Lantion sädehoidon vaikutus suoliston mikrobiomiin ja aineenvaihduntaan (EPRIMM)

Tausta 80 %:lle potilaista kehittyy GI-toksisuutta lantion sädehoidon aikana ja puolet kehittää kroonista GI-toksisuutta. Tämä ilmenee ripulina, kivuna, verenvuodona ja inkontinenssina. Toisin kuin monissa sairauksissa, laukaiseva tapahtuma eli sädehoito tunnetaan, mikä mahdollistaa spesifisten patofysiologisten muutosten tunnistamisen. Lantion sädehoitoa saavien potilaiden metabolomista ja mikrobiomista profiilia ja yhteyttä GI-toksisuuteen ei ole täysin tutkittu. Tutkimukset viittaavat siihen, että säteily muuttaa suoliston mikrobiomia ja muuttaa mikrobien monimuotoisuutta. Suurempi esisädehoitoa edeltävä monimuotoisuus on havaittu niillä, joilla ei ole GI-oireita, ja monimuotoisuus vähenee, kun GI-toksisuus lisääntyy ja yhteys alhaisen mikrobien monimuotoisuuden ja kroonisen GI-toksisuuden vakavuuden välillä. Ruokavalion muutos voi muuttaa mikrobikoostumusta. Ulosteen VOC:t ovat kemikaaleja, jotka ovat kaasufaasissa ympäristön lämpötilassa ja muodostavat ulosteen metabolomin, joka on seurausta suoliston mikrobiotan ja solujen aineenvaihdunnan välisestä vuorovaikutuksesta. VOC-yhdisteet voidaan tunnistaa vakiintuneilla tekniikoilla, ja ainutlaatuisia VOC-malleja on tunnistettu tietyissä GI-sairauksissa. Varhaiset tiedot viittaavat eroihin VOC-pitoisuuksissa potilailla, joilla on korkea tai alhainen GI-toksisuus. Metabolominen ja mikrobiominen profiloimalla ja manipuloinnilla on potentiaalia edistää ymmärrystä sairauksiin liittyvistä tavoista ennustaa, ehkäistä ja hoitaa GI-toksisuutta.

Perustelut GI-toksisuus on merkittävä sairastuvuuden syy sekä lantion sädehoidon aikana että sen jälkeen siinä määrin, että se vaikuttaa haitallisesti elämänlaatuun. Tätä tilaa on tutkittu vähän. Lantion sädehoitoa saavien potilaiden metabolomista ja mikrobiomista profiilia ja yhteyttä GI-toksisuuteen ei ole täysin tutkittu. Tutkimukset viittaavat siihen, että säteily muuttaa suoliston mikrobiomia ja muuttaa mikrobien monimuotoisuutta. Suurempi esisädehoitoa edeltävä monimuotoisuus on havaittu niillä, joilla ei ole GI-oireita, ja monimuotoisuus vähenee, kun GI-toksisuus lisääntyy ja yhteys alhaisen mikrobien monimuotoisuuden ja kroonisen GI-toksisuuden vakavuuden välillä. Ruokavalion muutos voi muuttaa mikrobikoostumusta. Ainutlaatuisia VOC-malleja on tunnistettu tietyissä GI-sairauksissa. Varhaiset tiedot viittaavat eroihin VOC-pitoisuuksissa potilailla, joilla on korkea tai alhainen GI-toksisuus. Metabolominen ja mikrobiominen profiloimalla ja manipuloinnilla on potentiaalia edistää ymmärrystä sairauksiin liittyvistä tavoista ennustaa, ehkäistä ja hoitaa GI-toksisuutta.

Vertaamalla ennen sädehoitoa ja sen jälkeen kerättyjä näytteitä tutkijat pyrkivät tunnistamaan mahdollisia biomarkkereita. He aikovat integroida metatiedot, jotka osoittavat negatiivista GI-vastetta terapiaan, ts. GI-toksisuusoireet validoiduista kyselylomakkeista, joissa on mikrobiyhteisötietoja ja VOC-tietoja oireiden lisääntyvien merkkiaineiden (VOC- tai bakteerien) tunnistamiseksi. He myös tunnistavat, mitkä lajit tekevät potilaista alttiimpia negatiivisille tuloksille analysoimalla yhteisön esihoitoa.

Aikaisempi kirjallisuus viljelyyn perustuvilla menetelmillä osoitti E. colin ja Staphylococcus spp. ja tutkijat päättävät, voivatko he vahvistaa tämän. VOC-yhdisteiden suhteen he etsivät tulehduksen merkkiaineita, esim. aldehydit. On ehdotettu, että säteilyn aiheuttaman GI-toksisuuden ja IBD:n, erityisesti Crohnin taudin, välillä on yhtäläisyyksiä, joten olisi mielenkiintoista nähdä, onko mikrobiyhteisössä ja VOC-profiilissa samanlaista dysbioosia kuin Crohnin taudissa, ts. havaitaanko vähentynyttä lajien monimuotoisuutta, lisääntynyttä Bacteroides-lajeja ja Enterobacteriaceae-bakteeria yhdistettynä ulosteen bakteerien vähenemiseen myös potilailla, joilla on vakavia GI-toksisuuden oireita.

Mahdollisia interventioita suoliston mikrobiomin muokkaamiseksi, esim. ruokavalio, pre/probiootit, synteettinen ulosteen mikrobiston siirto, ovat tällä hetkellä laajassa kliinisessä tutkimuskäytössä muilla asiaan liittyvillä kliinisillä aloilla, esim. tulehduksellinen suolistosairaus, ja ne olisivat interventiotyyppejä, joita tästä työstä ja myöhemmästä lopullisesta tutkimuksesta saatavat tiedot voivat osoittaa.

Seuraavan lopullisen tutkimuksen tavoitteet ovat seuraavat:

1. Määritä erot VOC-profiilissa/mikrobiomissa potilailla, joilla on vakavin vs. vähiten vakava GI-toksisuus 4 viikon ja 6 kuukauden kohdalla.
2. Määritä erot VOC-profiilissa/mikrobiomissa lähtötilanteessa potilailla, joille kehittyy vakavin vs. vähiten vakava GI-toksisuus 4 viikon ja 6 kuukauden kohdalla.
3. Kuvaile GI-toksisuuden sairauteen liittyviä reittejä tunnistaaksesi mahdolliset terapeuttiset kohteet, mukaan lukien ruokavalio.