Nový výzkum odhaluje bakteriální PSČ kolorektálního karcinomu pro předpověď a přežití

Nový výzkum odhaluje bakteriální PSČ kolorektálního karcinomu pro předpověď a přežití

Nedávná studie ukazuje, že bakterie žijící v kolorektálních nádorech tvoří odlišné ekosystémy, které jsou úzce spojeny s progresí onemocněníNa výsledky pacientů. Zdá se, že tyto „tkáňové“ mikroby hrají zásadní roli při utváření biologie nádoru a mohou pomoci předpovídat přežití pacientů přesněji než samotné tradiční klinické faktory.

Výzkum provedli vědci z BGI Genomics ve spolupráci s Uppsalskou univerzitou, Umeå University a KTH Royal Institute of Technology. Bylo zveřejněno vKomunikace přírodyZačátek prosince 2025.

Analýzou téměř 1000 vzorků kolorektálního karcinomu vědci identifikovali specifické mikrobiální vzorce spojené s lokalizací nádoru, genetickými charakteristikami a výsledky pacientů. Na základě těchto vzorců také vyvinuli nové skóre mikrobiálního rizika (MRS), které poskytuje praktický způsob, jak transformovat složitá mikrobiální data na prognostické poznatky.

Tato práce staví na dlouhodobé spolupráci mezi BGI Genomics a výzkumnou sítí U-CAN ve Švédsku. Apředchozí studiumstejným týmem, zveřejněno vPřírodav loňském roce vytvořila komplexní genomový rámec pro kolorektální karcinom pomocí rozsáhlého celogenomového a transkriptomového sekvenování. Nový výzkum rozšiřuje tento rámec tak, aby zahrnoval zásadní nový rozměr – systematickou charakterizaci tkáňových mikrobů – a poskytuje hlubší vhled do složité biologické krajiny kolorektálního karcinomu.

Mikrobiální společenství se liší zleva doprava

Jedním z nejpozoruhodnějších zjištění je, že anatomická lokalizace nádoru má významný vliv na jeho mikrobiom. Rakoviny, které vznikají na pravé a levé straně tlustého střeva, obsahují výrazně odlišná mikrobiální společenství.

Dominovaly pravostranné nádoryFirmicutesBakterie, včetně rodin jakoLachnospiraceae(Například,Blautia) ARuminococcaceae(včetněFaecalibacterium). Tyto nádory obsahovaly velké množství bakterií, ale vykazovaly nižší celkovou mikrobiální diverzitu.

Naproti tomu levostranné a rektální nádory podporovaly rozmanitější komunity s nižší bakteriální abundancí. Tato místa byla obohacena o mikroby, jako jsouEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilaAPorphyromonasDruh.

Rozdíl mezi nádorovou tkání a přilehlou normální tkání byl zvláště výrazný v pravém tlustém střevě. Některé bakterie spojené s rakovinou, včetně specifických poddruhůFusobacterium nucleatumbyly trvale obohaceny o nádory bez ohledu na jejich umístění.

Tyto mikrobiální „podpisy“ byly ověřeny v nezávislých kohortách pacientů. Pomocí modelů strojového učení byli vědci schopni přesně předpovědět, zda nádor pochází z pravé nebo levé strany tlustého střeva pouze na základě jejich mikrobiomu. Pravostranné mikrobiální profily byly také spojeny se signálními cestami souvisejícími s hypoxií, což naznačuje, že podmínky s nízkým obsahem kyslíku v nádorech napomáhají selekci specifických bakterií, které zase mohou ovlivnit chování nádoru.

Mikrobi mění genetiku nádorů

Studie také zjistila silné spojení mezi mikroby rezidentními v nádoru a genetickou krajinou kolorektálního karcinomu.

Nádory s vysokým počtem genetických mutací – častější v pravém tlustém střevě – obsahovaly odlišná mikrobiální společenství obohacená o bakterie pocházející z úst. Ty zahrnovaly několik poddruhůFusobacterium nucleatuma mikroby jako napřTreponema.

Nádory s menším počtem mutací vykazovaly jiný vzor. Tyto rakoviny jsou častějšíE.colivčetně kmenů nesoucích DNA poškozující genomový ostrov pks. Tyto bakterie byly spojeny se specifickými mutacemi a byly častější u levostranných nádorů.

Důležité je, že vědci pozorovali, že samotné mikrobiální narušení je definujícím znakem kolorektálního karcinomu. Napříč všemi genetickými podtypy byly nádory konzistentně obohaceny o patogenní bakterie ve srovnání se sousední normální tkání. To naznačuje, že mikrobiální nerovnováha není pouhým vedlejším produktem genetických změn, ale ústřední složkou tumorigeneze.

Bakterie indikují podtypově specifické chování nádoru

Když byly nádory stratifikovány podle zavedených molekulárních subtypů, prognostický význam specifických mikrobů se stal ještě jasnějším.

Vysoké hladiny jsou přítomny v nádorech CMS2 – podtyp častější u levostranných karcinomů a mladších pacientůEnterobacteriaceaezejména pks-pozitivníE.colibyly silně spojeny s horším přežitím. Tyto nádory také vykazovaly známky zvýšené hypoxie.

Naopak u podtypu CMS4 byly zvýšené hladiny Fusobacterium spojeny s horšími výsledky. Tyto nádory vykazovaly oslabenou protinádorovou imunitní odpověď, včetně snížené aktivity CD8-pozitivních T buněk.

Tyto výsledky ukazují, že účinek konkrétní bakterie závisí na molekulárním subtypu a mikroprostředí nádoru. Stejný mikroorganismus může signalizovat velmi odlišné biologické chování v závislosti na tom, kde a jak působí.

Skóre mikrobiálního rizika s klinickým potenciálem

Nejrychleji implementovatelným výsledkem studie je skóre mikrobiálního rizika.

Kombinací obou vysoce rizikových bakterií (napřClostridiumdruhy) a typy ochrany (včetněFaecalibacterium prausnitzii), skóre mikrobiálního rizika nezávisle předpovídalo přežití pacientů. V několika analýzách zlepšila prognostickou přesnost nad standardní faktory, jako je věk, stádium nádoru a genetika rakoviny. Ochranné mikrobiální profily byly spojeny se sníženou zánětlivou signalizací, zatímco profily vysokého rizika byly v souladu se signálními cestami, o nichž je známo, že podporují progresi rakoviny.

To bylo pozoruhodné zjištěníAkkermansia muciniphilačasto považovaný za prospěšnou bakterii, byl spojen s horší mírou přežití, když byl přítomen ve velkém množství ve tkáni sousedící s nádory. To zdůrazňuje kontextově závislou roli mikrobů v rakovině.

Dohromady tato zjištění mění pohled na rakovinu tlustého střeva a konečníku z onemocnění způsobeného výhradně lidskými buňkami na onemocnění, které je v podstatě formováno interakcemi mezi lidskou genetikou a mikroby rezidentními v nádorech. Dekódováním mikrobiálních „PSČ“ v nádorech přidává studie novou úroveň biologického náhledu a otevírá dveře k personalizovanějšímu prognostickému hodnocení.

Zatímco léčba založená na mikrobiomu ještě není na dosah, mikroby rezidentní v nádorech se objevují jako důležité biomarkery a potenciální budoucí cíle. Jak se genomická a mikrobiální data stále sbližují, pochopení rakoviny může stále více vyžadovat pohled za nádorové geny na komplexní mikrobiální ekosystémy, které je obklopují a interagují s nimi.

O BGI Genomics

BGI Genomics se sídlem v Shenzhenu v Číně je předním světovým poskytovatelem integrovaných řešení pro přesnou medicínu. Naše služby pokrývají více než 100 zemí a regionů a zahrnují více než 2 300 zdravotnických zařízení. V červenci 2017 byla BGI Genomics (300676.SZ) oficiálně uvedena na Shenzhen Stock Exchange jako dceřiná společnost BGI Group.

Zdroje: