Análisis de microflora intestinal combinada con metilación de ADN en heces para detectar cáncer colorrectal (IMMDC)

Introducción: El cáncer colorrectal (CCR) tiene la tercera tasa de incidencia más alta y la cuarta tasa de mortalidad en el mundo. En China, el CCR es la quinta causa principal de muerte por cáncer. Las tasas de incidencia de CCR estandarizadas por edad han mostrado una tendencia al alza. Un estilo de vida occidentalizado, en particular la inactividad física, y un aumento en la prevalencia de la obesidad en las últimas décadas en China pueden explicar el aumento de la incidencia de CCR .

La tasa de supervivencia a 5 años para las personas con CCR es del 65 %. Las tasas de supervivencia para el CCR pueden variar según varios factores, en particular la etapa del cáncer. La tasa de supervivencia a 5 años con CCR en etapa localizada es del 90%. Alrededor del 39% de los pacientes son diagnosticados en esta etapa temprana. Debido a la falta de síntomas clínicos típicos, el CCR temprano es difícil de detectar, y la mayoría de los pacientes ya se encuentran en una etapa avanzada cuando se diagnostica el CCR, por lo que se pierden la mejor etapa de intervención. Por lo tanto, la detección temprana y el tratamiento temprano son medios efectivos para reducir la mortalidad por CCR. La detección tiene beneficios, incluido el diagnóstico en una etapa más temprana, la reducción de la incidencia de CCR y la reducción de la mortalidad.

En la actualidad, los principales métodos de detección del CCR son la prueba de sangre oculta en heces y la colonoscopia. La colonoscopia es el estándar de oro para la detección del CCR. Sin embargo, la colonoscopia tradicional, un método de examen invasivo, no puede usarse ampliamente en la detección de neoplasia colorrectal.

Las muestras fecales se obtienen fácilmente. El consenso de investigación actual es el uso de heces para detectar CCR. De acuerdo con las recomendaciones más actualizadas del consenso de Asia Pacífico para la detección del CCR, la FIT (prueba inmunoquímica fecal) se utiliza para seleccionar pacientes de alto riesgo para la colonoscopia. FIT también ha sido ampliamente utilizado en otras regiones del mundo. La sensibilidad de FIT es limitada (0,79; IC 95%, 0,69-0,86), y un metanálisis sistemático reciente mostró una amplia variación en la sensibilidad entre los estudios. Además, las diferencias regionales y de raza pueden afectar los resultados de las pruebas. Por lo tanto, se necesitan métodos de detección temprana que no sean invasivos, altamente sensibles y adecuados para los chinos.

La detección de biomarcadores moleculares en las heces para el diagnóstico no invasivo del CCR puede ser una alternativa prometedora a la detección de biomarcadores en sangre/plasma en los entornos clínicos actuales. Las anomalías en la composición de la microbiota intestinal se han implicado como causas potencialmente importantes del CCR. Con el uso generalizado de la secuenciación metagenómica y la pirosecuenciación en la investigación de la microbiota intestinal, se han encontrado más bacterias asociadas positivamente con la incidencia de CCR. En un estudio reciente, se utilizó la secuenciación del ARNr 16S para clasificar las comunidades microbianas en la mucosa intestinal humana en diferentes etapas de la tumorigénesis colorrectal, y se encontró que Fusobacterium estaba enriquecido en los tumores colorrectales.

Para el CCR, el principal proceso de transformación de pólipos benignos en tumores malignos es la acumulación de alteraciones genéticas y epigenéticas que transforman las células epiteliales del colon en células de adenocarcinoma de colon. Estas células se arrojan continuamente a la luz del colon y se mezclan con las heces. Durante la formación del tumor, los cambios epigenéticos pueden ocurrir antes que las mutaciones. La desregulación de los mecanismos epigenéticos juega un papel importante en el cáncer. La mayoría de los cambios epigenéticos en el cáncer son desencadenados por alteraciones genómicas en genes específicos que están involucrados en el control de uno de los mecanismos epigenéticos. La metilación aberrante del ADN de los genes supresores de tumores induce la expresión anormal de genes posteriores, lo cual es un paso importante en el proceso de tumorigénesis. el estado de metilación de los cambios en el ADN durante la progresión del CCR. Una serie de anomalías de metilación de genes asociadas con CRC descubiertas en estudios recientes incluyen SFRP2, SEPT9, BMP3, NDRG4 y SPG20. Además, algunas mutaciones genéticas están relacionadas con el CRC. Por ejemplo, las mutaciones TP53 y KRAS son comunes en CRC.

En investigaciones anteriores, los investigadores encontraron que SEPT9, NDRG4 y SDC2 tenían una frecuencia y un nivel de metilación más altos en los tumores que en los tejidos CCR adyacentes normales o no tumorales, lo que indica que estos genes metilados pueden tener un potencial diagnóstico para la detección del CCR. Sin embargo, BMP3 tuvo una contribución muy limitada a la precisión de detección en muestras de heces. Además, la combinación de SEPT9 metilado, NDRG4 y SDC2 mostró una alta viabilidad de detección de CRC y adenoma y estudios posteriores mostraron un mejor rendimiento en la detección de CRC que de adenoma. Nuestra investigación también demuestra diferencias en los genes fecales entre diferentes grupos étnicos.

Esta investigación tiene como objetivo detectar diferencias en la microbiota intestinal en las heces mediante el análisis de ARNr 16S entre pacientes con CCR y controles sanos. Combinará el análisis de ADN de las células exfoliadas fecales para aclarar aún más esta diferencia para construir algunos modelos para la detección temprana del cáncer colorrectal en los chinos. Al mismo tiempo, la investigación también estudiará el impacto de los hábitos alimenticios chinos en la microflora intestinal.