Анализ кишечного микробиома при колоректальном раке

Цель. Сравнительный анализ микробиома биоптатов опухолевого и нормального кишечного эпителия пациентов с диагностированным колоректальным раком и выявление функциональных активностей выделенных изолятов бактерий, влияющих на развитие опухоли.

Методы. В исследование включены 50 больных злокачественными новообразованиями толстой кишки: 36 мужчин и 24 женщины. Средний возраст пациентов составил 64,1±10,2 года. Для анализа микробиоты биоптатов образцы ДНК получали из ткани непоражённой слизистой оболочки толстой кишки и опухоли. Фрагменты генов бактериальной 16S рРНК амплифицировали с помощью штрих-кодированных праймеров Bakt_341F. Метагеномное секвенирование нового поколения было выполнено на платформе MiSeq. Полученные данные обрабатывали биоинформационными методами с использованием пакета QIIME. Распознавание микроорганизмов в зависимости от морфотипа и грам-принадлежности микрофлоры проводили с использованием дифференциальных комбинированных сред и биохимических тестов. Статистическую обработку данных проводили с использованием приложений Microsoft Excel, пакета обновления 2 для Office XP, Statistica (StatSoft) версии 6.0. Для проведения сравнительного анализа полученных данных применяли t-критерий Стьюдента, а в случае несоответствия его условиям — критерий Манна–Уитни. Для оценки α-разнообразия бактериальных сообществ использовали индекс Шеннона, β-разнообразие сообществ оценивали по методу UniFrac.

Результаты. У больных колоректальным раком выделено 5 бактериальных фил, преобладающими из которых были Firmicutes и Bacteroidetes, в то время как содержание Actinobacteria было низким. Кроме того, в опухолевой ткани отмечено более высокое количество представителей Fusobacteria по сравнению с тканью здоровой слизистой оболочки, на расстоянии 5 см проксимальнее опухоли. Полученные результаты свидетельствуют о том, что микробиом опухоли и здоровой слизистой оболочки принципиально различается не только по морфотипу и грам-принадлежности, но и по антагонистической, гемолитической и рибонуклеотической активности.

Вывод. Колонизация опухоли доминирующими грамотрицательными бактериями с выраженными агрессивными свойствами приводит к значительным изменениям состава опухолевого микробиома по сравнению со здоровой слизистой оболочкой, представители которой вытесняются с повреждённого эпителия более агрессивными штаммами.