Determinare la composizione delle comunità microbiche che popolano gli organi interni e dimostrare la loro eventuale associazione con malattie come il tumore è tuttora complesso a causa delle difficoltà a ottenere campioni di tessuto.

Inoltre, il microbiota di campioni con una bassa prevalenza di batteri possono essere contaminati durante la raccolta del campione stesso e l’estrazione del DNA.

Di recente, è stato creato un nuovo database che contiene informazioni sui microbi che popolano i tessuti tumorali gastrointestinali e che potrebbe aiutare a distinguere i microbi residenti dai contaminanti.

Dai dati genomici al genoma dei batteri

Il database, denominato “The Cancer Microbiome Atlas”, ha permesso la scoperta di specie microbiche prognostiche per specifici tumori gastrointestinali e di batteri presenti nel sangue in grado di indicare la presenza di lesioni della barriera mucosa.

«Le informazioni contenute nel database aiuteranno a mettere a punto studi sul ruolo del microbioma in condizioni sia di salute sia di malattia», affermano i ricercatori, il cui studio è stato pubblicato su Cell Host & Microbe.

Il Cancer Genome Atlas (TCGA) contiene dati genomici ottenuti da centinaia di tessuti tumorali e dai corrispettivi tessuti sani. «I dati di sequenziamento presenti nel TCGA offrono un’opportunità unica per identificare il microbiota tessuto-specifico poiché i campioni di tessuto e di sangue prelevati da vari tipi di cancro vengono elaborati e sequenziati in parallelo utilizzando varie piattaforme di sequenziamento presso centri specializzati, spiegano i ricercatori.

Il team di studiosi, guidato da Anders Dohlman e Xiling Shen della Duke University, ha utilizzato un modello statistico che confronta la prevalenza di specie microbiche nei campioni di tessuto e di sangue e che ha permesso l’isolamento del microbiota residente nei tessuti prelevati da quasi 2.000 pazienti affetti da cancro.

Il problema della contaminazione

Per studiare le popolazioni microbiche dei tessuti presenti nel TCGA, i ricercatori hanno analizzato i dati di sequenziamento di 730 tessuti e 555 campioni di sangue ottenuti da 617 persone con cancro del colon-retto e di 958 tessuti e 914 campioni di sangue prelevati da 923 persone con cancro al cervello.

Nei campioni di cancro del colon-retto è stato rilevato un microbiota più abbondante e diversificato rispetto a quelli di cancro del cervello; questo dato è in linea con l’idea che il tessuto cerebrale è maggiormente “sterile” rispetto al tessuto intestinale.

I ricercatori hanno identificato due gruppi distinti di specie batteriche nei campioni di cancro del colon-retto e di sangue: quelli arricchiti nei tessuti e quelli che si trovano in quantità uguali nei tessuti e nel sangue.

Ulteriori esperimenti hanno dimostrato che le specie microbiche rilevate in diversi tipi di tessuto e campioni di sangue sono per lo più contaminanti e sono associate a specifici laboratori di sequenziamento.

Biomarker prognostici anche nel sangue

Sulla base delle analisi della prevalenza microbica nei tessuti e nel sangue, i ricercatori hanno sviluppato un modello statistico che ha permesso loro di distinguere in diversi tipi di cancro il microbiota residente nei tessuti dalle specie contaminanti.

Delle 1.136 specie batteriche trovate in più del 5% dei campioni di tessuto tumorale del colon-retto, quasi il 68% è stato classificato come residente e circa il 32% come contaminante.

Proteobacteria e Actinobacteria sono risultati i contaminanti più comuni, mentre Fusobacterium e Bacteroides sono stati comunemente trovati nei campioni di tessuto tumorale del colon-retto. Complessivamente, circa la metà delle specie associate al tumore apparteneva al genere Fusobacterium, incluso F. nucleatum, che è noto per promuovere lo sviluppo di tumori intestinali.

Le specie Bacteroides e Parabacteroides sono risultate sostanzialmente più abbondanti nei tessuti normali che nei corrispettivi tessuti tumorali e più di una dozzina di specie Bacteroides sono risultate prognostiche della sopravvivenza.

Infine, è stato osservato che la presenza di specifici microbi nei campioni di sangue prelevati da tumori del colon-retto indica una lesione della barriera mucosa, che rappresenta una caratteristica comune di questa neoplasia e di altre condizioni infiammatorie a lungo termine.

Il Cancer Microbiome Atlas, concludono i ricercatori, «rappresenta una risorsa senza precedenti per esplorare il ruolo del microbiota residente in diversi tipi di cancro e per identificare i biomarcatori microbici predittivi».