Dans une étude récente publiée dans Scientific Reports, des chercheurs ont étudié de manière comparative les microbiomes pulmonaires de patients atteints de maladies pulmonaires bénignes et malignes.
Étude: Prédiction du cancer du poumon à l’aide de nouveaux biomarqueurs basés sur le profilage du microbiome du liquide de lavage broncho-alvéolaire. Crédit d’image : SewCreamStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Le cancer du poumon est une maladie répandue qui entraîne des décès importants dans le monde, et une détection précoce est cruciale pour améliorer le pronostic. Les biopsies pulmonaires sont essentielles au diagnostic et au traitement, mais elles sont invasives et peuvent entraîner de graves complications.
La tomodensitométrie (TDM) ne peut pas faire la distinction entre une consolidation de type pneumonie et un cancer du poumon avec nécrose. Des biomarqueurs sanguins comme l’antigène carcinoembryonnaire (CEA) et la cytokératine 19 sont utilisés mais n’ont pas été validés, ce qui garantit de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic du cancer du poumon et les critères de décision en matière de biopsie.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont obtenu du liquide de lavage broncho-alvéolaire (BALF) auprès de personnes atteintes d’un cancer pulmonaire ou d’autres affections pulmonaires, notamment la pneumonie, la bronchectasie et la maladie pulmonaire interstitielle, afin d’identifier les différences microbiennes entre les cancers du poumon et les maladies bénignes des poumons. Ils ont également établi un modèle de prédiction du cancer du poumon.
L’équipe comprenait 24 patients atteints d’un cancer du poumon et 24 personnes atteintes d’affections pulmonaires bénignes subissant une bronchoscopie à l’hôpital universitaire national de Chungnam de juin 2021 à juin 2022 pour analyse.
Ils ont obtenu le BALF à partir des lésions pulmonaires des participants. En particulier, l’équipe a collecté 3,0 ml de BALF auprès de chaque patient, les a centrifugés à 4,0 °C pendant 30 minutes, a ajouté 1,0 ml de bouclier d’acide ribonucléique (ARN)/acide désoxyribonucléique (ADN) aux échantillons et les a stockés à -80 °C. °C dans des tubes à microcentrifugeuse.
Les chercheurs ont extrait l’ADN du BALF prélevé sur les participants pour effectuer une réaction en chaîne par polymérase (PCR). Pour évaluer l’association des microbiomes pulmonaires avec le cancer pulmonaire, ils ont soumis les échantillons au séquençage de l’ARN ribosomal 16S (ARNr) et à l’analyse métagénomique.
Ils ont défini la pneumonie à l’aide des résultats radiographiques et cliniques rapportés par les pneumologues. L’équipe a inclus la pneumonie patmaligne et la bronchoscopie dues à des consolidations de type masse, nécessitant une différenciation de la malignité et excluant les personnes ayant déjà été exposées à des glucocorticoïdes et à des antimicrobiens à large spectre.
L’équipe a profilé les données taxonomiques aux niveaux du phylum et du genre et a comparé les communautés microbiennes des patients atteints de pneumonie et de cancer pulmonaire.
L’analyse de la composition des microbiomes (ANCOM) a étudié l’abondance différentielle des microbes associés au cancer pulmonaire.
Ils ont réalisé une modélisation forestière aléatoire pour prédire le cancer du poumon. Ils ont mené la formation auprès de 33 patients et testé le modèle sur 15 patients avec dix validations croisées.
Résultats
L’étude a révélé des différences significatives dans la diversité microbienne alpha et bêta entre les individus souffrant de maladies pulmonaires bénignes et d’un cancer pulmonaire. Les patients atteints d’un cancer du poumon ont présenté le taux le plus élevé Firmicutes abondance (33%), tandis que Bacteroidètes étaient plus abondants dans les affections pulmonaires de type bénin (31 %).
Les microbiomes BALF dans le cancer du poumon ont montré une diversité alpha élevée, avec une uniformité plus élevée observée dans l’indice de Shannon et des caractéristiques dans les échantillons de cancer pulmonaire par rapport aux affections pulmonaires bénignes.
Le Firmicutes/Bacteroidètes Le rapport (F/B) était plus élevé chez les patients atteints d’un cancer pulmonaire que chez les individus souffrant d’affections pulmonaires de type bénin. Tous les participants étaient contenus Actinobactéries, Fusobactérieset Protéobactéries dans leurs poumons.
Le taxon du microbiote le plus différentiellement abondant était unclassified_SAR202_clade, appartenant au Chloroflexi phylum.
Le modèle distingue avec précision les individus souffrant de maladies pulmonaires bénignes de ceux atteints d’un cancer pulmonaire [micro-area under the receiver-operating characteristic curve (AUC) of 0.98 and macro-AUC of 0.99]indiquant que le microbiome BALF pourrait être un nouveau biomarqueur pour la détection du cancer du poumon.
L’âge moyen des participants était de 66 ans, dont 77 % étaient des hommes. L’indice de masse corporelle (IMC) moyen était de 22 kg/m2. La plupart des patients avaient un cancer du poumon de stade III ou IV. Les sous-types histochimiques comprenaient l’adénocarcinome (29 %), le carcinome épidermoïde (54 %) et le carcinome à petites cellules (17 %).
Parmi les patients, 29 % ont présenté une expression accrue du ligand de mort cellulaire programmée 1 (PD-L1), tandis que 58 % ont présenté une expression négligeable de PD-L1.
La plupart des personnes atteintes de maladies pulmonaires bénignes souffraient de pneumonie (46 %), principalement de type communautaire de faible gravité, traitées dans des cliniques externes.
Prévotelle_7 l’abondance était la plus élevée chez les patients atteints d’une maladie pulmonaire bénigne (15 %), tandis que Streptocoque l’abondance était la plus élevée chez les patients atteints d’un cancer pulmonaire (13 %). Streptocoque C’est celui qui a le plus contribué à la diversité bêta chez les individus atteints d’affections pulmonaires bénignes et de cancer pulmonaire.
L’équipe a observé la moindre diversité alpha dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire prélevé chez des patients atteints de pneumonie que chez ceux souffrant d’autres affections pulmonaires de type bénin et d’un cancer pulmonaire.
Le clade génétique SAR202 appartenant au Chloroflexi Le phylum était le plus abondant chez les patients atteints d’un cancer pulmonaire, avec des comptes élevés de la plupart des microbiotes, notamment Chloroflexus, Sva0996_marine groupe, et Dadabactérialespar rapport aux individus atteints de maladies pulmonaires bénignes.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré une diversité microbienne plus élevée dans les microbiomes des patients atteints d’un cancer pulmonaire que chez les individus souffrant de maladies pulmonaires bénignes.
Firmicutes étaient les espèces bactériennes les plus enrichies chez les patients atteints d’un cancer pulmonaire, tandis que les individus atteints de maladies pulmonaires bénignes présentaient les espèces bactériennes les plus riches. Bacteroidètes abondance.
Le clade génétique SAR202 du Chloroflexi le phylum était significativement plus élevé chez les patients atteints d’un cancer pulmonaire.
La prédiction par apprentissage automatique utilisant les caractéristiques du microbiome BALF a différencié le cancer du poumon des maladies bénignes, indiquant que le microbiome BALF pourrait être un nouveau biomarqueur pour la détection du cancer du poumon.
