Mappatura dei batteri intestinali associati al tumore del colon-retto
Il tumore del colon-retto rimane una delle principali cause di morte a livello mondiale, eppure i metodi di diagnosi precoce spesso non dispongono della sensibilità necessaria per identificare efficacemente le lesioni precancerose. In uno studio(si apre in una nuova finestra) rivoluzionario, pubblicato su «Cell Host & Microbe», i ricercatori hanno identificato una firma microbica robusta e generalizzabile associata alla malattia. Questa meta-analisi, sostenuta dal progetto CartoHostBug finanziato dall’UE, ha riesaminato quasi 6 800 profili del microbioma intestinale, offrendo una chiarezza senza precedenti sul legame tra batteri intestinali e cancro. Il principale punto di forza dello studio risiede nella sua portata e nella metodologia innovativa. Aggregando i dati provenienti da 27 studi indipendenti condotti in Germania, nei Paesi Bassi e in Svizzera, il team di ricerca ha superato i limiti dei set di dati ridotti e incoerenti che hanno afflitto le ricerche precedenti. Ha sviluppato approcci computazionali avanzati e un classificatore basato sull’apprendimento automatico in grado di integrare i dati sul microbioma generati tramite diversi metodi di sequenziamento. «Lo strumento chiave è un algoritmo di apprendimento automatico addestrato a distinguere il microbioma canceroso da quello non canceroso», spiega Georg Zeller, leader del gruppo ospite presso il Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare (EMBL) di Heidelberg, partner del progetto CartoHostBug, in Germania, in una recente notizia(si apre in una nuova finestra). «Esso fornisce un punteggio di quanto “simile al cancro” sia un microbioma». Assegnando un punteggio a qualsiasi campione di microbioma intestinale, si rivela una firma microbica coerente che persiste in diverse popolazioni, aree geografiche e fasce d’età, compresi sia i casi a insorgenza precoce che quelli a insorgenza tardiva. «Possiamo applicare questo metodo a qualsiasi set di dati esistente sul microbioma intestinale umano, compresi quelli provenienti da studi di intervento alimentare», aggiunge l’esperto, che è anche autore senior dello studio e professore presso il Centro medico dell’Università di Leida nei Paesi Bassi, partner del progetto.
Dalle feci al tessuto
Una scoperta fondamentale è stata la correlazione tra le impronte basate sulle feci e i microbi rilevati direttamente all’interno del tessuto tumorale colorettale. I ricercatori hanno analizzato 906 campioni di tessuto intestinale, scoprendo che i microbi presenti in numero maggiore nel tessuto tumorale rispecchiavano quelli rilevati nei campioni fecali. In particolare, questi microbi associati al cancro erano presenti anche nei tumori in fase iniziale, suggerendo che i cambiamenti del microbioma si verifichino nelle prime fasi dello sviluppo della malattia. Tuttavia, lo studio ha anche evidenziato un limite attuale. Sebbene la presenza di un segnale microbico sia evidente nei tumori conclamati, l’individuazione di adenomi precancerosi tramite campioni di feci rimane difficile a causa della minore intensità dei segnali microbici in queste lesioni in fase iniziale. «Questo limite è importante per la futura applicazione clinica», commenta il coautore Michael Zimmermann, responsabile di gruppo presso EMBL. «Ciò suggerisce che potrebbero essere necessari approcci più sensibili, set di dati più ampi o combinazioni con altre misurazioni prima che gli strumenti basati sul microbioma possano contribuire all’individuazione affidabile delle lesioni precancerose iniziali».
Fibre alimentari e approfondimenti sui batteri
L’alimentazione è emersa come un fattore fondamentale nella modulazione di questa firma microbica. L’analisi ha rivelato una chiara relazione inversa tra le fibre alimentari e il punteggio del microbioma associato al cancro del colon-retto. Gli individui con un consumo di fibre più basso presentavano modelli microbici più simili a quelli del cancro, mentre studi di intervento dietetico hanno dimostrato che aumentare l’assunzione di fibre potrebbe ridurre questi punteggi. La ricerca ha inoltre fornito preziose informazioni sul Fusobacterium, un gruppo batterico spesso associato al cancro del colon-retto. Analizzando centinaia di genomi batterici di questo gruppo, il team ha scoperto che non tutte le sottospecie si comportano allo stesso modo. Fusobacterium nucleatum subsp. Animalis era costantemente più diffuso nei campioni di tumori a livello globale, mentre altre sottospecie mostravano modelli specifici a livello geografico. Sebbene l’attuale classificatore non possa ancora essere considerato un test diagnostico, ha stabilito un quadro di riferimento fondamentale per i futuri strumenti clinici. La missione del progetto CartoHostBug (Functional cartography of intestinal host-microbiome interactions) di mappare le interazioni ospite-microbioma a livello cellulare e molecolare si sta rivelando essenziale per identificare biomarcatori affidabili della malattia. Per maggiori informazioni, consultare: progetto CartoHostBug
