O câncer colorretal é a segunda principal causa de mortes relacionadas ao câncer em todo o mundo. Quando detectado precocemente, geralmente é altamente tratável. No entanto, as colonoscopias – o principal método de rastreio utilizado atualmente – podem ser dispendiosas e desconfortáveis, o que desencoraja muitas pessoas de fazerem o teste a tempo.
Pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE) desenvolveram uma nova abordagem que pode mudar isso. Usando aprendizado de máquina, eles criaram o primeiro catálogo detalhado de todas as bactérias intestinais humanas em um nível preciso o suficiente para revelar como funcionam os diferentes subgrupos microbianos no corpo. Eles então usaram essas informações para detectar câncer colorretal com base em bactérias encontradas em amostras simples de fezes, oferecendo uma alternativa não invasiva e de baixo custo. As descobertas, publicadas na Cell Host & Microbe, também podem ajudar os cientistas a compreender melhor como a microbiota intestinal influencia a saúde e as doenças em geral.
Por que são necessárias melhores ferramentas de triagem
Muitos casos de câncer colorretal são diagnosticados tardiamente, quando as opções de tratamento são mais limitadas. Isto realça a necessidade urgente de métodos de rastreio mais fáceis e menos invasivos, especialmente porque os casos continuam a aumentar entre os adultos mais jovens por razões que permanecem obscuras.
Os cientistas sabem há muito tempo que a microbiota intestinal desempenha um papel no câncer colorretal. No entanto, tem sido difícil transformar esse conhecimento em ferramentas médicas práticas. Um grande desafio é que diferentes estirpes dentro da mesma espécie bacteriana podem comportar-se de forma muito diferente. Alguns podem contribuir para o desenvolvimento do cancro, enquanto outros não têm qualquer efeito.
Foco nas subespécies da microbiota
“Em vez de nos basearmos na análise das várias espécies que compõem a microbiota, que não capta todas as diferenças significativas, ou de estirpes bacterianas, que variam muito de um indivíduo para outro, concentrámo-nos num nível intermédio da microbiota, a subespécie”, explica Mirko Trajkovski, professor catedrático do Departamento de Fisiologia Celular e Metabolismo e do Centro de Diabetes da Faculdade de Medicina da UNIGE, que liderou esta investigação.
“A resolução da subespécie é específica e pode capturar as diferenças na forma como as bactérias funcionam e contribuem para doenças, incluindo o cancro, ao mesmo tempo que permanece suficientemente geral para detectar estas mudanças entre diferentes grupos de indivíduos, populações ou países”.
Usando aprendizado de máquina para decodificar o intestino
A pesquisa exigiu a análise de grandes quantidades de dados biológicos. “Como bioinformático, o desafio era criar uma abordagem inovadora para análise de dados em massa”, diz Matija Trickovic, estudante de doutoramento no laboratório de Trajkovski e primeiro autor do estudo.
“Desenvolvemos com sucesso o primeiro catálogo abrangente de subespécies da microbiota intestinal humana, juntamente com um método preciso e eficiente para utilizá-lo tanto na pesquisa quanto na clínica”.
Um exame de fezes que rivaliza com a colonoscopia
Ao combinar seu catálogo bacteriano com conjuntos de dados clínicos existentes, a equipe construiu um modelo que pode identificar o câncer colorretal usando apenas amostras de fezes. Os resultados superaram as expectativas.
“Embora estivéssemos confiantes na nossa estratégia, os resultados foram surpreendentes”, afirma Matija Trickovic. “Nosso método detectou 90% dos casos de câncer, um resultado muito próximo da taxa de detecção de 94% alcançada pelas colonoscopias e melhor do que todos os métodos de detecção não invasivos atuais”.
Com dados clínicos adicionais, o modelo poderia tornar-se ainda mais preciso e, eventualmente, igualar o desempenho da colonoscopia. Na prática, esse tipo de teste poderia ser utilizado para triagem de rotina, ficando as colonoscopias reservadas para a confirmação de casos positivos.
Expandindo além da detecção do câncer
Um ensaio clínico está sendo preparado em parceria com os Hospitais Universitários de Genebra (HUG) para definir melhor quais estágios e lesões do câncer o método pode detectar.
As implicações vão muito além do câncer colorretal. Ao examinar as diferenças entre subespécies dentro da mesma espécie bacteriana, os investigadores podem começar a descobrir como os micróbios intestinais influenciam uma vasta gama de condições de saúde.
“O mesmo método poderá em breve ser utilizado para desenvolver ferramentas de diagnóstico não invasivas para uma vasta gama de doenças, todas baseadas numa única análise da microbiota”, conclui Mirko Trajkovski.
Source link
