В новом исследовании ученые из Института Пастера (Pasteur Institute) под руководством Филиппе Сансонетти (Philippe Sansonetti) продемонстрировали, что дисбаланс в микробиоте кишечника, также известный как «дисбактериоз», способствует возникновению колоректального рака. Результаты исследования опубликованы в научном журнале PNAS.
Актуальность проблемы
Спорадический колоректальный рак может развиться у пациентов без каких-либо известных факторов риска. Это происходит в результате сложных взаимодействий между людьми и окружающей средой. Растущая частота этого заболевания отражает негативные изменения в окружающей среде, которые могут вызвать изменения в генетической и эпигенетической ДНК клеток человека, тем самым способствуя возникновению спорадического колоректального рака.
Материалы и методы обследования
В исследовании 136 мышам была произведена трансплантация фекальной микробиоты от 9 пациентов со спорадическим колоректальным раком, либо трансплантация фекальной микробиоты от 9 пациентов без расстройств толстой кишки.
Микробиом кишечника мышей обследовали через 7 и 14 недель после пересадки фекальной микробиоты человека. В частности, ученые изучили количество и развитие аберрантных очагов крипты, микробный профиль и повреждение ДНК толстой кишки. Ученые также оценили потребление пищи животными, вес и показатели крови. Связь между дисбалансом микробиома и генетической и эпигенетической сигнатурой ДНК в тканях животных была выявлена с помощью статистических тестов.
Предполагаемая валидация теста была выполнена на 1000 бессимптомных пациентах, которым должна была быть сделана колоноскопия. Чтобы идентифицировать вовлеченные бактерии, весь их бактериальный геном был секвенирован. Уровень гиперметилирования 3 генов определяли как совокупный индекс метилирования (CMI). Пациенты были классифицированы в соответствии с их CMI (положительным или отрицательным).
Результаты научной работы
Ученые продемонстрировали, что трансплантация фекальной микробиоты от пациентов с раком толстой кишки мышам вызывала повреждения и эпигенетические изменения, характерные для развития злокачественной опухоли. Пилотное исследование, финансируемое Французским национальным институтом рака (French National Cancer Institute) и продвигаемое Парижской сетью государственных больниц (AP-HP) в рамках госпитальной программы клинических исследований рака (PHRC-K), помогло разработать неинвазивный тест, который идентифицирует эпигенетическое явление, связанное с дисбиозом. Тест был подтвержден на 1000 человек.
Ученые продемонстрировали на мышах, что эпигенетический механизм, запускаемый некоторыми бактериями в микробиоте, способствует возникновению или развитию спорадического колоректального рака. Впоследствии авторы исследования подтвердили свои выводы на людях.
У мышей, которым произвели трансплантацию фекальной микробиоты от пациентов со спорадическим колоректальным раком, развились предраковые поражения, известные как аберрантные очаги крипты (АОК), без каких-либо значительных генетических изменений в толстой кишке, но у них было большее количество гиперметилированных генов, которые были в значительной степени связаны с АОК в слизистой оболочке толстой кишки.
После проверки связи между дисбактериозом и аномалиями ДНК (метилированием) у пациентов со спорадическим колоректальным раком, которым трансплантировали фекальную микробиоту, было проведено пилотное исследование. Пилотное исследование было проведено на людях с целью разработки простого воспроизводимого анализа крови, который может быть использован в ранней диагностике колоректальных опухолей у пациентов без клинических проявлений.
Анализ выявил положительный CMI в качестве прогностического фактора возникновения спорадического колоректального рака.
Выводы
Это исследование показывает, что микробиота пациентов со спорадическим колоректальным раком вызывает предраковые поражения толстой кишки у животных посредством гиперметилирования небольшого числа генов. Следовательно, CMI и / или метилирующие бактерии могут быть использованы в качестве диагностических маркеров этого типа рака. Эти первоначальные результаты должны быть оценены и подтверждены в клинических испытаниях.
Авторы другого исследования утверждают, что кишечные бактерии защищают от вирусной инфекции.
