Nieuw onderzoek ontrafelt de bacteriële ‘postcode’ van colorectale kanker voor voorspelling en overleving

Nieuw onderzoek ontrafelt de bacteriële ‘postcode’ van colorectale kanker voor voorspelling en overleving

Een recente studie toont aan dat bacteriën die in colorectale tumoren leven verschillende ecosystemen vormen die nauw verbonden zijn met de progressie van de ziekteNen patiëntresultaten. Deze ‘weefselresidente’ microben lijken een essentiële rol te spelen bij het vormgeven van de tumorbiologie en kunnen de overleving van patiënten nauwkeuriger helpen voorspellen dan alleen traditionele klinische factoren.

Het onderzoek werd uitgevoerd door wetenschappers van BGI Genomics in samenwerking met Uppsala University, Umeå University en KTH Royal Institute of Technology. Het werd gepubliceerd inCommunicatie over de natuurBegin december 2025.

Door bijna 1.000 monsters van colorectale kanker te analyseren, identificeerden onderzoekers specifieke microbiële patronen die verband houden met de tumorlocatie, genetische kenmerken en patiëntresultaten. Ze ontwikkelden ook een nieuwe microbiële risicoscore (MRS) op basis van deze patronen, die een praktische manier biedt om complexe microbioomgegevens om te zetten in prognostische inzichten.

Dit werk bouwt voort op een langdurige samenwerking tussen BGI Genomics en het U-CAN onderzoeksnetwerk in Zweden. Aeerdere studiedoor hetzelfde team, gepubliceerd inNatuurheeft vorig jaar een alomvattend genomisch raamwerk voor colorectale kanker opgezet met behulp van grootschalige sequencing van het hele genoom en transcriptoom. Het nieuwe onderzoek breidt dit raamwerk uit met een cruciale nieuwe dimensie – de systematische karakterisering van microben die in het weefsel leven – en biedt diepere inzichten in het complexe biologische landschap van colorectale kanker.

Microbiële gemeenschappen verschillen van links naar rechts

Een van de meest opvallende bevindingen is dat de anatomische locatie van de tumor een significante invloed heeft op het microbioom. Kankers die aan de rechter- en linkerkant van de dikke darm ontstaan, herbergen aanzienlijk verschillende microbiële gemeenschappen.

Rechtszijdige tumoren werden gedomineerdFirmicutesBacteriën, inclusief families zoalsLachnospiraceae(Bijvoorbeeld,Blautia) EnRuminococcaceae(inbegrepenFaecalibacterium). Deze tumoren bevatten grote aantallen bacteriën, maar vertoonden een lagere algehele microbiële diversiteit.

Daarentegen ondersteunden linkszijdige en rectale tumoren meer diverse gemeenschappen met een lagere bacteriële overvloed. Deze locaties zijn verrijkt voor microben zoalsEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilaEnPorphyromonasSoort.

Het verschil tussen tumorweefsel en het aangrenzende normale weefsel was vooral duidelijk in de rechter dikke darm. Bepaalde kankergeassocieerde bacteriën, waaronder specifieke ondersoortenFusobacterium nucleatumwaren consistent verrijkt met tumoren, ongeacht hun locatie.

Deze microbiële ‘handtekeningen’ zijn gevalideerd in onafhankelijke patiëntencohorten. Met behulp van machine learning-modellen konden de onderzoekers nauwkeurig voorspellen of een tumor van de rechter- of linkerkant van de dikke darm kwam, alleen op basis van hun microbioom. Rechtszijdige microbiële profielen zijn ook in verband gebracht met hypoxie-gerelateerde signaalroutes, wat suggereert dat zuurstofarme omstandigheden in tumoren de selectie van specifieke bacteriën bevorderen, wat op zijn beurt het tumorgedrag kan beïnvloeden.

Microben veranderen de genetica van tumoren

De studie vond ook een sterk verband tussen tumor-residente microben en het genetische landschap van colorectale kanker.

Tumoren met een groot aantal genetische mutaties – vaker voorkomend in de rechter dikke darm – herbergden verschillende microbiële gemeenschappen die verrijkt waren met bacteriën afkomstig uit de mond. Deze omvatten verschillende ondersoorten vanFusobacterium nucleatumen microben zoalsTreponema.

