Vários estudos investigaram as ligações entre o microbioma intestinal e o câncer colorretal (CCR), mas ainda restam dúvidas sobre a replicabilidade dos biomarcadores em coortes e populações. Realizamos uma meta-análise de cinco conjuntos de dados disponíveis publicamente e duas novas coortes e validamos os achados em duas coortes adicionais, considerando no total 969 metagenomes fecais. Diferentemente dos desvios do microbioma associados às síndromes gastrintestinais, o microbioma intestinal no CCR mostrou riqueza reprodutivelmente maior que os controles ( P <0,01), em parte devido a expansões de espécies tipicamente derivadas da cavidade oral. A meta-análise do potencial funcional do microbioma identificou a gliconeogênese e as vias de putrefação e fermentação como associadas ao CRC, enquanto as vias de stachyose e de degradação do amido foram associadas aos controles. Assinaturas de microbioma preditivas para CRC treinados em múltiplos conjuntos de dados mostraram consistentemente alta precisão em conjuntos de dados não considerados para treinamento de modelo e coortes de validação independentes (área média sob a curva, 0,84). A análise combinada dos metagenomos brutos mostrou que o gene da colina trimetilamina-liase era abundante no CRC ( P = 0,001), identificando uma relação entre o metabolismo da colina do microbioma e o CRC. A análise combinada de coortes heterogêneas de CRC identificou biomarcadores reprodutíveis de microbioma e modelos preditivos de doença precisos que podem formar a base para testes prognósticos clínicos e estudos mecanísticos baseados em hipóteses.

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