L'association entre l'environnement microbiologique dans le côlon et la maladie colorectale

Description du projet Hypothèse générale : L'environnement microbien du côlon est en corrélation avec la pathologie intestinale et est pertinent pour le développement et la progression de la maladie colorectale.

Questions de recherche et résultats :

Dans la phase 1 (année 1, phase de génération d'hypothèses), l'association entre des bactéries spécifiques et les maladies suivantes sera étudiée : maladie colorectale (cancer colorectal/polypes, adénomes (lésions précancéreuses), maladie inflammatoire de l'intestin (MICI) et diverticulose) .

Questions de recherche:

1. Le microenvironnement de la muqueuse intestinale dans et autour des tissus avec adénomes/adénocarcinomes colorectaux, MII et diverticulose est-il colonisé par un ensemble bactérien différent de la muqueuse saine ?
2. L'âge, le sexe et les habitudes de vie/alimentation ont-ils un impact sur différents types de composition bactérienne ?

Dans la phase 2 (année 2-3), nous visons à identifier des biomarqueurs bactériens spécifiques qui pourraient être utilisés comme outils de dépistage et à jeter les bases de futurs nouveaux traitements pour la maladie colorectale.

Questions de recherche principales :

1. Des ensembles bactériens spécifiques sont-ils associés à la formation précoce d'adénome et de cancer colorectal ?
2. Ces bactéries peuvent-elles être utilisées comme biomarqueurs fécaux dans un programme de dépistage colorectal du cancer ou être identifiées par des biomarqueurs sérologiques ?
3. L'identification de bactéries spécifiques peut-elle conduire à d'autres études sur la possible genèse de l'émergence et de la croissance du cancer colorectal ?

Questions de recherche secondaires :

1. Des ensembles bactériens spécifiques sont-ils associés aux MII et à la diverticulose et peuvent-ils être utilisés comme biomarqueurs fécaux ou sérologiques de la maladie ?
2. Le traitement de ces bactéries ou de leurs métabolites peut-il réduire l'incidence de la morbidité liée aux MII ou à la diverticulite (inflammation des diverticules) ?

Population étudiée et mise en œuvre

Phase 1 : (2017) -2018. Pendant un an, tous les patients devant subir une coloscopie au Danderyd's Hospital (taille de l'échantillon = 2500 patients) seront invités consécutivement à participer à l'étude et à donner leur consentement éclairé.

Critères d'exclusion : Risque de saignement (défini comme un rapport international normalisé (INR) > 1,6), démence sévère ou incapacité à comprendre les informations et à prendre une décision éclairée sur la participation.

Les patients qui acceptent de participer recevront une lettre d'information sur l'étude par courrier (2 à 3 semaines avant la coloscopie). De plus, tous les patients recevront également un appel téléphonique pour leur rappeler l'étude. Avant la préparation de l'intestin, les patients seront invités à laisser un échantillon de fèces qui sera conservé pour la culture. Les participants à l'étude seront également invités à remplir un questionnaire validé sur les antécédents médicaux, les maladies antérieures, l'alimentation, les habitudes de vie, les coloscopies précédentes et le traitement antibiotique. Immédiatement avant l'examen de la coloscopie, quatre échantillons de sang seront prélevés : deux pour l'analyse de l'HbA1c, de l'hémoglobine et de la protéine C-réactive (CRP) et deux pour le stockage au robot biobanque de l'hôpital pour une analyse ultérieure des biomarqueurs.

Au cours de la coloscopie, des échantillons de tissus en plus des échantillons de tissus de diagnostic de routine seront prélevés sur la muqueuse colique :

1. Deux biopsies (une pour le séquençage de l'ADN, une pour la culture) seront prélevées sur une partie saine de la muqueuse colique (de préférence dans la première partie du côlon) chez tous les patients.
2. Quatre biopsies, deux (ADN + culture) de muqueuse colique pathologique (polype (adénomes) / cancer colorectal / MICI/diverticulose) et deux (ADN + culture) dans la zone voisine de la muqueuse pathologique.

Phase 2 : 2018-2020.

1. La détection et l'étude de bactéries biologiquement importantes et de leurs métabolites (métagénomique et métabolomique (études de processus chimiques impliquant des métabolites)) seront effectuées pour obtenir des informations sur des gènes bactériens spécifiques.
2. Ces données seront ensuite analysées statistiquement pour toute association avec diverses affections colorectales, en ajustant les facteurs de confusion et les expositions disponibles dans les dossiers médicaux et dans le questionnaire patient (voir ci-dessous). Ces analyses nous fourniront de nouvelles informations importantes sur les mécanismes pathogènes pertinents pour le développement du cancer et de l'inflammation.
3. Sur la base de ces découvertes attendues de compositions bactériennes spécifiques en relation avec la maladie du côlon, des mécanismes spécifiques de la maladie peuvent commencer à être analysés.
4. Les possibilités d'utilisation de compositions bactériennes spécifiques à une maladie comme marqueur clinique d'une maladie du côlon seront également explorées. Au cours de cette sous-étude, nous nous intéresserons à l'association entre le microbiote muqueux et le microbiote fécal. Ainsi, des échantillons de selles de tous les patients seront utilisés pour déterminer si ceux-ci correspondent à la composition bactérienne de la muqueuse colique prélevée dans la zone intestinale pathologique et saine. De plus, les biomarqueurs sérologiques seront examinés en relation avec des compositions bactériennes spécifiques dans des échantillons de muqueuse de muqueuse pathologique chez tous les patients de l'étude.

Échantillons et analyses Les échantillons sont d'abord stockés et enregistrés dans la biobanque de l'hôpital Danderyd et seront ensuite envoyés pour analyse ADN au laboratoire Science for Life, Karolinska Institutet. L'analyse de l'ADN (variables primaires) concerne le séquençage parallèle massif du gène de l'ARNr 16S qui donne des informations sur la composition des bactéries dans l'échantillon et la quantité relative de bactéries jusqu'au niveau du gène. Les résultats sont présentés sous forme d'indice de diversité (indice de diversité de Shannon ou diversité alpha au sein d'un même échantillon) et d'analyse Unifrac basée sur le logiciel QIIME. Cette dernière analyse montre des différences de composition bactérienne entre les échantillons - ce que l'on appelle la diversité bêta. En plus du séquençage 16S, un séquençage dit métagénomique sera effectué sur des échantillons sélectionnés - avec ce test, on peut également obtenir des informations sur le contenu spécifique du gène bactérien et ainsi acquérir des connaissances sur les mécanismes pathogènes pertinents pour inclure le développement du cancer. Le questionnaire validé d'alimentation et d'habitudes de vie sera analysé en relation avec l'environnement microbien (variable dépendante dans cette analyse de laboratoire).