Novo istraživanje razotkriva bakterijski poštanski broj kolorektalnog raka za predviđanje i preživljavanje

Novo istraživanje razotkriva bakterijski poštanski broj kolorektalnog raka za predviđanje i preživljavanje

Nedavna studija pokazuje da bakterije koje žive u kolorektalnim tumorima tvore različite ekosustave koji su usko povezani s progresijom bolestiNi ishode pacijenata. Čini se da ovi mikrobi "stanovnici tkiva" igraju ključnu ulogu u oblikovanju biologije tumora i mogu pomoći u predviđanju preživljavanja pacijenata točnije nego sami tradicionalni klinički čimbenici.

Istraživanje su proveli znanstvenici iz BGI Genomicsa u suradnji sa Sveučilištem Uppsala, Sveučilištem Umeå i KTH Royal Institute of Technology. Objavljena je uKomunikacija s prirodomPočetkom prosinca 2025.

Analizirajući gotovo 1000 uzoraka raka debelog crijeva, istraživači su identificirali specifične mikrobne obrasce povezane s lokacijom tumora, genetskim karakteristikama i ishodima pacijenata. Također su razvili novi Microbial Risk Score (MRS) temeljen na ovim obrascima, pružajući praktičan način transformacije podataka o složenim mikrobiomima u prognostičke uvide.

Ovaj se rad temelji na dugoročnoj suradnji između BGI Genomicsa i istraživačke mreže U-CAN u Švedskoj. Aprethodna studijaod strane istog tima, objavljeno uPrirodaprošle je godine uspostavio sveobuhvatan genomski okvir za kolorektalni rak koristeći opsežno sekvenciranje cijelog genoma i transkriptoma. Novo istraživanje proširuje ovaj okvir kako bi uključilo ključnu novu dimenziju – sustavnu karakterizaciju mikroba koji žive u tkivima – i pruža dublji uvid u složeni biološki krajolik kolorektalnog raka.

Zajednice mikroba razlikuju se s lijeva na desno

Jedno od najupečatljivijih otkrića je da anatomska lokacija tumora ima značajan utjecaj na njegov mikrobiom. Rakovi koji nastaju na desnoj i lijevoj strani debelog crijeva sadrže značajno različite mikrobne zajednice.

Dominirali su tumori desne straneFirmicutesBakterije, uključujući obitelji poputLachnospiraceae(Na primjer,Blautia) IRuminococcaceae(uključujućiFaecalibacterium). Ti su tumori sadržavali veliki broj bakterija, ali su pokazali manju ukupnu mikrobnu raznolikost.

Nasuprot tome, tumori lijeve strane i rektalni tumori podržavaju raznolikije zajednice s manjim brojem bakterija. Ta su mjesta bila obogaćena za mikrobe poputEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilaIPorfiromonasVrsta.

Razlika između tumorskog tkiva i susjednog normalnog tkiva bila je posebno izražena u desnom kolonu. Određene bakterije povezane s rakom, uključujući specifične podvrsteFusobacterium nucleatumbili su dosljedno obogaćeni tumorima bez obzira na njihovu lokaciju.

Ovi mikrobni "potpisi" potvrđeni su u neovisnim skupinama pacijenata. Koristeći modele strojnog učenja, istraživači su mogli točno predvidjeti dolazi li tumor s desne ili lijeve strane debelog crijeva samo na temelju njihovog mikrobioma. Desnostrani mikrobni profili također su povezani sa signalnim putovima povezanim s hipoksijom, što sugerira da uvjeti niske razine kisika u tumorima pomažu pri odabiru specifičnih bakterija, koje zauzvrat mogu utjecati na ponašanje tumora.

Mikrobi mijenjaju genetiku tumora

Studija je također otkrila jaku vezu između mikroba koji žive u tumorima i genetskog krajolika raka debelog crijeva.

Tumori s velikim brojem genetskih mutacija - češći u desnom debelom crijevu - sadržavaju različite mikrobne zajednice obogaćene bakterijama koje potječu iz usta. To uključuje nekoliko podvrstaFusobacterium nucleatumi mikrobi kao što suTreponema.

