नेट मेड | एकात्मिक ट्यूमरचे मॅपिंग करण्यासाठी मल्टी-ओमिक्स दृष्टीकोन

नेट मेड | कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या एकात्मिक ट्यूमर, रोगप्रतिकारक आणि सूक्ष्मजीव लँडस्केपचे मॅपिंग करण्यासाठी बहु-ऑमिक्सचा दृष्टीकोन रोगप्रतिकारक प्रणालीसह मायक्रोबायोमचा संवाद प्रकट करतो
अलिकडच्या वर्षांत प्राथमिक कोलन कर्करोगाच्या बायोमार्कर्सचा विस्तृत अभ्यास केला गेला असला तरी, सध्याच्या क्लिनिकल मार्गदर्शक तत्त्वे केवळ ट्यूमर-लायम्फ नोड-मेटास्टेसिस स्टेजिंग आणि डीएनए मिसॅच रिपेयरिंग (एमएमआर) दोष किंवा मायक्रोसेटलाइट अस्थिरता (एमएसआय) (मानक पॅथॉलॉजी टेस्टिंग व्यतिरिक्त) शोधणे यावर अवलंबून असतात. कर्करोगाच्या जीनोम las टलस (टीसीजीए) कोलोरेक्टल कॅन्सर कोहोर्ट आणि रुग्णांच्या अस्तित्वामध्ये जनुक अभिव्यक्ती-आधारित रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया, मायक्रोबियल प्रोफाइल आणि ट्यूमर स्ट्रॉमा यांच्यात संबंध नसल्याचे संशोधकांनी नमूद केले आहे.

संशोधन जसजसे वाढत गेले आहे तसतसे कर्करोगाच्या सेल्युलर, रोगप्रतिकारक, स्ट्रॉमल किंवा कर्करोगाच्या सूक्ष्मजीव स्वरूपासह प्राथमिक कोलोरेक्टल कर्करोगाची परिमाणात्मक वैशिष्ट्ये, क्लिनिकल निकालांशी लक्षणीय संबंधित असल्याचे नोंदवले गेले आहे, परंतु त्यांच्या परस्परसंवादामुळे रुग्णांच्या परिणामावर कसा परिणाम होतो हे अद्याप मर्यादित आहे.
फेनोटाइपिक जटिलता आणि परिणाम यांच्यातील संबंध विच्छेदन करण्यासाठी, कतारमधील सिद्रा इन्स्टिट्यूट ऑफ मेडिकल रिसर्चच्या संशोधकांच्या टीमने अलीकडेच मायक्रोबायोम वैशिष्ट्ये आणि रोगप्रतिकारक नकार स्थिरता (आयसीआर) एकत्रित करून चांगल्या अस्तित्वाचे दर असलेल्या रूग्णांच्या गटाची ओळख पटविली आणि त्यास मान्यता दिली. ट्यूमरचे आरएनए अनुक्रम आणि जुळणारे निरोगी कोलोरेक्टल टिशू, संपूर्ण एक्सोम सिक्वेंसीर, डीप टी-सेल रिसेप्टर आणि 16 एस बॅक्टेरियाच्या आरआरएनए जनुक अनुक्रमे, संपूर्ण ट्यूमर जीनोम सिक्वेंसींगद्वारे पूरक असलेल्या संपूर्ण ट्यूमरच्या जीनोमच्या अनुक्रमे या कार्यसंघाने संपूर्ण कोलोरेक्टल टिशू, संपूर्ण एक्सोम सिक्वेंसर आणि 16 एस बॅक्टेरियाच्या आरआरएनए जनुक अनुक्रमेसह, प्राथमिक कोलोरेक्टल कर्करोग असलेल्या 348 रूग्णांकडून ताज्या गोठलेल्या नमुन्यांचे विस्तृत जीनोमिक विश्लेषण केले. हा अभ्यास नेचर मेडिसिनमध्ये “एकात्मिक ट्यूमर, रोगप्रतिकारक आणि कोलन कर्करोगाचा मायक्रोबायोम las टलस” म्हणून प्रकाशित झाला.

