Nowe badania odkrywają bakteryjny kod pocztowy” raka jelita grubego w zakresie przewidywania i przeżycia

Nowe badania odkrywają bakteryjny kod pocztowy” raka jelita grubego w zakresie przewidywania i przeżycia

Niedawne badanie pokazuje, że bakterie żyjące w guzach jelita grubego tworzą odrębne ekosystemy, które są ściśle powiązane z postępem chorobyNi wyniki pacjentów. Wydaje się, że te drobnoustroje „zamieszkujące tkanki” odgrywają zasadniczą rolę w kształtowaniu biologii nowotworu i mogą pomóc w dokładniejszym przewidywaniu przeżycia pacjenta niż same tradycyjne czynniki kliniczne.

Badania przeprowadzili naukowcy z BGI Genomics we współpracy z Uniwersytetami w Uppsali, Uniwersytetem w Umeå i Królewskim Instytutem Technologicznym KTH. Została opublikowana wKomunikacja przyrodniczaPoczątek grudnia 2025 r.

Analizując prawie 1000 próbek raka jelita grubego, badacze zidentyfikowali specyficzne wzorce drobnoustrojów powiązane z lokalizacją guza, cechami genetycznymi i wynikami leczenia pacjentów. Opracowano także nową skalę ryzyka mikrobiologicznego (MRS) w oparciu o te wzorce, zapewniając praktyczny sposób przekształcania złożonych danych dotyczących mikrobiomu we wnioski prognostyczne.

Prace te opierają się na długoterminowej współpracy pomiędzy BGI Genomics a siecią badawczą U-CAN w Szwecji. Apoprzednie badanieprzez ten sam zespół, opublikowane wNaturaw ubiegłym roku opracowano kompleksowe ramy genomiczne dla raka jelita grubego przy użyciu wielkoskalowego sekwencjonowania całego genomu i transkryptomu. Nowe badania poszerzają te ramy o nowy, kluczowy wymiar – systematyczną charakterystykę drobnoustrojów zamieszkujących tkanki – i zapewniają głębszy wgląd w złożony krajobraz biologiczny raka jelita grubego.

Społeczności drobnoustrojów różnią się od lewej do prawej

Jednym z najbardziej uderzających odkryć jest to, że anatomiczna lokalizacja guza ma znaczący wpływ na jego mikrobiom. Nowotwory rozwijające się po prawej i lewej stronie jelita grubego są siedliskiem znacząco różnych społeczności drobnoustrojów.

Dominowały guzy prawostronneFirmicutesBakterie, w tym rodziny takie jakLachnospirowate(Na przykład,Blaucja) IRuminococcaceae(w tymFaecalibacterium). Guzy te zawierały dużą liczbę bakterii, ale wykazywały mniejszą ogólną różnorodność drobnoustrojów.

Natomiast guzy lewostronne i odbytnicy występowały w bardziej zróżnicowanych społecznościach z mniejszą liczebnością bakterii. Miejsca te zostały wzbogacone o drobnoustroje takie jakEscherichia coli (E.coli),Akkermansia muciniphilaIPorfiromonyGatunek.

Różnica między tkanką nowotworową a sąsiadującą tkanką prawidłową była szczególnie wyraźna w prawej okrężnicy. Niektóre bakterie związane z nowotworem, w tym określone podgatunkiJądro Fusobacteriumbyły konsekwentnie wzbogacane o nowotwory, niezależnie od ich lokalizacji.

Te „podpisy” drobnoustrojów zostały zweryfikowane w niezależnych kohortach pacjentów. Korzystając z modeli uczenia maszynowego, naukowcy byli w stanie dokładnie przewidzieć, czy guz pochodzi z prawej, czy lewej strony jelita grubego, na podstawie samego mikrobiomu. Profile drobnoustrojów prawostronnych powiązano także ze szlakami sygnałowymi związanymi z niedotlenieniem, co sugeruje, że warunki o niskiej zawartości tlenu w nowotworach ułatwiają selekcję określonych bakterii, co z kolei może wpływać na zachowanie nowotworu.

Mikroby zmieniają genetykę nowotworu

Badanie wykazało również silny związek między drobnoustrojami zamieszkującymi guz a uwarunkowaniami genetycznymi raka jelita grubego.

Guzy z dużą liczbą mutacji genetycznych – częściej występujące w prawej okrężnicy – ​​były siedliskiem odrębnych społeczności drobnoustrojów wzbogaconych w bakterie pochodzące z jamy ustnej. Obejmowały one kilka podgatunkówJądro Fusobacteriumi drobnoustroje, npTreponema.

