Afiliation Dirks/Dougherty Laboratory for Cancer Research, Department of Translational Immunology, John Wayne Cancer Institute, Santa Monica, California, Statele Unite ale Americii

cancerul

Departamentul de patologie pentru afiliere, Centrul de sănătate Saint John’s, Santa Monica, California, Statele Unite ale Americii

Departamentul de Medicină pentru Afiliere, Centrul Medical Cedars-Sinai, Los Angeles, California, Statele Unite ale Americii

Afiliere Margie Petersen Breast Center, Saint John’s Health Center, Santa Monica, California, Statele Unite ale Americii

Afiliere Margie Petersen Breast Center, Saint John’s Health Center, Santa Monica, California, Statele Unite ale Americii

Afiliation Dirks/Dougherty Laboratory for Cancer Research, Department of Translational Immunology, John Wayne Cancer Institute, Santa Monica, California, Statele Unite ale Americii

Afiliation Dirks/Dougherty Laboratory for Cancer Research, Department of Translational Immunology, John Wayne Cancer Institute, Santa Monica, California, Statele Unite ale Americii

  • Caiyun Xuan,
  • Jaime M. Shamonki,
  • Alice Chung,
  • Maggie L. DiNome,
  • Maureen Chung,
  • Peter A. Sieling,
  • Delphine J. Lee

Cifre

Abstract

Citare: Xuan C, Shamonki JM, Chung A, DiNome ML, Chung M, Sieling PA și colab. (2014) Disbioza microbiană este asociată cu cancerul de sân uman. PLoS ONE 9 (1): e83744. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083744

Editor: Kazuaki Takabe, Virginia Commonwealth University School of Medicine, Statele Unite ale Americii

Primit: 19 iulie 2013; Admis: 6 noiembrie 2013; Publicat: 8 ianuarie 2014

Finanțarea: Această lucrare a fost susținută de Carolyn Dirks și Brett Dougherty, Fundația Joseph B. Gould, Asociația de Studii privind Cancerul de sân și de prostată (Los Angeles) și Asociația Fashion Footwear din New York Charitable Foundation (New York). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Una din opt femei va fi diagnosticată cu cancer de sân în timpul vieții. Este a doua cauză principală de deces la femei, cu peste 40.000 de decese anual [1]. În ciuda celor 5,5 miliarde de dolari cheltuiți pentru cercetarea cancerului de sân în ultimii douăzeci de ani, originile majorității cazurilor de cancer de sân (estimate a fi de până la 70%) rămân necunoscute [2]. Este crucial să înțelegem cum apar aceste forme sporadice de cancer de sân pentru a dezvolta strategii preventive împotriva acestei boli devastatoare. Recenta apreciere a influenței microbiotei asupra sănătății și bolilor umane pune întrebarea dacă microbii joacă un rol în cancerele de sân sporadice de etiologie necunoscută.

Microbii care locuiesc în corpul uman depășesc celulele umane 10: 1. Influența lor asupra sănătății și bolilor umane este un domeniu de cercetare nou și în expansiune rapidă. Microbii au fost legați de boli variate precum obezitatea [3], [4], cancerul de colon [5], [6] și colita [7]. La indivizii obezi, raportul dintre Firmicutes și Bacteroidete în colon este semnificativ mai mare decât la indivizii slabi [3], [8]. Plasarea indivizilor obezi pe diete cu conținut scăzut de grăsimi a dus la o scădere a acestui raport, deși nu la nivelurile observate la indivizii slabi [8]. În cancerul de colon, supraabundența unei singure specii bacteriene de Fusobacterium nucleatum se corelează cu boala și probabilitatea crescută de metastazare a ganglionilor limfatici [6]. Spre deosebire de natura patogenă a Fusobacterium în cancerul de colon, bacteria Bacteroidetes fragilis exercită un efect protector împotriva colitei prin modularea răspunsurilor imune inflamatorii în intestin [9]. Din aceste studii și din alte studii recente, devine din ce în ce mai evident că atât compoziția comunității, cât și speciile bacteriene discrete pot exercita fie efecte patogene care încurajează dezvoltarea bolii, fie efecte probiotice care mențin starea de sănătate.

Studiile anterioare privind cauzele microbiene ale cancerului de sân s-au concentrat pe viruși specifici și pe contribuțiile lor potențiale la cancerul de sân. În timp ce unele grupuri au raportat că infecția cu HPV este asociată cu cancerul de sân [10], [11], [12], altele nu au reușit să găsească o corelație [13], [14]. În mod similar, unele grupuri au raportat că până la 50% din tumorile mamare sunt EBV-pozitive [15], [16], [17], [18], în timp ce altele nu au reușit să detecteze virusul în tumorile mamare [19]. ., [20]. Spre deosebire de virusuri, bacteriile din sân au fost studiate într-o măsură mult mai mică. Mai multe grupuri au investigat bacteriile responsabile de infecții care rezultă din procedurile de implantare mamară folosind metode bazate pe cultură [21]. Mai mult, s-a demonstrat că laptele matern al femeilor sănătoase găzduiește o abundență de specii bacteriene, inclusiv bacterii cutanate frecvent întâlnite [22], [23]. Bacteriile din sân au fost studiate în contextul infecțiilor și la persoanele sănătoase, dar nu a fost raportat niciun studiu cuprinzător al bacteriilor în cancerul de sân. Aici, am caracterizat și comparat microbiota în tumora de sân și în țesutul normal asociat și am identificat disbioza care a fost asociată cu starea și severitatea bolii cancerului de sân.

Materiale și metode

Declarație etică pentru obținerea specimenelor de țesut mamar

Țesuturile mamare fixate cu parafină formalin (FFPE) și proaspăt congelate au fost obținute de la Saint John's Health Center în conformitate cu cerințele instituționale IRB aprobate de Saint John's Health Center/John Wayne Cancer Institute. RBI). Consimțământul scris a fost în mod specific renunțat de către IRB de aprobare.

Extracția ADN genomic (ADNc) din țesutul FFPE

ADN-ul genomic total a fost extras din țesuturile mamare FFPE folosind kitul de țesut QIAamp ADN FFPE conform instrucțiunilor producătorului cu ușoare modificări. ADNc purificat a fost eluat de două ori din coloană folosind apă ultra pură. Toate extracțiile au fost efectuate într-o cameră curată (pre-PCR) desemnată.

16S pirozecventare

PCR cantitativ (qPCR) pentru numerele de copii bacteriene

matrice qPCR

Având în vedere calitatea superioară a ARNm din țesuturi proaspăt congelate, am ales să folosim țesut proaspăt congelat, mai degrabă decât țesut fixat în formalină, încorporat în parafină în studiul nostru de expresie genetică. ARN-ul a fost extras din țesutul mamar proaspăt congelat de la trei pacienți cu mamoplastie cu reducere sănătoasă și din țesutul tumoral al șase pacienți cu cancer de sân (subiecții 42-47), apoi a fost transformat în ADNc folosind kitul de sinteză iScript cADN (Biorad). ADNc a fost adăugat la matricea PCR de răspuns antibacterian uman (Qiagen), iar matricile au fost procesate conform instrucțiunilor producătorului. Datele au fost analizate folosind RT 2 Profiler PCR Array Data Analysis Software versiunea 3.5, folosind expresia genei beta-actină pentru normalizare.

analize statistice

Testele t pentru elevi, testele ANOVA nonparametrice Kruskal-Wallis și testele de corelație Spearman au fost efectuate folosind software-ul Graphpad Prism (Graphpad). Testele Cuzick’s Trend au fost efectuate folosind software-ul statistic StatsDirect (StatsDirect). p Figura 1. Studiul comunităților microbiene care locuiesc în țesutul mamar de la pacienții cu cancer mamar.

A) Distribuția nivelului de filum a comunităților microbiene comparând țesuturile adiacente normale („normal perecheate”) și cele ale cancerului de sân de la 20 de pacienți cu cancer de sân ER-pozitiv (n = 20). Fiecare bar reprezintă 100% din bacteriile detectate într-o probă dată. B) Distribuție combinată la nivel de filum în țesuturile tumorale normale și mamare asociate (n = 20). C) Număr de OTU-uri găsite în fiecare comunitate (n = 20). D) Analiza OTU-urilor cu abundență diferențială între țesutul normal pereche și țesutul tumoral (n = 20). E) Corelația abundențelor relative de M. radiotolerans și S. yanoikuyae (n = 20). F) Abundențe relative de bacterii cutanate frecvent întâlnite (n = 20). Sunt prezentate valorile p din testul t asociat al Studentului, cu P Figura 2. Cuantificarea încărcăturii bacteriene în țesut de la pacienții sănătoși și cu cancer de sân.

A) Numărul de copii ale genei bacteriene 16S a fost comparat între sănătos (potrivit vârstei) (n = 23), normal asociat (n = 39) și țesut tumoral (n = 39). Probele sănătoase au fost obținute de la pacienții supuși mamoplastiei cu reducere, fără dovezi de cancer mamar. Analiza statistică a fost efectuată utilizând ANOVA neparametrică Kruskal-Wallis cu testul de comparație multiplă al Dunn post-test. B) Sarcina bacteriană în țesut în funcție de stadializarea clinică a specimenului tumoral. Analiza statistică a fost efectuată utilizând testul Trend Cuzick. Toate analizele statistice au fost considerate semnificative atunci când P Figura 3. Profilurile de expresie ale genelor de răspuns antibacterian în țesutul sănătos și al cancerului de sân (n = 9).