Nova analiza ugotavlja globalne mikrobne znake kolorektalnega raka

Že dolgo je znano, da se rak pojavlja zaradi izpostavljenosti okolja, kot sta nezdrava prehrana ali kajenje. V zadnjem času, mikrobi, ki živijo v našem telesu in na našem telesu, so nastopili kot ključni akterji:medtem ko lahko rak želodca povzroči ena sama bakterijska vrsta, Helicobacter pylori, vloga črevesnih mikrobov pri razvoju kolorektalnega raka - tretjega najpogostejšega raka na svetu - je manj jasna. Da bi ugotovili njihov vpliv, Cilj asociacijskih študij je prikazati, kako se mikrobi, ki kolonizirajo črevesje bolnikov z rakom debelega črevesa in danke, razlikujejo od tistih, ki živijo pri zdravih osebah.

Raziskovalci iz EMBL, Univerza v Trentu, in njihovi mednarodni sodelavci so zdaj analizirali več obstoječih študij združevanja mikrobiomov kolorektalnega raka skupaj z novo pridobljenimi podatki. Njihove metaanalize ugotavljajo spremembe mikrobiomov, specifične za bolezen, ki so globalno robustne - dosledne v sedmih državah na treh celinah - kljub razlikam v okolju, prehrana in življenjski slog. Njihova študija je bila danes objavljena leta Naravna medicina .

Georg Zeller iz Evropskega laboratorija za molekularno biologijo (EMBL) v Heidelbergu, Nemčija:"Uporabili smo strogo analizo strojnega učenja za identifikacijo mikrobnih podpisov za kolorektalni rak. Te podpise smo potrdili v zgodnjih fazah raka in v več študijah, zato lahko služijo kot podlaga za prihodnje neinvazivno presejanje raka. "

Nicola Segata z Univerze v Trentu v Italiji:"Ne samo, da smo v populaciji ustanovili skupino črevesnih mikrobov, povezanih s kolorektalnim rakom, našli pa so tudi znake v presnovi mikrobov, ki imajo podobno napovedno moč. To bo omogočilo nove raziskave, katerih cilj je razumeti, kako lahko črevesni mikrobi vzročno prispevajo k razvoju raka. "

Študija, ki so jo vodili znanstveniki EMBL, se osredotoča na proces, v katerem nekatere črevesne bakterije spremenijo žolčne kisline, ki so del naših prebavnih sokov, v presnovke, ki so lahko rakotvorni. Sorodna študija Univerze v Trentu kaže, kako nekatere vrste bakterij razgrajujejo holin, bistveno hranilo, ki ga vsebuje meso in druga živila, in ga spremenijo v potencialno nevaren presnovek. Pred tem je bilo dokazano, da ta presnovek poveča tveganje za bolezni srca in ožilja, in je zdaj lahko povezan tudi z kolorektalnim rakom.

Eden od izzivov metagenomskih študij, ki temeljijo na genskem materialu iz mikrobov v vzorcih okolja, kot je blato, je povezati genetske fragmente z različnimi mikrobnimi organizmi, ki jim pripadajo. Cilj te tako imenovane taksonomske naloge profiliranja je identificirati in količinsko opredeliti bakterijske vrste, prisotne v vzorcu. "Kljub različnim pristopom pri taksonomskem profiliranju in statistični analizi, naše študije so prišle do zelo podobnih zaključkov, "pravi vodja skupine EMBL Peer Bork, "zaradi česar je to eden najbolj obetavnih primerov za diagnostiko na osnovi mikrobiomov doslej."

"Na poti do popolne opredelitve mikrobioma črevesnega črevesja za asociacijske študije"

Na plošči reproduciranih mikrobnih markerjev, povezanih s kolorektalnim rakom, ki so bili ugotovljeni, obstajata obe prej povezani bakteriji, kot je Fusobacterium nucleatum, ter nove mikrobne vrste in geni. "Pri analizi metagenomskih podatkov, ključno vlogo ima računska analiza. Razviti smo morali algoritme za identifikacijo mikrobov pri zelo visoki ločljivosti in natančnosti, "pravi Segata, ki je vodil študijo na Univerzi v Trentu." Gen, ki razgradi holin v potencialno nevarnem presnovku, je dober primer. Ta gen v črevesnem mikrobiomu pogosto nosi bakterijska vrsta, ki nima imena in smo jo odkrili v drugem delu v začetku tega leta. "

V tem drugem delu, objavljenem v reviji Cell, Segata in njegova skupina sta z metagenomiko identificirali več sto mikrobnih vrst, ki prevladujejo v črevesnem mikrobiomu, vendar so do zdaj ostale neraziskane s standardnimi eksperimentalnimi orodji. "Nadaljevanje tega prizadevanja za popolno odkrivanje raznolikosti črevesnega mikrobioma lahko privede do odkrivanja dodatnih povezav članov mikrobioma z drugimi človeškimi boleznimi."

Nadaljnje širjenje velikosti kohorte in raznolikosti prebivalstva

Študije so tudi pokazale, da sta število in velikost kohorte, vključene v metaanalizo, ključna za vzpostavitev močne povezave med črevesnim mikrobiomom in kolorektalnim rakom. "Črevesni mikrobiom je močno odvisen od dejavnikov, kot je prehrana, življenjski slog, in okolje, "nadaljuje Segata, "in upoštevanje geografsko in kulturno raznolikih populacij je torej potrebno za pridobitev mikrobnih podpisov, ki so resnično globalno povezani s kolorektalnim rakom." To tudi pomeni, da lahko vključitev več metagenomskih vzorcev iz premalo zastopanih populacij in približevanje velikosti vzorca nekaterih trenutnih človeških genetskih študij dodatno izboljšajo povezavo in bolje spodbujajo prihodnje diagnostične in terapevtske strategije za kolorektalni rak, ki temeljijo na mikrobiomih.

• Študija MUSC ponuja dokaze o povezavi med puščanjem črevesja in proizvodnjo avtoprotiteles pri bolnikih s HIV
• Črevesna mikrobiota lahko pomaga napovedati pojav kolorektalnega raka