Archivo - Microbioma. - OLEKSANDRA TROIAN/ISTOCK - Archivo
MADRID, 24 Jun. (EUROPA PRESS) -
Los expertos sospechan desde hace tiempo que el microbioma intestinal está estrechamente relacionado con el cáncer colorrectal y ahora un nuevo estudio del Laboratorio Europeo de Biología Molecular ha llevado a cabo uno de los análisis más completos hasta la fecha del microbioma intestinal asociado al cáncer colorrectal.
En concreto, se trata de un grupo internacional de investigadores del consorcio Mi-EOCRC, que abarca Alemania, Suiza y los Países Bajos, e incluye a los grupos de Zeller y Zimmermann del EMBL Heidelberg. Su estudioi ha sido publicado en 'Cell Host & Microbe'.
Numerosos estudios han reportado diferencias entre los microbiomas de personas con cáncer colorrectal y aquellas sin la enfermedad. Sin embargo, debido a que estos estudios solían ser pequeños y utilizaban diferentes métodos de secuenciación, ha sido difícil determinar qué cambios microbianos son realmente reproducibles.
Los metaanálisis han intentado abordar estas cuestiones de reproducibilidad y consistencia. Sin embargo, hasta ahora, estos datos se basaban únicamente en una fracción de los numerosos conjuntos de datos publicados hasta la fecha.
UNA FIRMA MICROBIANA ROBUSTA TRAS REANALIZAR CASI 7.000 PERFILES DE MICROBIOMA
Tras reanalizar datos de 27 estudios, que comprenden 6.779 perfiles de secuenciación del microbioma intestinal disponibles públicamente, los investigadores han identificado una sólida firma microbiana asociada al cáncer colorrectal. El estudio también analizó 906 muestras de tejido intestinal para comparar las señales del microbioma presentes en las heces con los microbios encontrados directamente en el tejido tumoral.
"La principal fortaleza de este estudio reside en su exhaustividad. Combinamos comparaciones de heces y tejidos, datos dietéticos, análisis taxonómicos hasta el nivel de cepas bacterianas y análisis funcionales de factores de virulencia", destaca Georg Zeller, jefe de equipo visitante del EMBL Heidelberg y profesor del Centro Médico de la Universidad de Leiden (LUMC). .
Un avance clave del estudio es metodológico. Los investigadores desarrollaron y aplicaron enfoques computacionales que les permitieron integrar conjuntos de datos del microbioma generados mediante diferentes métodos de secuenciación a gran escala. Gracias a estos enfoques, incluso pudieron reanalizar datos de poblaciones que no fueron reclutadas originalmente para el estudio del cáncer colorrectal.
UN ALGORITMO DE IA QUE PUNTÚA CUÁN “SIMILAR AL CÁNCER” ES EL MICROBIOMA INTESTINAL
"La herramienta clave es un algoritmo de aprendizaje automático entrenado para distinguir entre microbiomas cancerosos y no cancerosos. Genera una puntuación que indica cuán 'similar al cáncer' es un microbioma. Podemos aplicarlo a cualquier conjunto de datos existente sobre el microbioma intestinal humano, incluidos los de estudios de intervención dietética", explica Zeller.
Este enfoque permitió a los investigadores establecer una firma del microbioma del cáncer colorrectal que no se limitaba a una sola cohorte, región geográfica, método de secuenciación o edad de diagnóstico. En cambio, la firma parecía ser una característica ampliamente reproducible de la enfermedad, incluyendo tanto el cáncer colorrectal de aparición temprana como el de aparición tardía.
El equipo también investigó si los microbios detectados en las muestras de heces reflejan los microbios que se encuentran directamente en los tumores colorrectales. Descubrieron que los microbios presentes en el tejido tumoral eran similares a la huella microbiana del cáncer colorrectal observada en las muestras fecales.
Es importante destacar que, en muestras de tejido, los microbios asociados al cáncer ya podían detectarse en tumores en etapas tempranas. Sin embargo, en muestras de heces, la precisión de la detección fue algo menor en cánceres en etapas tempranas y en tumores ubicados más arriba en el colon. Una posible explicación es que los microbios de tumores más pequeños (debido a un crecimiento tumoral más localizado en etapas tempranas) o más alejados del recto pueden ser más difíciles de detectar en las heces en comparación con tumores avanzados o más cercanos al recto.
"Estos resultados sugieren que los cambios en el microbioma asociados al cáncer colorrectal pueden aparecer en las primeras etapas del desarrollo de la enfermedad y plantean la cuestión de cómo el tumor moldea el microbioma y cómo los microbios influyen en el microambiente tumoral a través de interacciones de señalización, metabólicas y de otro tipo", agrega Michael Zimmermann, jefe de grupo en EMBL Heidelberg.