Guzy z mniejszą liczbą mutacji wykazywały inny wzór. Te nowotwory są częstszeE.coliw tym szczepy niosące wyspę genomową pks uszkadzającą DNA. Bakterie te powiązano ze specyficznymi wzorcami mutacji i występowały częściej w guzach lewostronnych.

Co ważne, naukowcy zaobserwowali, że zaburzenie mikrobiologiczne samo w sobie jest cechą charakterystyczną raka jelita grubego. We wszystkich podtypach genetycznych guzy były stale wzbogacone w bakterie chorobotwórcze w porównaniu z sąsiadującą normalną tkanką. Sugeruje to, że brak równowagi mikrobiologicznej nie jest po prostu produktem ubocznym zmian genetycznych, ale głównym składnikiem nowotworzenia.

Bakterie wykazują specyficzne dla podtypu zachowanie nowotworu

Po stratyfikacji nowotworów według ustalonych podtypów molekularnych prognostyczne znaczenie określonych drobnoustrojów stało się jeszcze wyraźniejsze.

Wysoki poziom występuje w guzach CMS2 – podtypie częściej występującym w przypadku nowotworów lewostronnych i młodszych pacjentówEnterobakteriezwłaszcza pks-pozytywnyE.colibyły silnie powiązane z gorszym przeżyciem. Guzy te wykazywały również oznaki zwiększonego niedotlenienia.

Natomiast w podtypie CMS4 podwyższony poziom Fusobacterium wiązał się z gorszymi wynikami. Guzy te wykazywały osłabioną przeciwnowotworową odpowiedź immunologiczną, w tym zmniejszoną aktywność limfocytów T CD8-dodatnich.

Wyniki te pokazują, że działanie konkretnej bakterii zależy od podtypu molekularnego i mikrośrodowiska nowotworu. Ten sam mikroorganizm może sygnalizować bardzo różne zachowania biologiczne w zależności od tego, gdzie i jak działa.

Ocena ryzyka mikrobiologicznego z potencjałem klinicznym

Wynikiem badania, który można najszybciej wdrożyć, jest ocena ryzyka mikrobiologicznego.

Łącząc obie bakterie wysokiego ryzyka (npClostridiumgatunki) i rodzaje ochrony (m.inFaecalibacterium prausnitzii), Skala Ryzyka Mikrobiologicznego niezależnie przewidywała przeżycie pacjenta. W kilku analizach poprawiło to dokładność prognostyczną wykraczającą poza standardowe czynniki, takie jak wiek, stadium nowotworu i genetyka nowotworu. Ochronne profile drobnoustrojów powiązano ze zmniejszoną sygnalizacją zapalną, podczas gdy profile wysokiego ryzyka były zgodne ze szlakami sygnalizacyjnymi, o których wiadomo, że sprzyjają postępowi raka.

To było niezwykłe odkrycieAkkermansia muciniphilaczęsto uważana za pożyteczną bakterię, wiązała się z gorszym współczynnikiem przeżycia, gdy występowała w dużych ilościach w tkance sąsiadującej z nowotworem. Podkreśla to zależną od kontekstu rolę drobnoustrojów w nowotworach.

Podsumowując, odkrycia te zmieniają pogląd na raka jelita grubego z choroby wywoływanej wyłącznie przez komórki ludzkie na taką, która jest zasadniczo kształtowana przez interakcje między genetyką człowieka a drobnoustrojami zamieszkującymi guz. Dzięki dekodowaniu „kodów pocztowych” drobnoustrojów w nowotworach badanie zapewnia nowy poziom wiedzy biologicznej i otwiera drzwi do bardziej spersonalizowanej oceny prognostycznej.

Chociaż metody leczenia oparte na mikrobiomie nie są jeszcze w zasięgu ręki, drobnoustroje zamieszkujące nowotwory stają się ważnymi biomarkerami i potencjalnymi przyszłymi celami. W miarę zbliżania się danych genomicznych i mikrobiologicznych zrozumienie nowotworów może w coraz większym stopniu wymagać spojrzenia poza geny nowotworów i spojrzenia na złożone ekosystemy drobnoustrojów, które je otaczają i wchodzą z nimi w interakcje.

Informacje o genomice BGI

Firma BGI Genomics z siedzibą w Shenzhen w Chinach jest wiodącym na świecie dostawcą zintegrowanych rozwiązań dla medycyny precyzyjnej. Nasze usługi obejmują ponad 100 krajów i regionów oraz ponad 2300 placówek medycznych. W lipcu 2017 r. spółka BGI Genomics (300676.SZ) została oficjalnie notowana na Giełdzie Papierów Wartościowych w Shenzhen jako spółka zależna Grupy BGI.

Źródła: