Il cancro colorettale è la seconda causa principale di decessi legati al cancro a livello mondiale. Se individuata precocemente, è spesso altamente trattabile. Tuttavia, le colonscopie — il principale metodo di screening utilizzato oggi — possono essere costose e scomode, scoraggiando molte persone dal sottoporsi al test in tempo.
I ricercatori dell’Università di Ginevra (UNIGE) hanno sviluppato un nuovo approccio che potrebbe cambiare questa situazione. Utilizzando il machine learning, hanno creato il primo catalogo dettagliato di tutti i batteri intestinali umani a un livello sufficientemente preciso da rivelare come funzionano i diversi sottogruppi microbici nel corpo. Successivamente hanno utilizzato queste informazioni per rilevare il cancro colorettale basandosi su batteri presenti in semplici campioni di feci, offrendo un’alternativa non invasiva e a basso costo. I risultati, pubblicati su Cell Host & Microbe, potrebbero anche aiutare gli scienziati a comprendere meglio come il microbiota intestinale influenzi la salute e le malattie complessive.
Perché sono necessari strumenti di screening migliori
Molti casi di cancro colorettale vengono diagnosticati tardi, quando le opzioni di trattamento sono più limitate. Questo sottolinea l’urgente necessità di metodi di screening più semplici e meno invasivi, soprattutto mentre i casi continuano ad aumentare tra i giovani adulti per ragioni ancora poco chiare.
Gli scienziati sanno da tempo che il microbiota intestinale gioca un ruolo nel cancro colorettale. Tuttavia, trasformare questa conoscenza in strumenti medici pratici è stato difficile. Una delle principali sfide è che diversi ceppi all’interno della stessa specie batterica possono comportarsi in modo molto diverso. Alcuni possono contribuire allo sviluppo del cancro, mentre altri non hanno alcun effetto.
Concentrandosi sulle sottospecie del microbiota
“Invece di affidarci all’analisi delle varie specie che compongono il microbiota, che non cattura tutte le differenze significative, o dei ceppi batterici, che variano notevolmente da individuo a individuo, ci siamo concentrati su un livello intermedio del microbiota, la sottospecie,” spiega Mirko Trajkovski, professore ordinario nel Dipartimento di Fisiologia Cellulare e Metabolismo e nel Centro Diabete della Facoltà di Medicina UNIGE, che ha guidato questa ricerca.
“La risoluzione delle sottospecie è specifica e può catturare le differenze nel modo in cui i batteri funzionano e contribuiscono a malattie come il cancro, rimanendo comunque abbastanza generale da rilevare questi cambiamenti tra diversi gruppi di individui, popolazioni o paesi.”
Usare il machine learning per decodificare l’intestino
La ricerca richiedeva l’analisi di enormi quantità di dati biologici. “Come bioinformatico, la sfida era trovare un approccio innovativo per l’analisi dei dati di massa”, afferma Matija Trickovic, dottorando nel laboratorio di Trajkovski e primo autore dello studio.
“Abbiamo sviluppato con successo il primo catalogo completo delle sottospecie del microbiota intestinale umano, insieme a un metodo preciso ed efficiente per utilizzarlo sia per la ricerca che in clinica.”
Un test delle feci che rivaleggia con la colonscopia
Combinando il loro catalogo batterico con i dataset clinici esistenti, il team ha costruito un modello in grado di identificare il cancro colorettale utilizzando solo campioni di feci. I risultati hanno superato le aspettative.
“Anche se eravamo fiduciosi nella nostra strategia, i risultati sono stati sorprendenti,” afferma Matija Trickovic. “Il nostro metodo ha rilevato il 90% dei casi di cancro, un risultato molto vicino al tasso di rilevamento del 94% raggiunto dalle colonscopie e migliore di tutti gli attuali metodi di rilevamento non invasivo.”
Con dati clinici aggiuntivi, il modello potrebbe diventare ancora più accurato e alla fine eguagliare le prestazioni della colonscopia. In pratica, questo tipo di test potrebbe essere utilizzato per lo screening di routine, riservando colonscopie per confermare i casi positivi.
Espandere oltre la rilevazione del cancro
Un trial clinico è ora in preparazione in collaborazione con gli Ospedali Universitari di Ginevra (HUG) per definire meglio quali stadi e lesioni tumorali il metodo può rilevare.
Le implicazioni vanno ben oltre il cancro colorettale. Esaminando le differenze tra sottospecie all’interno della stessa specie batterica, i ricercatori possono iniziare a scoprire come i microbi intestinali influenzino una vasta gamma di condizioni di salute.
“Lo stesso metodo potrebbe presto essere utilizzato per sviluppare strumenti diagnostici non invasivi per un’ampia gamma di malattie, tutto basato su un’unica analisi microbiota,” conclude Mirko Trajkovski.
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