Tumori s manje mutacija pokazali su drugačiji obrazac. Ovi karcinomi su češćiE.coliuključujući sojeve koji nose genomski otok pks koji oštećuje DNA. Te su bakterije bile povezane sa specifičnim obrascima mutacije i bile su češće kod tumora lijeve strane.

Važno je napomenuti da su istraživači uočili da je sam mikrobni poremećaj ključna značajka raka debelog crijeva. U svim genetskim podtipovima, tumori su bili dosljedno obogaćeni patogenim bakterijama u usporedbi sa susjednim normalnim tkivom. To sugerira da mikrobna neravnoteža nije samo nusprodukt genetskih promjena, već središnja komponenta tumorigeneze.

Bakterije ukazuju na ponašanje tumora specifično za podtip

Kada su tumori stratificirani prema utvrđenim molekularnim podtipovima, prognostički značaj specifičnih mikroba postao je još jasniji.

Visoke razine prisutne su u CMS2 tumorima – podvrsti koja je češća kod karcinoma lijeve strane i kod mlađih pacijenataEnterobacteriaceaeposebno pks-pozitivanE.colibili snažno povezani s lošijim preživljavanjem. Ti su tumori također pokazali znakove povećane hipoksije.

Nasuprot tome, u podtipu CMS4, povećane razine Fusobacterium bile su povezane s lošijim ishodima. Ti su tumori pokazali oslabljeni protutumorski imunološki odgovor, uključujući smanjenu aktivnost CD8-pozitivnih T stanica.

Ovi rezultati pokazuju da učinak određene bakterije ovisi o molekularnom podtipu i tumorskom mikrookruženju. Isti mikroorganizam može signalizirati vrlo različita biološka ponašanja ovisno o tome gdje i kako djeluje.

Rezultat mikrobnog rizika s kliničkim potencijalom

Rezultat studije koji se najbrže može provesti je ocjena mikrobnog rizika.

Kombinacijom obje visokorizične bakterije (npr. određeneClostridiumvrste) i vrste zaštite (uključujućiFaecalibacterium prausnitzii), Microbial Risk Score neovisno je predvidio preživljavanje pacijenata. U nekoliko je analiza poboljšao prognostičku točnost izvan standardnih čimbenika kao što su dob, stadij tumora i genetika raka. Zaštitni mikrobni profili bili su povezani sa smanjenom upalnom signalizacijom, dok su visokorizični profili bili u skladu sa signalnim putovima za koje se zna da potiču napredovanje raka.

Bio je to izvanredan uvidAkkermansia muciniphilačesto smatrana korisnom bakterijom, bila je povezana s nižim stopama preživljavanja kada je prisutna u velikim količinama u tkivu uz tumore. Ovo naglašava ulogu mikroba u raku koja ovisi o kontekstu.

Uzevši zajedno, ova otkrića mijenjaju pogled na rak debelog crijeva s bolesti koju uzrokuju isključivo ljudske stanice na onu koja je u biti oblikovana interakcijama između ljudske genetike i mikroba koji žive u tumorima. Dekodiranjem mikrobnih "poštanskih brojeva" unutar tumora, studija dodaje novu razinu biološkog uvida i otvara vrata personaliziranijoj prognostičkoj procjeni.

Dok tretmani temeljeni na mikrobiomu još nisu dostupni, mikrobi koji žive u tumorima pojavljuju se kao važni biomarkeri i potencijalne buduće mete. Kako genomski i mikrobni podaci nastavljaju konvergirati, razumijevanje raka može sve više zahtijevati gledanje izvan tumorskih gena na složene mikrobne ekosustave koji ih okružuju i s kojima su u interakciji.

O BGI Genomics

Sa sjedištem u Shenzhenu u Kini, BGI Genomics je vodeći svjetski dobavljač integriranih rješenja za preciznu medicinu. Naše usluge pokrivaju više od 100 zemalja i regija i uključuju više od 2300 medicinskih ustanova. U srpnju 2017. BGI Genomics (300676.SZ) službeno je uvršten na burzu u Shenzhenu kao podružnica BGI Grupe.

Izvori: