Cancro del colon-retto-immagine: le sottospecie del catalogo HuMSub sono ubiquitarie in tutto il dominio batterico e sono direttamente quantificabili. Crediti: Cell Host & Microbe
Il cancro del colon-retto è la seconda causa di morte per cancro al mondo. Se diagnosticato precocemente, può essere trattato efficacemente, ma il costo e il disagio della colonscopia, il principale metodo diagnostico attualmente in uso, spesso determinano un ritardo nella diagnosi.
Utilizzando algoritmi di apprendimento automatico, un team dell’Università di Ginevra (UNIGE) ha identificato per la prima volta tutti i batteri intestinali umani con un livello di dettaglio tale da consentire di comprendere l’importanza fisiologica dei diversi sottogruppi microbici. Questo inventario è stato poi utilizzato per rilevare la presenza di cancro del colon-retto in base ai batteri presenti in semplici campioni di feci, uno strumento di screening non invasivo e a basso costo.
Le potenziali applicazioni sono vaste e spaziano dalla diagnosi di altri tumori a una migliore comprensione dei legami tra microbiota intestinale e salute.
I risultati sono stati pubblicati su Cell Host & Microbe.
Il cancro del colon-retto viene spesso diagnosticato in fase avanzata, quando le opzioni terapeutiche sono limitate. Ciò sottolinea la necessità di strumenti diagnostici più semplici e meno invasivi, soprattutto a fronte di un aumento dei casi ancora inspiegabile tra i giovani adulti. Sebbene sia noto da tempo che il microbiota intestinale gioca un ruolo nello sviluppo del cancro del colon-retto, tradurre questi risultati nella pratica clinica si è rivelato difficile. Questo perché ceppi diversi della stessa specie batterica possono avere effetti opposti, con alcuni che promuovono la malattia e altri che non hanno alcun effetto.
“Invece di basarci sull’analisi delle diverse specie che compongono il microbiota, che non cattura tutte le differenze significative, o dei ceppi batterici, che variano molto da un individuo all’altro, ci siamo concentrati su un livello intermedio del microbiota, le sottospecie“, spiega Mirko Trajkovski, Professore ordinario presso il Dipartimento di Fisiologia cellulare e metabolismo e presso il Centro per il diabete della Facoltà di medicina dell’UNIGE, che ha guidato questa ricerca.
“La risoluzione delle sottospecie è specifica e può cogliere le differenze nel modo in cui i batteri funzionano e contribuiscono a malattie, tra cui il cancro, pur rimanendo sufficientemente generale da rilevare questi cambiamenti tra diversi gruppi di individui, popolazioni o paesi”.
Con l’aiuto dell’apprendimento automatico
Il primo passo è stato analizzare enormi quantità di dati. “Come bioinformatico, la sfida era trovare un approccio innovativo per l’analisi di dati di massa”, ricorda Matija Trickovic, dottorando presso il laboratorio di Trajkovski e primo autore di questo studio. “Siamo riusciti a sviluppare il primo catalogo completo delle sottospecie del microbiota intestinale umano, insieme a un metodo preciso ed efficiente per utilizzarlo sia a scopo di ricerca che in ambito clinico”, aggiunge.
Combinando questo catalogo con i dati clinici esistenti, gli scienziati hanno sviluppato un modello in grado di prevedere la presenza di cancro del colon-retto basandosi esclusivamente sui batteri presenti nei campioni di feci. “Sebbene fossimo fiduciosi nella nostra strategia, i risultati sono stati sorprendenti“, afferma con entusiasmo Trickovic. “Il nostro metodo ha rilevato il 90% dei casi di cancro, un risultato molto vicino al tasso di rilevamento del 94% raggiunto dalle colonscopie e migliore di tutti gli attuali metodi di rilevamento non invasivi”.
Integrando più dati clinici, questo modello potrebbe diventare ancora più preciso e raggiungere l’accuratezza della colonscopia. Potrebbe diventare uno strumento di screening di routine e facilitare la diagnosi precoce del cancro del colon-retto, che verrebbe poi confermato dalla colonscopia, ma solo in un gruppo selezionato di pazienti.
Un nuovo mondo di applicazioni
Un primo studio clinico è in fase di attuazione in collaborazione con gli Ospedali Universitari di Ginevra (HUG) per determinare con maggiore precisione gli stadi del cancro e le lesioni rilevabili. Tuttavia, le applicazioni vanno oltre il cancro del colon-retto. Studiando le differenze tra sottospecie della stessa specie batterica, i ricercatori possono ora identificare i meccanismi d’azione con cui il microbiota intestinale influenza la salute umana.
“Lo stesso metodo potrebbe presto essere utilizzato per sviluppare strumenti diagnostici non invasivi per un’ampia gamma di malattie, tutti basati su una singola analisi del microbiota“, conclude Trajkovski.
Fonte: Cell Host & Microbe