Analisi della microflora intestinale combinata con la metilazione del DNA nelle feci per rilevare il cancro del colon-retto (IMMDC)

Introduzione: Il cancro del colon-retto (CRC) ha il terzo tasso di incidenza più alto e il quarto tasso di mortalità nel mondo. In Cina, CRC è la quinta causa principale di decessi per cancro. I tassi di incidenza standardizzati per età nel CRC hanno mostrato una tendenza al rialzo. Uno stile di vita occidentalizzato, in particolare l'inattività fisica, e un aumento della prevalenza dell'obesità negli ultimi decenni in Cina possono spiegare l'aumento dell'incidenza del CRC.

Il tasso di sopravvivenza a 5 anni per le persone con CRC è del 65%. I tassi di sopravvivenza per CRC possono variare a seconda di vari fattori, in particolare lo stadio del cancro. Il tasso di sopravvivenza a 5 anni con CRC in stadio localizzato è del 90%. Circa il 39% dei pazienti viene diagnosticato in questa fase iniziale. A causa della mancanza di sintomi clinici tipici, il CRC precoce è difficile da rilevare e la maggior parte dei pazienti è già in fase avanzata quando viene diagnosticato CRC, mancando così la migliore fase di intervento. Pertanto, la diagnosi precoce e il trattamento precoce sono mezzi efficaci per ridurre la mortalità con CRC. Lo screening ha vantaggi, tra cui la diagnosi in una fase precoce, una ridotta incidenza di CRC e una ridotta mortalità.

Attualmente, i principali metodi di screening per CRC sono il test del sangue occulto fecale e la colonscopia. La colonscopia è il gold standard per lo screening del CRC. Tuttavia, la colonscopia tradizionale, un metodo di esame invasivo, non può essere ampiamente utilizzata nello screening per la neoplasia del colon-retto.

I campioni fecali sono facilmente ottenuti. L'uso delle feci per lo screening del CRC è l'attuale consenso della ricerca. Secondo le più aggiornate raccomandazioni di consenso dell'Asia Pacifico per lo screening del CRC, il FIT (test immunochimico fecale) viene utilizzato per selezionare i pazienti ad alto rischio per la colonscopia. FIT è stato ampiamente utilizzato anche in altre regioni del mondo. La sensibilità di FIT è limitata (0,79; 95% CI, 0,69-0,86), e una recente meta-analisi sistematica ha mostrato un'ampia variazione nella sensibilità tra gli studi. Inoltre, le differenze razziali e regionali possono influire sui risultati del test. Pertanto, sono necessari metodi di screening precoce non invasivi, altamente sensibili e adatti ai cinesi.

Il rilevamento di biomarcatori molecolari nelle feci per la diagnosi non invasiva di CRC può essere un'alternativa promettente al rilevamento di biomarcatori di sangue/plasma negli attuali contesti clinici. Le anomalie nella composizione del microbiota intestinale sono state implicate come cause potenzialmente importanti di CRC. Con l'uso diffuso del sequenziamento metagenomico e del pirosequenziamento nella ricerca sul microbiota intestinale, più batteri sono stati trovati positivamente associati all'incidenza di CRC. In uno studio recente, il sequenziamento dell'rRNA 16S è stato utilizzato per classificare le comunità microbiche nella mucosa intestinale umana in diversi stadi della tumorigenesi del colon-retto e il Fusobacterium è stato trovato arricchito nei tumori del colon-retto.

Per CRC, il processo principale di polipi benigni che diventano tumori maligni è l'accumulo di alterazioni genetiche ed epigenetiche che trasformano le cellule epiteliali del colon in cellule di adenocarcinoma del colon. Queste cellule vengono continuamente versate nel lume del colon e mescolate con le feci. Durante la formazione del tumore, i cambiamenti epigenetici possono verificarsi prima delle mutazioni. La deregolamentazione dei meccanismi epigenetici gioca un ruolo importante nel cancro. La maggior parte dei cambiamenti epigenetici nel cancro sono innescati da alterazioni genomiche in geni specifici che sono coinvolti nel controllo di uno dei meccanismi epigenetici. La metilazione aberrante del DNA dei geni oncosoppressori induce un'espressione anormale dei geni a valle, che è un passo importante nel processo di tumorigenesi. stato di metilazione dei cambiamenti del DNA durante la progressione del CRC. Una serie di anomalie della metilazione genica associate al CRC scoperte in studi recenti includono SFRP2, SEPT9, BMP3, NDRG4 e SPG20. Inoltre, alcune mutazioni genetiche sono correlate al CRC. Ad esempio, le mutazioni TP53 e KRAS sono comuni nel CRC.

In ricerche precedenti i ricercatori hanno scoperto che SEPT9, NDRG4 e SDC2 avevano una frequenza e un livello di metilazione più elevati nei tumori rispetto ai tessuti CRC adiacenti normali o non tumorali, indicando che questi geni metilati possono avere un potenziale diagnostico per lo screening CRC. Tuttavia, BMP3 ha avuto un contributo molto limitato all'accuratezza del rilevamento nei campioni di feci. Inoltre, la combinazione di SEPT9, NDRG4 e SDC2 metilati ha mostrato un'elevata fattibilità di rilevamento di CRC e adenoma e ulteriori studi hanno mostrato prestazioni migliori nel rilevare CRC rispetto all'adenoma. La nostra ricerca dimostra anche differenze nei geni fecali tra diversi gruppi etnici.

Questa ricerca mira a rilevare le differenze del microbiota intestinale nelle feci mediante l'analisi dell'rRNA 16S tra pazienti con CRC e controlli sani. Combinerà l'analisi del DNA delle cellule esfoliate fecali per chiarire ulteriormente questa differenza per costruire alcuni modelli per lo screening del cancro colorettale precoce nei cinesi. Parallelamente, la ricerca studierà anche l'impatto delle abitudini alimentari cinesi sulla microflora intestinale.