A associação entre o ambiente microbiológico no cólon e a doença colorretal

Descrição do projeto Hipótese geral: O ambiente microbiano colônico se correlaciona com a patologia intestinal e é relevante para o desenvolvimento e progresso da doença colorretal.

Questões de pesquisa e resultados:

Na Fase 1 (ano 1, fase de geração de hipóteses), será investigada a associação entre bactérias específicas e as seguintes doenças: doença colorretal (câncer colorretal/pólipos, adenomas (lesões pré-cancerosas), doença inflamatória intestinal (DII) e diverticulose) .

Questões de pesquisa:

1. O microambiente da mucosa intestinal dentro e ao redor do tecido com adenomas/adenocarcinoma colorretal, DII e diverticulose colonizada por um conjunto bacteriano é diferente da mucosa saudável?
2. A idade, o sexo e os hábitos de vida/alimentação influenciam os diferentes tipos de composição bacteriana?

Na Fase 2 (ano 2-3), pretendemos identificar biomarcadores bacterianos específicos que possam ser usados ​​como ferramentas de triagem e preparar o terreno para futuros novos tratamentos para doenças colorretais.

Questões de pesquisa primárias:

1. Conjuntos bacterianos específicos estão associados à formação precoce de adenoma e câncer colorretal?
2. Essas bactérias podem ser usadas como biomarcadores fecais em um programa de triagem colorretal para câncer ou podem ser identificadas por biomarcadores sorológicos?
3. A identificação de bactérias específicas pode levar a novos estudos sobre a possível gênese do surgimento e crescimento do câncer colorretal?

Questões secundárias de pesquisa:

1. Conjuntos bacterianos específicos estão associados a DII e diverticulose e podem ser usados ​​como biomarcadores fecais ou sorológicos para doenças?
2. O tratamento dessas bactérias ou seus metabólitos pode reduzir a incidência de morbidade em relação à DII ou à diverticulite (inflamação nos divertículos)?

População do estudo e implementação

Fase 1: (2017) -2018. Durante um ano, todos os pacientes agendados para colonoscopia no Danderyd's Hospital (tamanho da amostra = 2.500 pacientes) serão consecutivamente convidados a participar do estudo e a dar consentimento informado.

Critérios de exclusão: Risco de sangramento (definido como uma Razão Normalizada Internacional (INR) > 1,6), demência grave ou incapacidade de compreender as informações e tomar uma decisão informada sobre a participação.

Os pacientes que concordarem em participar receberão uma carta informativa sobre o estudo por correio (2-3 semanas antes da colonoscopia). Além disso, todos os pacientes também receberão um telefonema como um lembrete do estudo. Antes da preparação intestinal, os pacientes serão solicitados a deixar uma amostra de fezes que será guardada para cultura. Os participantes do estudo também serão solicitados a preencher um questionário validado sobre histórico médico, doenças anteriores, dieta, hábitos de vida, colonoscopias anteriores e tratamento com antibióticos. Imediatamente antes do exame de colonoscopia, serão coletadas quatro amostras de sangue: duas para análise de HbA1c, hemoglobina e proteína C reativa (PCR) e duas para armazenamento no biobanco robô do hospital para posterior análise de biomarcadores.

Durante a colonoscopia, amostras de tecido, além das amostras de tecido para diagnóstico de rotina, serão coletadas da mucosa colônica:

1. Duas biópsias (uma para sequenciamento de DNA, uma para cultivo) serão retiradas de uma parte saudável da mucosa colônica (de preferência na primeira parte do cólon) em todos os pacientes.
2. Quatro biópsias, duas (DNA + cultura) de mucosa colônica patológica (pólipo (adenomas) / câncer colorretal / DII / diverticulose) e duas (DNA + cultura) na área próxima à mucosa patológica.

Fase 2: 2018-2020.

1. A detecção e investigação de bactérias biologicamente importantes e seus metabólitos (metagenômica e metabolômica (estudos de processos químicos envolvendo metabólitos)) serão realizadas para obter informações sobre genes bacterianos específicos.
2. Esses dados serão então analisados ​​estatisticamente para qualquer associação com várias condições colorretais, ajustando para fatores de confusão e exposições disponíveis nos prontuários médicos e no questionário do paciente (veja abaixo). Essas análises nos fornecerão novas informações importantes sobre os mecanismos patogênicos relevantes para o desenvolvimento de câncer e inflamação.
3. Com base nessas descobertas esperadas de composições bacterianas específicas em relação à doença colônica, os mecanismos específicos da doença podem começar a ser analisados.
4. As possibilidades de usar composições bacterianas específicas de doenças como um marcador clínico de doença colônica também serão exploradas. Durante este subestudo, veremos a associação entre a microbiota da mucosa e a microbiota nas fezes. Assim, amostras de fezes de todos os pacientes serão usadas para explorar se elas correspondem à composição bacteriana da mucosa colônica amostrada da área intestinal patológica e saudável. Além disso, biomarcadores sorológicos serão examinados em relação a composições bacterianas específicas em amostras de mucosa de mucosa patológica em todos os pacientes do estudo.

Amostras e análises As amostras são primeiro armazenadas e registradas no biobanco do Danderyd Hospital e posteriormente enviadas para análise de DNA no laboratório Science for Life, Karolinska Institutet. A análise de DNA (variáveis ​​primárias) refere-se ao sequenciamento paralelo maciço do gene 16S rRNA que fornece informações sobre a composição das bactérias na amostra e a quantidade relativa de bactérias até o nível do gene. Os resultados são apresentados como um índice de diversidade (índice de diversidade de Shannon ou diversidade alfa dentro da mesma amostra) e análise Unifrac com base no software QIIME. A última análise mostra diferenças na composição bacteriana entre as amostras - a chamada diversidade beta. Além do sequenciamento do 16S, o chamado sequenciamento metagenômico será realizado em amostras selecionadas - com este ensaio também é possível obter informações sobre o conteúdo específico do gene bacteriano e, assim, obter conhecimento dos mecanismos patogênicos relevantes para incluir o desenvolvimento do câncer. O questionário validado de hábitos alimentares e de estilo de vida será analisado em relação ao ambiente microbiano (variável dependente nesta análise laboratorial).