Persönliche Gesundheit

Darmbakterien können verwendet werden, um vorherzusagen, das auftreten von Darmkrebs

Darm-mikrobiota, die Bevölkerung von Mikroben Leben im Darm, können verwendet werden, um vorherzusagen, das auftreten von Darmkrebs, die zweithäufigste Krebsart bei Frauen und die Dritte in Männer. Forschung durch ein internationales team von Wissenschaftlern, darunter Forscher der Universität São Paulo (USP), Brasilien, hat einen Zusammenhang zwischen Darmkrebs und Veränderungen in der Darm-mikrobiota Muster, die nicht angewiesen sind auf das Ernährungsverhalten der Bevölkerung untersucht. Die Entdeckung ebnet den Weg zur Entwicklung nicht-invasive tests der Lage, die Vorhersage der Entstehung der Krankheit.

Die Studie ist veröffentlicht in Nature Medicine.

In einem der größten und vielseitigsten jemals durchgeführten Umfragen zum Thema, kombinierten die Forscher metagenomics, Bioinformatik und maschinelles lernen (mit dem Einsatz von künstlicher Intelligenz) korrelieren das auftreten von Dickdarmkrebs mit Darm-mikrobiota Daten für 969 Menschen in Kanada, China, Frankreich, Deutschland, Japan und den Vereinigten Staaten.

Die Ergebnisse identifizierten Gruppen von Mikroorganismen im Zusammenhang mit Darmkrebs in allen die Bevölkerung untersucht, und die Signaturen in den mikrobiellen Stoffwechsel (Muster der Stoffwechselprodukte, die von Mikroorganismen hergestellt), die verwendet werden können, um vorherzusagen, das auftreten der Krankheit. Die Untersuchungen hatten zwei wichtige Ergebnisse. Das eine ist die Entdeckung, die im Darm von Patienten mit kolorektalem Karzinom von einer bestimmten Art von Bakterium, das Häufig in den Mund und die Atemwege. Die andere ist eine Korrelation zwischen Darmkrebs und dem Vorhandensein von Genen, die für eine mikrobielle Enzym, das beeinträchtigt, Cholin, einem essentiellen vitamin-B-Gruppe Nährstoff.

Die Studie fand höhere Niveaus von Bakterien der Gattung Fusobacterium nucleatum in Darmkrebs-Patienten als bei gesunden Personen. Dieses Bakterium, das normalerweise bewohnt die Regionen des Mundes, und die Säure von anderen teilen des Magen-Darm-Trakt wurde gedacht, tödlich zu sein.

„Eine größere Anzahl von Bakterien in der Mundhöhle neigen dazu, zu Reisen, um den Darm in Patienten mit Darmkrebs. Diese migration kann zu Entzündungen im Darm, wodurch der tumor“, sagte Andrew Maltez Thomas, wer hat einen Ph. D. in der Bioinformatik von der Universität von São Paulo. „Jedoch, wissen wir nicht, der eigentliche Grund für die migration, nur, dass es eine Verbindung zwischen dem Vorhandensein dieser Bakterien in den Darm und Dickdarm-Krebs, und dass die Verbindung verdient es, weiter untersucht werden.“

Die andere Entdeckung, die eine signifikante Präsenz von Genen, die für das mikrobielle Enzym Cholin Trimethylamin-lyase (cutC) in fäkalen Proben von Darmkrebs-Patienten, verstärkt die Möglichkeit, eine krebserregende Verbindung zwischen Darm microbiota und eine fetthaltige Ernährung, gekennzeichnet durch die bisherige Forschung.“Wenn das Enzym spaltet Cholin, die reichlich in der Ernährung, die große Mengen an rotem Fleisch und anderen fetthaltigen Lebensmitteln, es löst Acetaldehyd, ein bekanntes Karzinogen“, sagte Thomas.

Die In der Studie verwendeten die Forscher Daten über die Zusammensetzung und die Abundanz von Bakterien gefunden, die in 969 fäkalen Proben. Die Entwicklung einer einfachen Methode der Analyse, die allgemein verwendet werden, indem Kliniken und Krankenhäuser, die Sie auswählen, die statistisch signifikante Bakterien. „Unsere Ergebnisse aus 16 Arten von Bakterien waren vergleichbar mit denen aus der Analyse mit allen Arten. Dies ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung einer einfachen Diagnose-tool, das vermeidet die Notwendigkeit, um die Sequenz der gesamten mikrobiota noch die notwendige Präzision“, sagte Thomas.