नेचर मेडिसिन मध्ये प्रकाशित लेख

एसी-आयसीएएम विहंगावलोकन

सिस्टीमिक थेरपीशिवाय कोलन कर्करोगाचे हिस्टोलॉजिकल निदान असलेल्या रूग्णांकडून ताजे गोठलेल्या ट्यूमरच्या नमुन्यांचे विश्लेषण करण्यासाठी संशोधकांनी ऑर्थोगोनल जीनोमिक प्लॅटफॉर्मचा वापर केला. संपूर्ण-एक्सोम सिक्वेंसींग (डब्ल्यूईएस), आरएनए-सेक डेटा गुणवत्ता नियंत्रण आणि समावेश मापदंड स्क्रीनिंगवर आधारित, 348 रूग्णांकडून जीनोमिक डेटा राखून ठेवला गेला आणि 6.6 वर्षांच्या मध्यम पाठपुराव्यासह डाउनस्ट्रीम विश्लेषणासाठी वापरला गेला. संशोधन कार्यसंघाने या संसाधनाचे नाव सिड्रा-एलयूएमसी एसी-आयसीएएम: एक नकाशा आणि रोगप्रतिकारक-कर्करोग-मायक्रोबिओम परस्परसंवादासाठी मार्गदर्शक (आकृती 1).

आयसीआर वापरुन आण्विक वर्गीकरण

सतत कर्करोगाच्या इम्युनोसर्व्हिलन्ससाठी रोगप्रतिकारक अनुवांशिक मार्करचा मॉड्यूलर सेट कॅप्चर करणे, ज्याला रोगप्रतिकारक स्थिरता (आयसीआर) म्हटले जाते, संशोधन कार्यसंघाने आयसीआरला 20-जनुकांच्या पॅनेलमध्ये घनरूप करून मेलेनोमा, मूत्राशय कर्करोग आणि स्तनाचा कर्करोग यासह कर्करोगाच्या वेगवेगळ्या प्रकारांचा समावेश करून अनुकूलित केले. आयसीआर स्तनाच्या कर्करोगासह विविध प्रकारच्या कर्करोगाच्या इम्यूनोथेरपीच्या प्रतिसादाशी देखील संबंधित आहे.

प्रथम, संशोधकांनी एसी-आयसीएएम कोहोर्टची आयसीआर स्वाक्षरी सत्यापित केली, आयसीआर जनुक-आधारित सह-वर्गीकरण दृष्टिकोन वापरुन कोहोर्टला तीन क्लस्टर्स/रोगप्रतिकारक उपप्रकारांमध्ये वर्गीकरण करण्यासाठी: उच्च आयसीआर (हॉट ट्यूमर), मध्यम आयसीआर आणि लो आयसीआर (कोल्ड ट्यूमर) (आकृती 1 बी). कोलन कर्करोगाचे ट्रान्सक्रिप्टोम-आधारित वर्गीकरण, एकमत आण्विक उपप्रकार (सीएमएस) शी संबंधित रोगप्रतिकारक प्रवृत्तीचे संशोधकांनी वैशिष्ट्यीकृत केले. सीएमएस श्रेणींमध्ये सीएमएस 1/रोगप्रतिकारक, सीएमएस 2/कॅनॉनिकल, सीएमएस 3/मेटाबोलिक आणि सीएमएस 4/मेसेन्चिमल समाविष्ट होते. विश्लेषणावरून असे दिसून आले की आयसीआर स्कोअर सर्व सीएमएस उपप्रकारांमधील विशिष्ट कर्करोगाच्या पेशींच्या मार्गांशी नकारात्मकपणे संबंधित होते आणि केवळ सीएमएस 4 ट्यूमरमध्ये इम्युनोसप्रेशिव्ह आणि स्ट्रॉमल-संबंधित मार्गांसह सकारात्मक परस्परसंबंध आढळले.

सर्व सीएमएसमध्ये, आयसीआर उच्च रोगप्रतिकारक उपप्रकारांमध्ये नैसर्गिक किलर (एनके) सेल आणि टी सेल सबसेटची विपुलता सर्वात जास्त होती, इतर ल्युकोसाइट सबट्स (आकृती 1 सी) मध्ये जास्त बदल होते. आयसीआर रोगप्रतिकारक उपप्रकारांमध्ये आयसीआरमध्ये कमी (आकृती 1 डी) कर्करोगात वाढीव वाढ होते.

