Kevesebb kapcsolat van a rák és a mikrobiomok között
Az elmúlt öt évben körülbelül egy tucat tanulmány állította, hogy szinte minden típusú emberi rák összefüggésbe hozható a mikrobiomok, azaz a baktériumok, vírusok és gombák „közösségeinek” jelenlétével, amelyek az emberek testében vagy testén élnek. Most a Johns Hopkins Medicine tudósai azt állítják, hogy egy emberi rákok szekvenciáját vizsgáló tanulmányban sokkal kevesebb mikrobiális DNS-szekvenciát találtak, mint a korábbi tanulmányok ugyanazon rákos szövetmintákban.
„A tudomány természetéből adódik, hogy az eredményeket validálja, megerősíti és reprodukálja” – mondja Steven Salzberg, a Johns Hopkins Egyetem biomérnöki, számítástechnikai és biostatisztikai tanszékének Bloomberg Distinguished Professor professzora. „Az idő múlásával egyre teljesebb képet kapunk az új kutatásokról, és ebben az esetben nem találtunk összefüggést a mikrobiómák és számos rákfajta között.”
A Science Translational Medicinefolyóiratban megjelent új tanulmány szerint 5734 szövetmintából generált teljes genomszekvenciákat vizsgáltak, amelyeket 25 rákfajtából gyűjtöttek és egy nagy adatbázisban, a The Cancer Genome Atlas (TCGA) tároltak. A minták körülbelül fele normál szövetekből és vérből származik, a másik fele szilárd tumorokból és vér alapú rákokból.
A TCGA teljes genomszekvenálási adatai több millió apró DNS-molekula-darabot tartalmaznak, amelyeket „olvasatoknak” neveznek, és amelyek minden egyes szövetmintából származó adatokat tartalmaznak. A TCGA-tanulmányok eredeti célja az volt, hogy azonosítsák a különböző rákfajtákkal összefüggésbe hozható génszekvenciák mutációit. Előfordulhat azonban, hogy az eredeti daganatokban mikroorganizmusok is jelen vannak, és az olvasatok felhasználhatók ezeknek a mikroorganizmusoknak az azonosítására.
Mivel az olvasatok gyakran tartalmaznak szennyeződéseket a szekvenálógépekben visszamaradt vagy a levegőből, vagy felületekről felvett DNS-darabkákból, a minták DNS-t tartalmazhatnak ezekből a forrásokból, csakúgy, mint az eredeti tumorszövetekből. Salzberg szerint rendkívüli erőfeszítéseket tettek az ilyen szennyeződések azonosítására, hogy elkerüljék a hamis eredményeket.
A szennyeződések kizárása érdekében Salzberg és csapata a genomszekvenálással kapcsolatos széles körű tapasztalataira és a kontrollminták gondos elemzésére támaszkodott, hogy azonosítsa azokat az olvasatokat, amelyek ismert, vagy nagy valószínűséggel szennyezett mintákhoz tartozó szekvenciákhoz tartoznak.
Az emberi DNS kiszűrése után a kutatócsoportnak átlagosan 2,4 millió olvasat maradt mintánként, ami a teljes 6,5 milliárd tumorminta-olvasat körülbelül 0,35%-a. Ezek közül a kutatócsoport 323 millió olyan emberi DNS-olvasatot talált, amelyet az első lépésben nem távolítottak el, és 986 millió olyan olvasatot, amelyet szennyező anyagként osztályoztak. Ezután összehasonlították a fennmaradó szekvenciaolvasatokat egy adatbázissal, amely 50 651 genomot tartalmazott, amelyek 30 355 baktérium-, vírus-, gomba- és archaea-fajt (baktériumok és vírusok kivételével egysejtű organizmusok) képviseltek. Az emberi DNS-szekvenciák és szennyeződések eltávolítása után a szilárd tumor mintákban a mikrobiális DNS-olvasatok átlagos aránya 0,57%, a vérrákos esetekben pedig 0,73% volt.
A Johns Hopkins kutatói ezután összehasonlították új eredményeiket egy öt évvel ezelőtt a Nature folyóiratban publikált tanulmánnyal (amelyet azóta visszavontak a mikrobiális adatok szennyeződései miatt), és megállapították, hogy a korábbi tanulmány 56-szor több mikrobiális olvasatot azonosított, mint az új tanulmány a teljes mikrobiális olvasatok felének esetében. Az esetek 5%-ában a korábbi tanulmány 9000-szer többet talált. Salzberg szerint a visszavont tanulmányban szereplő mikrobiális olvasatok nagy valószínűséggel szennyeződések voltak.
A 2022-ben a Cell folyóiratban publikált tanulmány és a jelenlegi Johns Hopkins-i kutatás összehasonlításában a 2022-es tanulmány a jelenlegi Johns Hopkins-i kutatásban talált mennyiségeknél több százszor nagyobb gombás DNS-mennyiségeket jelentett, ami nagyrészt a szennyeződéseknek köszönhető.
A jelenlegi Johns Hopkins-tanulmányban szereplő DNS-minták közül, amelyekben mikrobiom DNS-t találtak, a kutatók olyan mikroorganizmusokat találtak, amelyek régóta összefüggésbe hozhatók az emberi rákkal, mint például a HPV (összefüggésbe hozható a méhnyakrákkal és egyes fej-nyak rákokkal), a Helicobacter pylori (összefüggésbe hozható a gyomorrákkal), valamint a Fusobacterium nucleatum és a Bacteroides fragilis (összefüggésbe hozható a gyomor-bélrendszeri rákokkal).
A jelenlegi Johns Hopkins-tanulmány és a Cell és Nature folyóiratokban korábban megjelent tanulmányok a Saccharomyces cerevisiae, közismert nevén sütőélesztő mikrobiomjairól számoltak be. „Ez az egyik leggyakoribb szennyező anyag a szekvenálási laboratóriumokban” – mondja Salzberg. Találtak egy növényi gombákat fertőző vírust is, a Rosellinia necatrix partitivirus 8-at, amelynek nincs ismert kapcsolata az emberi betegségekkel.
Salzberg szerint különösen fontos gondosan dokumentálni a rák és a mikrobiómok közötti kapcsolatokra vonatkozó állításokat, mivel egyre nagyobb erőfeszítéseket tesznek a rák korai diagnosztizálására a mikrobióm információk felhasználásával.