Metabolity w surowicy związane z mikrobiotą jelitową: droga do lepszej diagnostyki nowotworów jelita grubego?

Zaburzenia mikrobioty, czyli dysbiozy, można powiązać z wieloma chorobami, takimi jak cukrzyca, otyłość, choroby neuropsychiatryczne i neurodegeneracyjne, a także nowotwory. Metabolity wytwarzane przez bakterie jelitowe wcześnie przenikają do krwi. W związku z tym zorganizowane zostało badanie z zamiarem ustalenia profilu zawartych w surowicy metabolitów związanych z mikrobiotą jelitową. W jakim celu? Aby dowiedzieć się, czy istnieje wzorzec zawartych w surowicy metabolitów mikrobioty jelitowej typowy dla osób chorych na raka lub gruczolaka jelita. Ta precyzyjna, szybka, nieinwazyjna metoda diagnostyczna umożliwiłaby wczesne wykrywanie gruczolaka oraz raka jelita grubego.

Zmiany metabolomu na wszystkich poziomach

Analiza próbek serum pobranych od kohorty badawczej (31 osób zdrowych, 12 pacjentów z gruczolakiem i 49 chorych na raka jelita grubego) pozwoliła zidentyfikować 885 obecnych w serum metabolitów, których ilość u pacjentów dotkniętych gruczolakiem lub rakiem jelita grubego jest inna niż u osób zdrowych.
Zakłócenia mikrobioty jelitowej mogą doprowadzić do zmian metabolomu fekalnego u pacjentów dotkniętych chorobą jelita grubego, ale czy mogą wywołać ten sam efekt w surowicy krwi? Aby ustalić potencjalny wpływ tych markerów w celu prognozowania zaburzeń występujących w jelicie grubym, przeprowadzono analizę metabolitów mikrobioty jelitowej obecnych w surowicy i metagenomową analizę materiału fekalnego u 11 osób zdrowych i 33 pacjentów dotkniętych chorobą jelita grubego. Zidentyfikowano 322 metabolity związane z mikrobiotą jelitową, w tym z gatunkami znanymi ze związku z powstawaniem i rozwojem raka jelita grubego (Fusobacterium nucleatum, Parvimonas micra i inne). Zastosowany algorytm umożliwił precyzyjną identyfikację 8 obecnych w surowicy metabolitów pozwalających odróżnić w badanej kohorcie osoby zdrowe od dotkniętych gruczolakiem i rakiem jelita grubego (obszar pod krzywą 0,96). Zostały one wybrane jako panel predykcyjny chorób jelita grubego: GMSM (Gut Microbiome-associated Serum Metabolites, Surowicze Metabolity Mikrobioty Jelitowej).

Droga do modelu predykcyjnego?

Model ten został przebadany na kohorcie modelowania (72 osoby zdrowe i 120 pacjentów dotkniętych chorobami jelita grubego) oraz na niezależnej kohorcie kontrolnej (53 osoby zdrowe i 103 pacjentów z anomaliami jelita grubego). Pozwala on niezawodnie odróżnić pacjentów chorych na gruczolaka i raka jelita grubego od osób zdrowych (obszar pod krzywą odpowiednio 0,98 i 0,92). Model ten został także porównany z innymi stosowanymi obecnie metodami diagnostycznymi: antygenem rakowo-płodowym (CEA) i testem immunochemicznym w kale (FIT). W kohorcie kontrolnej CEA odsiewa pacjentów od osób zdrowych z obszarem pod krzywą wielkości 0,72. Również FIT wydaje się słabszy od GMSM w zakresie odróżniania tych dwóch grup (wrażliwość odpowiednio na poziomie 65,2% i 83,5%)