Tumoren met minder mutaties vertoonden een ander patroon. Deze vormen van kanker komen vaker voorE.coliinclusief stammen die de DNA-beschadigende genomische eiland-pks dragen. Deze bacteriën werden geassocieerd met specifieke mutatiepatronen en kwamen vaker voor bij linkszijdige tumoren.

Belangrijk is dat de onderzoekers opmerkten dat microbiële verstoring zelf een bepalend kenmerk is van colorectale kanker. In alle genetische subtypen waren tumoren consistent verrijkt met pathogene bacteriën in vergelijking met aangrenzend normaal weefsel. Dit suggereert dat de microbiële onbalans niet simpelweg een bijproduct is van genetische veranderingen, maar een centrale component van tumorigenese.

Bacteriën duiden op subtype-specifiek tumorgedrag

Toen tumoren werden gestratificeerd volgens gevestigde moleculaire subtypes, werd de prognostische betekenis van specifieke microben nog duidelijker.

Hoge niveaus zijn aanwezig in CMS2-tumoren – een subtype dat vaker voorkomt bij linkszijdige kankers en jongere patiëntenEnterobacteriaceaevooral pks-positiefE.coliwaren sterk geassocieerd met een slechtere overleving. Deze tumoren vertoonden ook tekenen van verhoogde hypoxie.

Bij het CMS4-subtype gingen verhoogde niveaus van Fusobacterium daarentegen gepaard met slechtere resultaten. Deze tumoren vertoonden een verzwakte antitumorale immuunrespons, waaronder verminderde CD8-positieve T-celactiviteit.

Deze resultaten laten zien dat het effect van een bepaalde bacterie afhangt van het moleculaire subtype en de micro-omgeving van de tumor. Hetzelfde micro-organisme kan zeer verschillende biologische gedragingen signaleren, afhankelijk van waar en hoe het werkt.

Microbiële risicoscore met klinisch potentieel

Het snelst implementeerbare resultaat van het onderzoek is de Microbiële Risicoscore.

Door beide risicovolle bacteriën (bijvoorbeeld bepaaldeClostridiumsoorten) en soorten bescherming (inclusiefFaecalibacterium prausnitzii), voorspelde de microbiële risicoscore onafhankelijk de overleving van de patiënt. In verschillende analyses verbeterde het de prognostische nauwkeurigheid boven standaardfactoren zoals leeftijd, tumorstadium en kankergenetica. Beschermende microbiële profielen werden geassocieerd met verminderde ontstekingssignalering, terwijl profielen met een hoog risico consistent waren met signaalroutes waarvan bekend is dat ze de progressie van kanker bevorderen.

Dat was een opmerkelijke bevindingAkkermansia muciniphilavaak beschouwd als een nuttige bacterie, werd geassocieerd met slechtere overlevingskansen wanneer deze in grote hoeveelheden aanwezig was in weefsel grenzend aan tumoren. Dit benadrukt de contextafhankelijke rol van microben bij kanker.

Alles bij elkaar veranderen deze bevindingen de kijk op colorectale kanker van een ziekte die uitsluitend door menselijke cellen wordt veroorzaakt naar een ziekte die in wezen wordt gevormd door interacties tussen menselijke genetica en microben die in de tumor verblijven. Door microbiële ‘postcodes’ in tumoren te decoderen, voegt het onderzoek een nieuw niveau van biologisch inzicht toe en opent het de deur naar een meer gepersonaliseerde prognostische beoordeling.

Hoewel op microbiomen gebaseerde behandelingen nog niet binnen bereik zijn, komen tumor-residente microben naar voren als belangrijke biomarkers en potentiële toekomstige doelwitten. Naarmate genomische en microbiële gegevens blijven convergeren, zal het begrijpen van kanker in toenemende mate vereisen dat we verder kijken dan de tumorgenen en naar de complexe microbiële ecosystemen die hen omringen en ermee interacteren.

Over BGI Genomics

BGI Genomics, met hoofdkantoor in Shenzhen, China, is 's werelds toonaangevende leverancier van geïntegreerde oplossingen voor precisiegeneeskunde. Onze diensten bestrijken meer dan 100 landen en regio's en omvatten meer dan 2.300 medische faciliteiten. In juli 2017 werd BGI Genomics (300676.SZ) officieel genoteerd aan de Shenzhen Stock Exchange als dochteronderneming van BGI Group.

Bronnen: