Cílem výzkumníků je využít jako nástroj pro včasné odhalení rakoviny tlustého střeva a konečníku střevní mikrobiom. Ideálně by mohl jednoduchý test ze stolice nahradit nákladnější metody jako je kolonoskopie. Výsledky právě publikované studie přibližují tuto možnost realitě.
Kolorektální karcinom je třetím nejčastějším zhoubným onemocněním a druhou nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu ve světě. Přibližně 60 procent pacientů je diagnostikováno až v pokročilém stadiu po vzniku metastáz. Odborníci se proto zaměřují na zlepšení jeho diagnostiky.
Na aktuálně publikované studii pracoval mezinárodní výzkumný tým koordinovaný Univerzitou v Trentu. Vědci prokázali, že přítomnost specifických mikrobů ve střevním mikrobiomu může být přesným ukazatelem kolorektálního karcinomu. Ve výzkumu kombinovali strojové učení a metagenomiku a jeho výsledky zveřejnil vědecký časopis Nature Medicine. Studie, která staví na nově získaných datech ze střevního mikrobiomu ze šesti mezinárodních kohort včetně dvou z České republiky, by v budoucnu mohla vést k přesnějším a zcela neinvazivním screeningovým metodám pro screening tohoto onemocnění.
Nová studie je součástí širšího mezinárodního výzkumného rámce zahrnujícího projekty ONCOBIOME, PROSPECT a OPTIMISTICC, které spojují výzkumníky z celého světa. Výzkumný tým Univerzity v Trentu díky této spolupráci získal přístup k více než 3 700 vzorkům pocházejícím z 18 různých studií ze všech kontinentů s výjimkou Afriky, Jižní Ameriky a Oceánie. Původně bylo do projektu zahrnuto 12 kohort, šest nových pak významně přispělo k aktuálním výsledkům.
Byly mezi nimi i dvě české kohorty – COLOBIOME a IIGM-CZ. Ty přispěly celkem 328 nově sekvenovanými vzorky, z toho 260 případy kolorektálního karcinomu. To představuje téměř polovinu všech nádorových vzorků v nové datové sadě, což byl klíčový faktor pro úspěšné vytvoření vysoce přesných prediktivních modelů pomocí strojového učení.
V rámci aktuální studie odborníci zkoumali více než 1 600 nově sekvenovaných vzorků stolice, jednak od již diagnostikovaných pacientů s kolorektálním karcinomem a jednak od zdravých lidí. Největší podíl kolorektálních nádorů (204 z 525, tedy přes 38 procent) tvořili vzorky z české kohorty COLOBIOME. Tuto skupinu lidí (kohortu), kteří jsou sledováni pro účely výzkumu, iniciovala Eva Budinská z ústavu RECETOX Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity během svého paralelního působení v Masarykově onkologickém ústavu (MOÚ). Kohorta vznikla kvůli předcházející vědecké studii a vzorky z ní byly poté začleněny do popisovaného mezinárodního projektu ONCOBIOME. Budinská má v projektu roli hlavní řešitelky za Českou republiku, a to díky možnosti dlouhodobého uchovávání vzorků prostřednictvím Banky biologického materiálu MOÚ. Do mezinárodní studie se zařadila i další česká kohorta (IIGM-CZ), koordinovaná Ústavem experimentální medicíny AV ČR a Univerzitou Karlovou v Praze a Plzni. Ta ve spolupráci s Italským institutem pro genomickou medicínu přispěla dalšími 124 vzorky, z toho 59 bylo nádorových.
Společně tak české skupiny představují největší národní podíl v nových datech studie a byly zásadní pro vývoj a validaci prediktivních modelů. „Jsme hrdí, že jsme hráli v této studii tak důležitou roli. Naše COLOBIOME kohorta nabízí jednu z nejkomplexnějších klinických sad dat s podrobným určením rozsahu a stadia onemocnění u více než 200 pacientů. Studie COLOBIOME vznikla díky českému financování a spolupráci s Masarykovým onkologickým ústavem a jsem ráda, že mohla přispět k mezinárodnímu pokroku v oblasti screeningu rakoviny,“ uvedla Eva Budinská.
Roman Hrstka, ředitel Banky biologického materiálu MOÚ, dodal: „Tato studie ukazuje, jak důležité je dlouhodobé investování do biobank. Jsme rádi, že jsme mohli přispět kvalitními vzorky do takto významného mezinárodního výzkumu.“
Výsledky mezinárodní studie jsou založené na strojovém učení a metodologii jejího využití vyvinul a aplikoval výzkumný tým . „Tato technologie propojená s metagenomickými analytickými přístupy, které používáme v naší laboratoři umožňuje vytvoření prediktivního modelu, který určí, zda má daný jedinec vysokou pravděpodobnost výskytu kolorektálního karcinomu,“ vysvětlila hlavní řešitelka projektu Nicola Segata z Univerzity v Trentu.