Si bien la firma microbiana del cáncer colorrectal fue robusta, los investigadores descubrieron que los adenomas precancerosos siguen siendo difíciles de detectar en los perfiles microbianos de las heces. Los cambios microbianos asociados a los adenomas fueron más débiles que los observados en el cáncer colorrectal y mostraron una superposición limitada con la firma asociada al cáncer.
Los clasificadores de aprendizaje automático entrenados para detectar el cáncer colorrectal, así como los entrenados específicamente para distinguir los adenomas de los controles, mostraron un rendimiento variable entre las cohortes.
"Esta limitación es importante para la futura traslación clínica, que es el objetivo del consorcio Mi-EOCRC", incide Michael Zimmermann. "Sugiere que podrían ser necesarios enfoques más sensibles, conjuntos de datos más amplios o combinaciones con otras mediciones antes de que las herramientas basadas en el microbioma puedan contribuir a la detección fiable de lesiones precancerosas tempranas".
MENOS FIBRA Y MÁS RIESGO: LA HUELLA OCULTA EN EL INTESTINO
Los investigadores también exploraron la relación entre la dieta y la microbiota del cáncer colorrectal. Descubrieron que un patrón de microbiota más marcado asociado al cáncer se relacionaba con una menor ingesta de fibra dietética. Por el contrario, en estudios de intervención dietética, el aumento de la ingesta de fibra dietética se asoció con una reducción en la puntuación de la microbiota del cáncer colorrectal.
Este hallazgo sugiere que la dieta, y en particular el consumo de fibra, puede influir en los patrones microbianos asociados con el cáncer colorrectal, lo que respalda la idea de que la dieta puede moldear las comunidades microbianas intestinales de maneras que pueden ser relevantes para el riesgo, la progresión o la prevención del cáncer.
Dado que la puntuación obtenida mediante aprendizaje automático se puede aplicar a conjuntos de datos de microbioma existentes, incluidos estudios de intervención dietética, este enfoque puede ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo los factores del estilo de vida influyen en los patrones del microbioma asociados a enfermedades en estudios que van más allá de los cubiertos en el análisis actual.
El estudio también analizó con mayor detalle a Fusobacterium, un grupo de bacterias repetidamente relacionadas con el cáncer colorrectal. Al analizar cientos de genomas bacterianos de este grupo, los investigadores encontraron diferencias importantes entre las subespecies de Fusobacterium.
Algunas subespecies portaban genes relacionados con enfermedades diferentes, incluidos factores de virulencia, y otras se encontraban con mayor frecuencia en muestras de cáncer colorrectal de regiones geográficas específicas. En particular, Fusobacterium nucleatum subsp. animalis mostró una presencia constante en el cáncer colorrectal en todos los continentes, mientras que otras especies y subespecies de Fusobacterium mostraron patrones geográficamente más heterogéneos, encontrándose varias de ellas casi exclusivamente en pacientes con cáncer de Asia.
Este nivel de resolución es importante porque las bacterias agrupadas bajo el mismo género pueden diferir sustancialmente en su biología y en sus posibles efectos sobre la salud humana.
Este trabajo proporciona un recurso integral para comprender el papel del microbioma en el cáncer colorrectal y sienta las bases para futuros estudios sobre la detección, la evaluación de riesgos y las estrategias de prevención basadas en el microbioma.
Los hallazgos también podrían sentar una base importante para futuras herramientas basadas en aprendizaje automático. Al definir una firma microbiana reproducible asociada al cáncer colorrectal, el estudio crea una referencia que podría utilizarse para entrenar y validar futuros modelos para la evaluación de riesgos, la detección temprana o la investigación de la prevención personalizada.
Sin embargo, los investigadores enfatizan que aún no se trata de una prueba diagnóstica, sino de un paso hacia la comprensión de cómo los datos del microbioma podrían eventualmente respaldar la investigación clínica y la toma de decisiones. En comparación con los métodos de detección no invasivos existentes, los clasificadores basados en el microbioma aún no igualan el rendimiento de las pruebas inmunoquímicas fecales, y se necesitarán estudios más amplios para evaluar si los datos del microbioma podrían complementar o combinarse con las pruebas clínicas actuales.
El estudio destaca especialmente el poder de los datos abiertos y la síntesis de evidencia a gran escala en la investigación del microbioma. Al combinar miles de perfiles de microbioma disponibles públicamente, los investigadores pudieron identificar patrones sólidos que habrían sido difíciles de detectar en estudios individuales.