Assoziation ist nicht Kausalität

Die Forschung über die Zusammenhänge zwischen Darm microbiota und der menschlichen Gesundheit hat sich in den letzten 10 Jahren, aber die neue Studie stellt durch die Konzeption von Bakterien als Marker für die Entwicklung der Krankheit.

„Marken sind in der Regel nach Begriffen, die direkt in Verbindung mit tumor-Zellen. Wir verwenden ein anderes Konzept. Unsere Analyse beruht auf änderungen in eine relativ kleine Menge von Bakterien in ein Spektrum von Hunderten von Bakterien Leben im Darm und können auf das Vorhandensein einer Krankheit,“, sagte Emmanuel Dias-Neto, ein Forscher an der A. C. Camargo Cancer Center International Research Center (CIPE) und ein co-Autor des Artikels.

Sequenzierung von DNA, die aus Darm-mikrobiota konnten die Forscher identifizieren die Bakterien, die in jedem fäkale Probe, Messen der Menge jedes Bakterium und Ermittlung von Varianten, die in Ihre Genome, die möglicherweise mit unterschiedlichen Ergebnissen, wie einem erhöhten Risiko von Darmkrebs.

Es sollte betont werden, jedoch, dass die Studie nicht zeigen, dass Veränderungen in der Darm-mikrobiota verursachen Darmkrebs.

„Wir haben festgestellt, eine Vereinigung, die aber nicht notwendigerweise einen kausalen Zusammenhang. Die Frage ist, ob bestimmte Bakterien können Krebs verursachen oder Krebs schafft eine andere Umgebung, in der Darm-Kanals und damit bevorzugt bestimmte Bakterien über andere. Wir haben noch nicht einmal eine Antwort, das wäre von grundlegender Bedeutung für die Ergebnisse der Forschung in dem Artikel beschrieben zu entwickeln, die Therapien zur Behandlung von Darmkrebs“, sagt Professor João Carlos Setubal von der Universität von São Paulo in Biochemie-Abteilung, ein co-Autor des Artikels. Setubal und Dias-Neto betreut Thomas Ph. D. Forschung.

Die computergestützte Analyse

Nach Angaben der Forscher, kann dies die bisher grösste Studie von Darmkrebs auf der Basis von Daten aus fäkalen Proben und so unterschiedlichen Populationen. Die Gruppe Analysierte Daten von fünf öffentlich-Studien und zwei anderen Studien von Forschern an der Universität von Trient.

Mit den Daten dieser sieben Studien, die Sie identifizieren konnten Enzyme und Bakterien, und arbeiten Sie heraus, wie Darm-mikrobiota kann Vorhersagen, die Entwicklung von Darmkrebs. Sie verwendeten Daten von zwei weiteren Studien mit 200 samples zur Validierung Ihrer Ergebnisse.

„Die DNA-Sequenzierung der Proben, die erforderliche Unterscheidung zwischen mikrobiota-DNA und human-DNA, wurde eine Identifizierung und Quantifizierung der Arten von Mikroorganismen und Ihrer Gene in den Proben vorhanden“, sagte Thomas. „Wir extrahierten DNA aus fäkalen Proben und sequenziert. Wir werden dann verwendet, rechnerische Methoden, um die Daten zu analysieren. Als Ergebnis waren wir in der Lage, zu identifizieren und zu quantifizieren, die Arten-und gen-fülle.“

Denn die Daten kamen aus verschiedenen Studien, die Forscher verwendeten ausgeklügelte statistische Methoden zu analysieren, Sie als ein ensemble.

„Früher haben wir meta-analytische statistische Verfahren und maschinelles lernen Techniken, um herauszufinden, wie predictive waren die Ergebnisse“, sagte Thomas.

Die Ergebnisse wurden validiert von Nicola Segata, theoretischer Biologe an der Universität von Trient und Vorgesetzten im Ausland für das Projekt, und verstärkt durch eine andere Studie, durchgeführt am European Molecular Biology Laboratory (EMBL) in Deutschland über die Zusammenhänge zwischen dem Darm-mikrobiom und Krebs. Ein Artikel über die EMBL-Studie ist veröffentlicht in der gleichen Ausgabe von Nature Medicine.