Νέα έρευνα αποκαλύπτει τον βακτηριακό «ταχυδρομικό κώδικα» του καρκίνου του παχέος εντέρου για πρόβλεψη και επιβίωση

Νέα έρευνα αποκαλύπτει τον βακτηριακό «ταχυδρομικό κώδικα» του καρκίνου του παχέος εντέρου για πρόβλεψη και επιβίωση

Μια πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι τα βακτήρια που ζουν σε όγκους του παχέος εντέρου σχηματίζουν ξεχωριστά οικοσυστήματα που συνδέονται στενά με την εξέλιξη της νόσουΝκαι τα αποτελέσματα των ασθενών. Αυτά τα μικρόβια που κατοικούν στον ιστό φαίνεται να διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στη διαμόρφωση της βιολογίας του όγκου και μπορεί να βοηθήσουν στην πρόβλεψη της επιβίωσης του ασθενούς με μεγαλύτερη ακρίβεια από τους παραδοσιακούς κλινικούς παράγοντες μόνο.

Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες της BGI Genomics σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο της Ουψάλα, το Πανεπιστήμιο Umeå και το Βασιλικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας KTH. Δημοσιεύτηκε στοΕπικοινωνία με τη φύσηΑρχές Δεκεμβρίου 2025.

Αναλύοντας σχεδόν 1.000 δείγματα καρκίνου του παχέος εντέρου, οι ερευνητές εντόπισαν συγκεκριμένα μικροβιακά μοτίβα που σχετίζονται με τη θέση του όγκου, τα γενετικά χαρακτηριστικά και τα αποτελέσματα των ασθενών. Ανέπτυξαν επίσης μια νέα βαθμολογία μικροβιακού κινδύνου (MRS) με βάση αυτά τα μοτίβα, παρέχοντας έναν πρακτικό τρόπο μετατροπής σύνθετων δεδομένων μικροβιώματος σε προγνωστικές γνώσεις.

Αυτή η εργασία βασίζεται σε μια μακροχρόνια συνεργασία μεταξύ της BGI Genomics και του ερευνητικού δικτύου U-CAN στη Σουηδία. ΕΝΑπροηγούμενη μελέτηαπό την ίδια ομάδα, που δημοσιεύτηκε στοΦύσηπέρυσι καθιέρωσε ένα ολοκληρωμένο γονιδιωματικό πλαίσιο για τον καρκίνο του παχέος εντέρου χρησιμοποιώντας μεγάλης κλίμακας αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος και μεταγραφής. Η νέα έρευνα επεκτείνει αυτό το πλαίσιο για να συμπεριλάβει μια κρίσιμη νέα διάσταση - τον συστηματικό χαρακτηρισμό των μικροβίων που κατοικούν στον ιστό - και παρέχει βαθύτερες γνώσεις για το πολύπλοκο βιολογικό τοπίο του καρκίνου του παχέος εντέρου.

Οι μικροβιακές κοινότητες διαφέρουν από αριστερά προς τα δεξιά

Ένα από τα πιο εντυπωσιακά ευρήματα είναι ότι η ανατομική θέση του όγκου έχει σημαντική επίδραση στο μικροβίωμα του. Οι καρκίνοι που εμφανίζονται στη δεξιά και την αριστερή πλευρά του παχέος εντέρου φιλοξενούν σημαντικά διαφορετικές μικροβιακές κοινότητες.

Κυριάρχησαν οι όγκοι της δεξιάς πλευράςFirmicutesΒακτήρια, συμπεριλαμβανομένων των οικογενειών όπωςLachnospiraceae(Για παράδειγμα,Μπλαουτία) ΚαιRuminococcaceae(συμπεριλαμβανομένουΚοπράνων). Αυτοί οι όγκοι περιείχαν μεγάλους αριθμούς βακτηρίων αλλά εμφάνισαν χαμηλότερη συνολική μικροβιακή ποικιλομορφία.

Αντίθετα, οι αριστεροί όγκοι και οι όγκοι του ορθού υποστήριζαν πιο διαφορετικές κοινότητες με χαμηλότερη αφθονία βακτηρίων. Αυτές οι τοποθεσίες εμπλουτίστηκαν για μικρόβια όπωςEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilaΚαιΠορφυρομόναςΕίδος.

Η διαφορά μεταξύ του ιστού όγκου και του παρακείμενου φυσιολογικού ιστού ήταν ιδιαίτερα έντονη στο δεξιό κόλον. Ορισμένα βακτήρια που σχετίζονται με τον καρκίνο, συμπεριλαμβανομένων συγκεκριμένων υποειδώνFusobacterium nucleatumεμπλουτίζονταν σταθερά με όγκους ανεξάρτητα από τη θέση τους.

Αυτές οι μικροβιακές «υπογραφές» έχουν επικυρωθεί σε ανεξάρτητες ομάδες ασθενών. Χρησιμοποιώντας μοντέλα μηχανικής μάθησης, οι ερευνητές μπόρεσαν να προβλέψουν με ακρίβεια εάν ένας όγκος προερχόταν από τη δεξιά ή την αριστερή πλευρά του παχέος εντέρου με βάση μόνο το μικροβίωμα τους. Τα δεξιά μικροβιακά προφίλ έχουν επίσης συνδεθεί με μονοπάτια σηματοδότησης που σχετίζονται με την υποξία, υποδηλώνοντας ότι οι συνθήκες χαμηλού οξυγόνου στους όγκους βοηθούν στην επιλογή συγκεκριμένων βακτηρίων, τα οποία με τη σειρά τους μπορεί να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του όγκου.

Τα μικρόβια αλλάζουν τη γενετική του όγκου

Η μελέτη βρήκε επίσης μια ισχυρή σύνδεση μεταξύ των μικροβίων που κατοικούν στον όγκο και του γενετικού τοπίου του καρκίνου του παχέος εντέρου.

Οι όγκοι με μεγάλο αριθμό γενετικών μεταλλάξεων - πιο συχνοί στο δεξιό κόλον - φιλοξενούσαν διακριτές μικροβιακές κοινότητες εμπλουτισμένες σε βακτήρια που προέρχονται από το στόμα. Αυτά περιελάμβαναν πολλά υποείδη τουFusobacterium nucleatumκαι μικρόβια όπωςΤρεπόνημα.

Οι όγκοι με λιγότερες μεταλλάξεις έδειξαν διαφορετικό μοτίβο. Αυτοί οι καρκίνοι είναι πιο συχνοίE.coliσυμπεριλαμβανομένων στελεχών που φέρουν το γονιδιωματικό νησί pks που βλάπτει το DNA. Αυτά τα βακτήρια συσχετίστηκαν με συγκεκριμένα μοτίβα μετάλλαξης και ήταν πιο συχνά σε όγκους με αριστερή πλευρά.

Είναι σημαντικό ότι οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η ίδια η μικροβιακή διαταραχή είναι ένα καθοριστικό χαρακτηριστικό του καρκίνου του παχέος εντέρου. Σε όλους τους γενετικούς υποτύπους, οι όγκοι εμπλουτίζονταν σταθερά σε παθογόνα βακτήρια σε σύγκριση με τον παρακείμενο φυσιολογικό ιστό. Αυτό υποδηλώνει ότι η μικροβιακή ανισορροπία δεν είναι απλώς ένα υποπροϊόν γενετικών αλλαγών, αλλά ένα κεντρικό συστατικό της ογκογένεσης.

Τα βακτήρια υποδεικνύουν τη συμπεριφορά του όγκου σε υποτύπο

Όταν οι όγκοι στρωματοποιήθηκαν σύμφωνα με καθιερωμένους μοριακούς υποτύπους, η προγνωστική σημασία συγκεκριμένων μικροβίων έγινε ακόμη πιο ξεκάθαρη.

Υψηλά επίπεδα υπάρχουν στους όγκους CMS2 - ένας υποτύπος πιο συχνός σε καρκίνους της αριστερής πλευράς και σε νεότερους ασθενείςΕντεροβακτηρίδιαειδικά pks-θετικόE.coliσυσχετίστηκαν έντονα με χειρότερη επιβίωση. Αυτοί οι όγκοι παρουσίασαν επίσης σημεία αυξημένης υποξίας.

Αντίθετα, στον υποτύπο CMS4, τα αυξημένα επίπεδα Fusobacterium συσχετίστηκαν με χειρότερα αποτελέσματα. Αυτοί οι όγκοι έδειξαν εξασθενημένη αντικαρκινική ανοσοαπόκριση, συμπεριλαμβανομένης μειωμένης δραστηριότητας των CD8-θετικών Τ κυττάρων.

Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επίδραση ενός συγκεκριμένου βακτηρίου εξαρτάται από τον μοριακό υποτύπο και το μικροπεριβάλλον του όγκου. Ο ίδιος μικροοργανισμός μπορεί να σηματοδοτήσει πολύ διαφορετικές βιολογικές συμπεριφορές ανάλογα με το πού και πώς λειτουργεί.

Βαθμολογία μικροβιακού κινδύνου με κλινική δυνατότητα

Το πιο γρήγορα υλοποιήσιμο αποτέλεσμα της μελέτης είναι η βαθμολογία μικροβιακού κινδύνου.

Συνδυάζοντας και τα δύο βακτήρια υψηλού κινδύνου (π.χ. ορισμέναClostridiumείδη) και είδη προστασίας (συμπεριλαμβανομένωνFaecalibacterium prausnitzii), ο δείκτης μικροβιακού κινδύνου προέβλεπε ανεξάρτητα την επιβίωση του ασθενούς. Σε αρκετές αναλύσεις, βελτίωσε την προγνωστική ακρίβεια πέρα ​​από τυπικούς παράγοντες όπως η ηλικία, το στάδιο του όγκου και η γενετική του καρκίνου. Τα προστατευτικά μικροβιακά προφίλ συσχετίστηκαν με μειωμένη φλεγμονώδη σηματοδότηση, ενώ τα προφίλ υψηλού κινδύνου ήταν συνεπή με μονοπάτια σηματοδότησης που είναι γνωστό ότι προάγουν την εξέλιξη του καρκίνου.

Αυτή ήταν μια αξιοσημείωτη εικόναAkkermansia muciniphilaπου συχνά θεωρείται ευεργετικό βακτήριο, συσχετίστηκε με χαμηλότερα ποσοστά επιβίωσης όταν υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες σε ιστούς δίπλα στους όγκους. Αυτό υπογραμμίζει τον εξαρτώμενο από το πλαίσιο ρόλο των μικροβίων στον καρκίνο.

Συνολικά, αυτά τα ευρήματα αλλάζουν την άποψη για τον καρκίνο του παχέος εντέρου από μια ασθένεια που προκαλείται αποκλειστικά από ανθρώπινα κύτταρα σε μια ασθένεια που διαμορφώνεται ουσιαστικά από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της ανθρώπινης γενετικής και των μικροβίων που κατοικούν στον όγκο. Με την αποκωδικοποίηση μικροβιακών «ταχυδρομικών κωδίκων» εντός των όγκων, η μελέτη προσθέτει ένα νέο επίπεδο βιολογικής γνώσης και ανοίγει την πόρτα σε πιο εξατομικευμένη προγνωστική αξιολόγηση.

Ενώ οι θεραπείες που βασίζονται στο μικροβίωμα δεν είναι ακόμη προσιτές, τα μικρόβια που κατοικούν στον όγκο αναδεικνύονται ως σημαντικοί βιοδείκτες και πιθανοί μελλοντικοί στόχοι. Καθώς τα γονιδιωματικά και τα μικροβιακά δεδομένα συνεχίζουν να συγκλίνουν, η κατανόηση του καρκίνου μπορεί να απαιτεί όλο και περισσότερο να κοιτάξουμε πέρα ​​από τα γονίδια του όγκου στα πολύπλοκα μικροβιακά οικοσυστήματα που τα περιβάλλουν και αλληλεπιδρούν μαζί τους.

Σχετικά με την BGI Genomics

Με έδρα το Shenzhen της Κίνας, η BGI Genomics είναι ο κορυφαίος πάροχος ολοκληρωμένων λύσεων στον κόσμο για την ιατρική ακριβείας. Οι υπηρεσίες μας καλύπτουν περισσότερες από 100 χώρες και περιοχές και περιλαμβάνουν περισσότερες από 2.300 ιατρικές εγκαταστάσεις. Τον Ιούλιο του 2017, η BGI Genomics (300676.SZ) εισήχθη επίσημα στο Χρηματιστήριο της Shenzhen ως θυγατρική του BGI Group.

Πηγές: