Utnyttelse av tarmmikrobiotaen og dens metabolitter i bekkenkreft

University of Aberdeen og Aberdeen Royal Infirmary (ARI) i NHS Grampian er i den unike posisjonen å ha et enkeltstedscampus for mikrobiota-relatert laboratorievitenskap ved det verdensberømte Rowett Institute, Biorepository-fasiliteter på campus for rask prøvebehandling og NHS-fasiliteter for behandling av flere typer bekkensvulster, inkludert kolorektale, gynekologiske og urologiske.

Pasienter vil bli kontaktet i deres respektive bekkenkreftklinikker, etter identifisering for potensiell inkludering på det respektive multidisiplinære teamet (MDT) møte. Pasienten vil bli informert om sin diagnose og behandlingsplan av en kliniker som er ansvarlig for deres omsorg (kan inkludere klinisk sykepleierspesialist). Pasienter vil kun bli kontaktet om forskningen på et påfølgende møte, f.eks. når spesialsykepleierne kontakter pasienten for å ta opp eventuelle ytterligere spørsmål rundt den diskuterte forvaltningsplanen, oppsøker de konsulentklinikken for samtykke til endelig behandling osv. Dette gir pasienten tilstrekkelig tid til å behandle sin diagnose og behandlingsplan før introduksjon av forskningen. På dette møtet vil pasienter få PIS (dette vil bli lagt ut til pasienten hvis møtet er via videotelekonferanse). Hvis de er villige til å vurdere å bli involvert, vil de deretter bli kontaktet av en forskningssykepleier eller et annet kvalifisert teammedlem, som vil diskutere studien videre og svare på eventuelle spørsmål. Hvis de er villige til å delta, vil det bli lagt til rette for at et medlem av det kliniske teamet kan innhente skriftlig informert samtykke når pasienten oppsøker sykehus for en påfølgende klinisk avtale.

De vil bli bedt om å donere en avføringsprøve (og i en undergruppe av kolorektale pasienter, en høyresidig tykktarmsinnholdsprøve tatt på tidspunktet for operasjonen) for behandling ved Rowett Institute Human Nutrition Unit før starten av deres neste kreftbehandling (kjemoterapi, strålebehandling eller kirurgi). Det vil også bli søkt samtykke til å ta blodprøve. Dette vil normalt bli oppnådd under rutinemessig veneseksjon av kliniske årsaker og vil være blodoverskudd til kliniske krav behandlet av Biorepository. Der det er nødvendig, hvis blod ikke samles inn som en del av standard klinisk behandling, vil det bli bedt om en ekstra venepunktur på 5 ml. Blod vil bli behandlet for plasmaekstraksjon.

Pasienter vil også bli oppfordret til å fylle ut et valgfritt spørreskjema for matfrekvens (FFQ) som viser hva de har spist og drukket i løpet av de tre månedene før de tok avføringsprøvene. Men hvis de føler seg ute av stand til å fullføre dette, vil deres avgjørelse bli respektert og de kan fortsette i studien. Disse spørreskjemaene tar rundt 30 minutter å fylle ut og vil bli gitt til pasientene enten under en klinisk avtale før deres første kreftbehandling eller sendt ut til dem. En undergruppe av pasienter vil også bli spurt om de vil være villige til å gi en mer grundig vurdering av kostholdet de fire dagene før avføringsprøven, men det vil bli fremhevet for dem at dette er valgfritt og de står fritt til å nekte. .

Avføringsprøver vil bli samlet inn fra ARI brakt til sykehuset på dagen for en klinikkavtale eller førstegangsbehandling for pasienten. Alternativt kan deltakeren legge igjen prøven på et spesifikt avleveringssenter i Rowett-instituttet. Dette vil bli overlatt til deltakerens skjønn med hensyn til hva som passer best for dem. Utfylte matdagbøker/spørreskjemaer vil også bli samlet inn samtidig og på samme sted som avføringsprøven.

Ingen andre ekstra prøver er nødvendig fra pasienten. Etter innhenting av prøvene, ved Rowett Institute, vil en del bli behandlet av Dispomix for DNA-ekstraksjon ved bruk av Powersoil DNA-ekstraksjonssett og lagret i frysere før analyse ved hjelp av 16S rRNA-gensekvensering. En annen del vil bli behandlet og lagret for SCFA-analyse ved gasskromatografi og noe av den gjenværende avføringen lagres for fremtidige analyser.

Plasma vil bli ekstrahert fra blodprøvene fra NHS Hematology-laboratorier og overføres til Rowett Institute av forskerteamet som er involvert i studien. I situasjoner der en blodprøve ikke er tatt for kliniske formål, vil blodprøven bli tatt av en phlebotomist eller annet opplært personale ved Human Nutrition-enheten ved Rowett Institute. Når plasmaet er ekstrahert, vil blodprøvene lagres i frysere på Rowett Institute.

16S rRNA-gensekvensering av fekalt DNA vil bli utført ved Center for Genome Enabled Biology and Medicine (CCEBM), University of Aberdeen, inkludert bioinformatikkanalyse. Ved å bruke 16S rRNA-gensekvensering undersøkes en liten del av det bakterielle genetiske materialet, som er forskjellig mellom ulike bakterier, slik at vi kan estimere den "relative overfloden" av hver i hver prøve. Vi vil også analysere SCFA i feces ved GC og plasma ved GC-MS (denne mer sensitive teknikken er nødvendig for plasma på grunn av lavere konsentrasjoner av metabolitter tilstede) ved Rowett Institute Analytical facility. På slutten av denne studien, hvis tilstrekkelig prøve forblir i brukbar tilstand, vil vi gjerne lagre dette for fremtidig forskning. Etter at nødvendig finansiering og godkjenninger er oppnådd kan vi i fremtiden undersøke bakteriell DNA mer detaljert (til arts-/stammenivå) ved metagenomikk og andre metabolitter, f.eks. tryptofan, gallesyrer og inflammatoriske (f.eks. calprotectin) og immunmarkører (f.eks. cytokiner).

Kliniske data vil bli pseudo-anonymisert ved kilden og samlet inn av forskerteamet (inkludert biobankansatte for baseline data og forskningssykepleiere, kliniske stipendiater, radiografer, etc, for oppfølgingsdata). Dette vil bli tatt med i den påfølgende analysen. Tumorresponser og bivirkninger av strålebehandling/kjemoradioterapi eller kirurgi vil bli hentet fra pasientnotater for å se på toksisitet og utfall, og noen pasienter vil ha blitt bedt om å fylle ut spørreskjemaer som en del av deres rutinemessige kliniske oppfølging, for eksempel RTOG og EPIC26 (spørreskjemaer som rutinemessig brukes i klinisk praksis).

16S rRNA-gensekvenseringsdata vil bli analysert av bioinformatikere ved University of Aberdeen som spesialiserer seg på å håndtere disse store datasettene, for å bestemme rikdommen og den relative overfloden av bakterier som er tilstede. Data vil bli lagret av IT-tjenester på High Performance Computer Cluster og sendt til et offentlig arkiv. Assosiasjoner vil bli studert mellom 16S rRNA-gensekvenseringsdata, SCFA-analyse og tilgjengelige kliniske data. Statistisk analyse vil bli utført av statistikere fra Biomathematics og Statistics Scotland