आकृती 1. एसी-आयसीएएम अभ्यासाची रचना, रोगप्रतिकारक-संबंधित जनुक स्वाक्षरी, रोगप्रतिकारक आणि आण्विक उपप्रकार आणि अस्तित्व.
आयसीआर ट्यूमर-समृद्ध, क्लोनली एम्प्लिफाइड टी पेशी कॅप्चर करते
ट्यूमर अँटीजेन्स (10%पेक्षा कमी) साठी ट्यूमरच्या ऊतींमध्ये घुसखोरी करणार्‍या टी पेशींचे अल्पसंख्याक विशिष्ट असल्याचे नोंदवले गेले आहे. म्हणूनच, बहुतेक इंट्रा-ट्यूमर टी पेशींना बायस्टँडर टी पेशी (बायस्टँडर टी पेशी) म्हणून संबोधले जाते. उत्पादक टीसीआर असलेल्या पारंपारिक टी पेशींच्या संख्येसह सर्वात मजबूत परस्परसंबंध स्ट्रॉमल सेल आणि ल्युकोसाइट उप-लोकसंख्या (आरएनए-सेक द्वारे आढळलेल्या) मध्ये दिसून आला, ज्याचा उपयोग टी सेल उप-लोकसंख्येचा अंदाज लावण्यासाठी केला जाऊ शकतो (आकृती 2 ए). आयसीआर क्लस्टर्स (एकूण आणि सीएमएस वर्गीकरण) मध्ये, आयसीआर-हाय ट्यूमरचे सर्वाधिक प्रमाण असलेल्या आयसीआर-हाय आणि सीएमएस उपप्रकार सीएमएस 1/रोगप्रतिकारक गट (आकृती 2 सी) मध्ये रोगप्रतिकारक एसईक्यू टीसीआरची सर्वाधिक क्लोनॅलिटी पाळली गेली. संपूर्ण ट्रान्सक्रिप्टोम (18,270 जीन्स) वापरुन, टीसीआर प्रतिरक्षा एसईक्यू क्लोनॅलिटी (आकृती 2 डी) सह सकारात्मक दहा जीन्समध्ये सहा आयसीआर जीन्स (आयएफएनजी, एसटीएटी 1, आयआरएफ 1, सीसीएल 5, जीझेडएमए आणि सीएक्ससीएल 10) होते. ट्यूमर-रिस्पॉन्सिव्ह सीडी 8+ मार्कर (आकृती 2 एफ आणि 2 जी) वापरुन साजरा केलेल्या परस्परसंबंधांपेक्षा इम्यूनोसेक टीसीआर क्लोनॅलिटी बहुतेक आयसीआर जनुकांशी अधिक दृढपणे संबंधित आहे. निष्कर्षानुसार, वरील विश्लेषण सूचित करते की आयसीआर स्वाक्षरी ट्यूमर-समृद्ध, क्लोनली एम्प्लिफाइड टी पेशींची उपस्थिती प्राप्त करते आणि त्याचे रोगनिदानविषयक परिणाम स्पष्ट करते.

आकृती 2. टीसीआर मेट्रिक्स आणि रोगप्रतिकारक-संबंधित जीन्स, रोगप्रतिकारक आणि आण्विक उपप्रकारांसह परस्परसंबंध.
निरोगी आणि कोलन कर्करोगाच्या ऊतींमध्ये मायक्रोबायोम रचना
संशोधकांनी 246 रूग्णांकडून (आकृती 3 ए) जुळलेल्या ट्यूमर आणि निरोगी कोलन ऊतकांमधून काढलेल्या डीएनएचा वापर करून 16 एस आरआरएनए अनुक्रमांकन केले. प्रमाणीकरणासाठी, संशोधकांनी अतिरिक्त 42 ट्यूमर नमुन्यांमधील 16 एस आरआरएनए जनुक अनुक्रमित डेटाचे विश्लेषण केले जे विश्लेषणासाठी उपलब्ध सामान्य डीएनएशी जुळले नाही. प्रथम, संशोधकांनी जुळलेल्या ट्यूमर आणि निरोगी कोलन ऊतकांमधील वनस्पतींच्या सापेक्ष विपुलतेची तुलना केली. निरोगी नमुने (आकृती 3 ए -3 डी) च्या तुलनेत ट्यूमरमध्ये क्लोस्ट्रिडियम परफ्रेन्समध्ये लक्षणीय वाढ झाली. ट्यूमर आणि निरोगी नमुने यांच्यात अल्फा विविधता (एकाच नमुन्यात प्रजातींचे विपुलता आणि विपुलता) मध्ये कोणताही फरक नव्हता आणि आयसीआर-लो ट्यूमरच्या तुलनेत आयसीआर-उच्च ट्यूमरमध्ये सूक्ष्मजीव विविधतेत माफक प्रमाणात घट दिसून आली.
मायक्रोबियल प्रोफाइल आणि क्लिनिकल निकालांमधील वैद्यकीयदृष्ट्या संबंधित संघटना शोधण्यासाठी, संशोधकांचे उद्दीष्ट आहे की जगण्याची भविष्यवाणी करणार्‍या मायक्रोबायोम वैशिष्ट्ये ओळखण्यासाठी 16 एस आरआरएनए जनुक अनुक्रम डेटा वापरणे. एसी-आयसीएएम 246 वर, संशोधकांनी एक ओएस कॉक्स रीग्रेशन मॉडेल चालविला ज्याने शून्य नसलेल्या गुणांक (विभेदक मृत्यूच्या जोखमीशी संबंधित) 41 वैशिष्ट्ये निवडली, ज्याला एमबीआर क्लासिफायर (आकृती 3 एफ) म्हणतात.
या प्रशिक्षण गटात (आयसीएएम 246), कमी एमबीआर स्कोअर (एमबीआर <0, लो एमबीआर) मृत्यूच्या कमी जोखमीशी संबंधित होता (85%). संशोधकांनी दोन स्वतंत्रपणे सत्यापित केलेल्या कोहोर्ट्स (आयसीएएम 42 आणि टीसीजीए-कोट) मध्ये कमी एमबीआर (जोखीम) आणि दीर्घकाळ ओएस दरम्यानच्या सहकार्याची पुष्टी केली. (आकृती)) अभ्यासामध्ये एंडोगॅस्ट्रिक कोकी आणि एमबीआर स्कोअर दरम्यान मजबूत संबंध दिसून आला, जे ट्यूमर आणि निरोगी कोलन ऊतकांमध्ये समान होते.

