Effekt af bækkenstrålebehandling på tarmmikrobiomet og metabolomet (EPRIMM)

Baggrund 80% af patienterne udvikler GI-toksicitet under bækkenstrålebehandling og halvdelen udvikler kronisk GI-toksicitet. Dette viser sig som diarré, smerte, blødning og inkontinens. I modsætning til mange sygdomme er den udløsende hændelse, dvs. strålebehandling, kendt, hvilket muliggør identifikation af specifikke patofysiologiske ændringer. Den metabolomiske og mikrobiologiske profil af patienter, der gennemgår bækkenstrålebehandling, og sammenhængen med GI-toksicitet er ikke fuldt ud undersøgt. Undersøgelser tyder på, at stråling ændrer tarmmikrobiomet og ændrer den mikrobielle mangfoldighed. Højere præ-strålebehandlingsdiversitet er set hos dem uden GI-symptomer med reducerende diversitet, da GI-toksicitet øges og en sammenhæng mellem lav mikrobiel diversitet og sværhedsgraden af ​​kronisk GI-toksicitet. Kostændringer kan ændre mikrobiel sammensætning. Fækale VOC'er er kemikalier, der eksisterer i den gasformige fase ved omgivelsestemperatur og danner det fæces metabolom, resultatet af interaktionen mellem tarmmikrobiotaen og cellemetabolismen. VOC'er kan identificeres ved hjælp af etablerede teknikker, og unikke VOC'er-mønstre er blevet identificeret i specifikke GI-sygdomme. Tidlige data tyder på forskelle i VOC'er mellem patienter med høje kontra lave niveauer af GI-toksicitet. Metabolomisk og mikrobiologisk profilering og manipulation har potentialet til at fremme forståelsen af ​​sygdomsrelaterede veje til at forudsige, forebygge og behandle GI-toksicitet.

Begrundelse GI-toksicitet er en væsentlig årsag til morbiditet både under og efter bækkenstrålebehandling i det omfang, at det påvirker livskvaliteten negativt. Der er mangel på forskning i denne tilstand. Den metabolomiske og mikrobiologiske profil af patienter, der gennemgår bækkenstrålebehandling, og sammenhængen med GI-toksicitet er ikke fuldt ud undersøgt. Undersøgelser tyder på, at stråling ændrer tarmmikrobiomet og ændrer den mikrobielle mangfoldighed. Højere præ-strålebehandlingsdiversitet er set hos dem uden GI-symptomer med reducerende diversitet, da GI-toksicitet øges og en sammenhæng mellem lav mikrobiel diversitet og sværhedsgraden af ​​kronisk GI-toksicitet. Kostændringer kan ændre mikrobiel sammensætning. Unikke VOC-mønstre er blevet identificeret i specifikke GI-sygdomme. Tidlige data tyder på forskelle i VOC'er mellem patienter med høje kontra lave niveauer af GI-toksicitet. Metabolomisk og mikrobiologisk profilering og manipulation har potentialet til at fremme forståelsen af ​​sygdomsrelaterede veje til at forudsige, forebygge og behandle GI-toksicitet.

Ved at sammenligne prøver indsamlet før og efter strålebehandling forsøger efterforskerne at identificere potentielle biomarkører. De kommer til at integrere metadata, der indikerer en negativ GI-respons på terapien, dvs. GI-toksicitetssymptomer fra validerede spørgeskemaer med mikrobielle samfundsdata og VOC-data for at identificere markører (VOC'er eller bakterier), der øges med symptomer. De vil også identificere, hvilke arter der gør patienter mere modtagelige over for negative udfald ved at analysere den lokale forbehandling.

Tidligere litteratur ved brug af kulturbaserede metoder viste en stigning i E. coli og Staphylococcus spp. og efterforskerne vil afgøre, om de kan bekræfte dette. Med hensyn til VOC vil de lede efter markører for inflammation, f.eks. aldehyder. Det er blevet foreslået, at der er ligheder mellem strålingsinduceret GI-toksicitet og IBD, især Crohns sygdom, derfor ville det være interessant at se, om der er en lignende dysbiose af det mikrobielle samfund og VOCs profil som den, der observeres ved Crohns sygdom, dvs. om nedsat artsdiversitet, øget Bacteroides-arter og Enterobacteriaceae kombineret med et fald i fækale bakterier også observeres hos patienter med alvorlige GI-toksicitetssymptomer.

Potentielle indgreb til at modificere tarmmikrobiomet, f.eks. diæt, præ-/probiotika, syntetisk fækal mikrobiotatransplantation, er i bred klinisk forskningsanvendelse i øjeblikket inden for andre relaterede kliniske områder, f.eks. inflammatorisk tarmsygdom, og ville være de typer indgreb, der kan være indikeret af information fra dette arbejde og den efterfølgende definitive undersøgelse.

Målene for den efterfølgende endelige undersøgelse er som følger:

1. Bestem forskellene i VOC-profil/mikrobiom hos patienter med den mest alvorlige vs. mindst alvorlige GI-toksicitet efter 4 uger og 6 måneder.
2. Bestem forskellene i VOC-profil/mikrobiom ved baseline hos patienter, der udvikler den mest alvorlige vs. mindst alvorlige GI-toksicitet efter 4 uger og 6 måneder.
3. Karakteriser sygdomsrelaterede veje for GI-toksicitet for at identificere potentielle terapeutiske mål, herunder diæt.