgrađuje kolin, esencijalna hranjiva tvar vitamina B.
Studija je otkrila veću razinu bakterijske vrste Fusobacterium nucleatum u pacijenata s kolorektalnim karcinomom nego u zdravih osoba. Ova bakterija obično nastanjuje područja usne šupljine, a smatralo se da je kiselost drugih dijelova gastrointestinalnog trakta za njega kobna.
"Veći broj oralnih bakterija obično putuje u crijeva kod pacijenata s kolorektalnim karcinomom. Ova migracija može uzrokovati upalu u crijevima, uzrokuje nastanak tumora, "Thomas je rekao." Međutim, ne znamo pravi razlog migracije, samo što postoji veza između prisutnosti ovih bakterija u crijevima i kolorektalnog karcinoma i ta veza zaslužuje daljnje istraživanje. "
Drugo otkriće, značajna prisutnost gena za mikrobni enzim kolin trimetilamin-liazu (cutC) u fekalnim uzorcima pacijenata kolorektalnog karcinoma, pojačava mogućnost kancerogene veze između crijevne mikrobiote i masne prehrane, na što ukazuju prethodna istraživanja. "Kad enzim cijepa kolin, koje obiluje dijetama koje sadrže velike količine crvenog mesa i druge masne hrane, oslobađa acetaldehid, dobro poznati kancerogen, “Rekao je Thomas.
U studiji, istraživači su koristili podatke o sastavu i brojnosti svih bakterija pronađenih u 969 uzoraka izmeta. Za razvoj jednostavne metode analize koju klinike i bolnice mogu široko koristiti, odabrali su statistički značajne bakterije.
"Naši rezultati iz 16 vrsta bakterija bili su usporedivi s onima iz analiza korištenjem svih vrsta. Ovo je važan korak u razvoju jednostavnog dijagnostičkog alata koji nema potrebe za sekvenciranjem cijele mikrobiote, ali ima potrebnu preciznost, “Rekao je Thomas.
Povezivanje nije uzročno -posljedična veza
U posljednjih deset godina poraslo je istraživanje veza između crijevne mikrobiote i zdravlja ljudi, no nova studija donosi inovacije poimajući bakterije kao markere razvoja bolesti.
"Markere se obično traži izravno u vezi s tumorskim stanicama. Koristimo drugačiji koncept. Naša se analiza temelji na promjenama u relativno malom skupu bakterija u spektru stotina bakterija koje žive u crijevima i mogu ukazivati na prisutnost bolest, "rekao je Emmanuel Dias-Neto, istraživač u Međunarodnom istraživačkom centru CIPE Camargo Cancer Center (CIPE) i koautor članka.
Sekvenciranje DNA dobivene iz crijevne mikrobiote omogućilo je istraživačima da identificiraju bakterije prisutne u svakom uzorku izmeta, za mjerenje količine svake bakterije, i identificirati varijante u svojim genomima koje mogu biti povezane s različitim ishodima, kao što je povećan rizik od raka debelog crijeva.
Treba naglasiti, međutim, da studija nije pokazala da promjene u crijevnoj mikrobioti uzrokuju kolorektalni karcinom.
"Otkrili smo udrugu, ali to ne podrazumijeva nužno uzročnu vezu. Pitanje je mogu li određene bakterije uzrokovati rak ili rak stvara drugačije okruženje u kolorektalnom kanalu i time favorizira određene bakterije u odnosu na druge. Još nemamo odgovor, što bi bilo temeljno za rezultate istraživanja opisanih u članku koji bi pomogli u razvoju terapija za liječenje kolorektalnog karcinoma, "rekao je João Carlos Setubal, Redoviti profesor na Odjelu za biokemiju Sveučilišta São Paulo, koordinatorica Interunit postdiplomskog programa bioinformatike istog sveučilišta, a također i koautor članka. Setubal i Dias-Neto nadgledali su Thomasovo doktorsko istraživanje.
Računalna analiza
Prema istraživačima, ovo bi moglo biti najveće istraživanje kolorektalnog karcinoma ikada temeljeno na podacima iz fekalnih uzoraka i tako raznolike populacije. Grupa je analizirala podatke iz pet javnih studija i dvije druge studije istraživača sa Sveučilišta u Trentu.
Na temelju podataka iz ovih sedam studija uspjeli su identificirati enzime i bakterije, te utvrditi kako crijevna mikrobiota može predvidjeti razvoj kolorektalnog karcinoma. Koristili su podatke iz dvije druge studije s 200 uzoraka kako bi potvrdili svoje nalaze.
"DNK sekvenciranje uzoraka, što je zahtijevalo razlikovanje DNK mikrobiote od ljudske DNK, bio je način identificiranja i kvantificiranja vrsta mikroorganizama i njihovih gena prisutnih u uzorcima, "Rekao je Thomas." Izvadili smo DNK iz fekalnih uzoraka i sekvencirali je. Zatim smo koristili računske metode za analizu podataka. Kao rezultat toga, uspjeli smo identificirati i kvantificirati vrstu i brojnost gena. "
Budući da su podaci došli iz različitih studija, istraživači su koristili sofisticirane statističke metode kako bi ih analizirali kao cjelinu.
"Koristili smo meta-analitičke statističke metode i tehnike strojnog učenja kako bismo otkrili koliko su rezultati bili predviđljivi, “Rekao je Thomas.
Nalaze je potvrdio Nicola Segata, računski biolog na Sveučilištu u Trentu i nadzornik u inozemstvu za projekt, i potkrijepljeno drugim istraživanjem provedenim u Europskom laboratoriju za molekularnu biologiju (EMBL) u Njemačkoj o vezama između crijevnog mikrobioma i raka. Članak o studiji EMBL objavljen je u istom broju časopisa Nature Medicine.
"Prilikom pripreme članaka, razmijenili smo podatke i informacije s drugom grupom u partnerstvu koje se pokazalo iznimno važnim za jačanje naših nalaza. Iako smo koristili tehnike strojnog učenja i različite statističke metode, došli smo do istog zaključka da crijevni mikrobiom može predvidjeti prisutnost kolorektalnog karcinoma u različitim populacijama i studijama, “Rekao je Thomas.
6 razloga zašto je tamjan 'Sveti gral zdravstvenih proizvoda'
Drax Exametazime (sistemska intravenska primjena exametazime)
Vrsta bakterija gornjih dišnih putova mogla bi utjecati na težinu astme
Kako se odmah riješiti plina
Pješačenje zbog klimatskih promjena Opasnost od infekcija bakterijama koje jedu meso
Što je omentum?
Pulule za kontrolu rađanja povučene zbog opasnosti od neželjene trudnoće
Posljednje vijesti o trudnoći Preskakanje cjepiva protiv COVID-a u trudnoći Ove trudnice suočene su s visokim rizikom od srčanih bolesti Dojenje štiti mamino srce godinama kasnije Liječenje plodnosti
Zdrava crijeva za zdravo srce? Desetogodišnja studija bavi se povezivanjem crijeva i srca
Nova studija, objavljena u Journal of the American College of Cardiology, naglašava kako određene dijete mogu smanjiti rizik od kardiovaskularnih bolesti. Istraživači su otkrili da raznolika i zdrava
GERB (refluks kiseline) u dojenčadi i djece
GER (gastroezofagealni refluks), GERB (gastroezofagealni refluks) definicije i činjenice Znakovi i simptomi GER-a ili GERB-a u dojenčadi i djece se preklapaju. Dojenčad i djeca s GER-om imaju očiti