आकृती 3. ट्यूमर आणि निरोगी ऊतकांमधील मायक्रोबायोम आणि आयसीआर आणि रुग्णांच्या अस्तित्वाशी संबंध.
निष्कर्ष
या अभ्यासामध्ये वापरल्या जाणार्‍या मल्टी-ऑमिक्स पध्दतीमुळे कोलोरेक्टल कर्करोगाच्या रोगप्रतिकारक प्रतिक्रियेच्या आण्विक स्वाक्षरीचे संपूर्ण शोध आणि विश्लेषण सक्षम होते आणि मायक्रोबायोम आणि रोगप्रतिकारक शक्तीमधील परस्परसंवाद प्रकट करते. ट्यूमर आणि निरोगी ऊतकांच्या खोल टीसीआर अनुक्रमात असे दिसून आले की आयसीआरचा रोगनिदानविषयक प्रभाव ट्यूमर-समृद्ध आणि शक्यतो ट्यूमर प्रतिजन-विशिष्ट टी सेल क्लोन पकडण्याच्या क्षमतेमुळे होऊ शकतो.

एसी-आयसीएएम नमुन्यांमध्ये 16 एस आरआरएनए जनुक अनुक्रमांचा वापर करून ट्यूमर मायक्रोबायोम रचनांचे विश्लेषण करून, कार्यसंघाने मजबूत रोगनिदानविषयक मूल्यासह मायक्रोबायोम स्वाक्षरी (एमबीआर जोखीम स्कोअर) ओळखली. जरी ही स्वाक्षरी ट्यूमरच्या नमुन्यांमधून प्राप्त झाली असली तरी, निरोगी कोलोरेक्टम आणि ट्यूमर एमबीआर जोखीम स्कोअर दरम्यान एक मजबूत परस्परसंबंध होता, असे सूचित करते की ही स्वाक्षरी रूग्णांच्या आतड्यांसंबंधी सूक्ष्मजीव रचना मिळवू शकते. आयसीआर आणि एमबीआर स्कोअर एकत्रित करून, कोलन कर्करोगाच्या रूग्णांमध्ये अस्तित्वाचा अंदाज लावणार्‍या एका बहु-ओमिक स्टुडंट बायोमार्करला ओळखणे आणि त्याचे प्रमाणीकरण करणे शक्य होते. अभ्यासाचे बहु-ओमिक डेटासेट कोलन कर्करोगाचे जीवशास्त्र अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी आणि वैयक्तिकृत उपचारात्मक दृष्टिकोन शोधण्यात मदत करण्यासाठी एक संसाधन प्रदान करते.

संदर्भः
रॉलँड्स, जे., कुप्पेन, पीजेके, अहमद, ईआय एट अल. कोलन कर्करोगाचा एकात्मिक ट्यूमर, रोगप्रतिकारक आणि मायक्रोबायोम las टलस. नेट मेड 29, 1273–1286 (2023).