Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/55478
Type: Dissertação
Title: Identificação de alterações taxonômicas no bacterioma fecal associado à pólipos e câncer colorretal: potenciais biomarcadores para diagnóstico precoce
Other Titles: Identification of taxonomic changes in fecal bacteriome associated with colorectal polyps and cancer: potential biomarkers for early diagnosis
Authors: Beatriz Alessandra Rudi Grion
First Advisor: Aristóteles Goés Neto
First Referee: Flaviano Dos Santos Martins
Second Referee: Ana Paula Schaan Silva
Abstract: O câncer colorretal (CCR) é uma doença de preocupação mundial que tem uma relação estabelecida com a microbiota intestinal. A maioria dos casos de CCR esporádico surge em pacientes com lesões pré-malignas no cólon chamadas pólipos, que também são influenciadas pela microbiota intestinal. Neste estudo, utilizamos dados de metagenômica shotgun para analisar a diversidade taxonômica de bactérias presentes em amostras fecais de 90 indivíduos clínicos, incluindo 30 participantes controle, 30 participantes com pólipos e 30 com CCR. Em indivíduos com CCR, nossos achados revelaram uma redução significativa da abundância dos taxa Lactobacillales (Ordem), Clostridiaceae (Família) e mais especificamente, dos gêneros Faecalibacterium, Candidatus Arthromitus e Ruminococcus. Clostridiaceae exibiu abundância significativamente menor em estágios iniciais de CCR. Além disso, a família putativa Ruminococcaceae e o gênero Desulfovibrio apareceram super-representados no bacterioma de pacientes com CCR em comparação com os outros grupos, havendo uma coocorrência negativa entre Desulfovibrio e Faecalibacterium, sugerindo uma possível relação antagonista. Gêneros redutores de sulfato e/ou relacionados à cavidade oral tenderam a estar aumentados no bacterioma de pacientes com CCR e pólipos, assim como a diminuição na abundância relativa de gêneros com ação anti-inflamatória, imunogênica e relacionados à produção de butirato. Adicionalmente, identificamos heterogeneidade taxonômica no bacterioma de pacientes com CCR ligada à idade, gênero, estadiamento do tumor e à diabetes. A presença de dislipidemia resultou em um aumento significativo da abundância da família Streptococcaceae no bacterioma de pacientes controle e com pólipos. Também observamos uma super-representação da família Streptococcaceae no bacterioma dos demais pacientes com pólipos, enquanto o gênero Lachnoclostridium foi super-representado apenas no grupo com pólipos e sem histórico familiar de CCR, sugerindo uma possível influência de componentes genéticos. Pacientes com pólipos ≥ 1 cm também apresentaram um aumento de abundância do gênero Ralstonia, além de uma redução na diversidade alfa. Esses achados fornecem potenciais novos biomarcadores para o diagnóstico de pólipos e CCR, bem como demonstram o impacto de fatores intrínsecos do hospedeiro no estabelecimento do bacterioma fecal.
Abstract: Colorectal cancer (CRC) is a disease of worldwide concern that has an established relationship with the intestinal microbiota. Most cases of sporadic CRC arise in patients with pre-malignant lesions in the colon called polyps, which are also influenced by the intestinal microbiota. In this study, we used shotgun metagenomic data to analyze the taxonomic diversity of bacteria present in fecal samples from 90 clinical individuals, including 30 control participants, 30 patients with polyps, and 30 with CRC. In individuals with CRC, our findings revealed a significant reduction in the abundance of taxa Lactobacillales (Order), Clostridiaceae (Family), and more specifically, the genera Faecalibacterium, Candidatus Arthromitus, and Ruminoccoccus. Clostridiaceae exhibited significantly lower abundance in the early stages of CRC. Additionally, the putative family Ruminococcaceae and the genus Desulfovibrio were found overrepresented in the bacteriome of CRC patients compared to the other groups, with a negative co-occurrence between Desulfovibrio and Faecalibacterium, suggesting a possible antagonistic relationship. Sulfate-reducing and/or oral cavity-related genera tended to be increased in the bacteriome of CRC and polyps, while the relative abundance of genera with anti-inflammatory, immunogenic, and butyrate-producing properties decreased. Furthermore, we identified taxonomic heterogeneity in the bacteriome of CRC patients linked to age, gender, tumor staging, and diabetes. The presence of dyslipidemia resulted in a significant increase in the abundance of the Streptococcaceae family in the bacteriome of control and polyp patients. We also observed an overrepresentation of the family Streptococcaceae in the bacteriome of other polyp patients, while the genus Lachnoclostridium was increased only in the group with polyp and without a family history of CRC, suggesting a possible influence of genetic components. Patients with polyps ≥ 1 cm also exhibited an increased abundance of the genus Ralstonia, along with a reduction in alpha diversity. These findings provide potential novel biomarkers for the diagnosis of polyps and CRC, as well as demonstrate the impact of host intrinsic factors on the establishment of the fecal bacteriome.
Subject: Microbiologia
Neoplasias Colorretais
Microbioma Gastrointestinal
Metagenômica
Biomarcadores
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/55478
Issue Date: 10-Apr-2023
metadata.dc.description.embargo: 10-Apr-2025
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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