Disciplina: Métodos estatísticos aplicados às Ciências Biológicas - MAE5755Profa: Viviana Giampaoli

Fernanda OrpinelliLeandro LemosJuan Vidal

Background

Câncer colorretal (CRC)● Dieta, fatores ambientais e genéticos.

Infecções bacterianas● Alto risco de desenvolver CRC● Fusobacterium spp., Bacteroides fragilis, E. coli.

Motivação

Será que tais associações entre o CRC e os padrões de microbioma são comuns ou populações-específicos?

● Desenvolver estratégias de medicina personalizada● Opções de tratamento para pacientes de CRC

Objetivos

1. Avaliar quantitativamente as diferenças de comunidades e composições microbianas entre 8 pares tumor/normal de 8 pacientes chineses com CRC;

2. Caracterizar as bactérias comuns e os vários padrões do microbioma do CRC humano entre populações diferentes.

Metodologia

Pacientes

● 8 - Kunming, China● 56.9±14.4 - média de idade● 22.97±1.56 - índice de massa corporal (BMI)● 1:1 taxa homens/mulheres

Metodologia

Pacientes● 4 - câncer retal● 4 - câncer no cólon● 16 amostras de tecido - 8T/8N● Avaliação de um patologista

Extração de DNA | Sequenciamento | Análise de bioinformática

Análises

Estatística● Características gerais - média e mediana (%)● Tumor/Normal - Mann-Whitney ou Teste-t● P < 0.05● Análise multivariada (Análise de Coordenadas

Principais)

Comparação entre comunidades microbianas

Análise multivariada:. Topologia de uma árvore filogenética, baseada na história evolutiva das espécies presentes em cada amostra.

Resultados (Análise exploratória):

. 21.354 sequências foram obtidas;

. 1.334,1 ± 521,9 (n = 16);

. 138,9 ± 46,2 (n = 16) foram classificadas (representam a contagem de uma bactéria);. Riqueza de espécies: 122,3 ± 26.8 (tecido normal) vs. 155,5 ± 56.8 (tumor);

Resultados (Análise Multivariada):

Figure 1. 16S rRNA gene surveys reveals hierarchical partitioning of human tumor tissue-associated microbiomes. Bacterial communities were clustered using Principal Coordinate Analysis (PCoA) of the full-tree-based Unifrac matrix. Each point corresponds to a sample colored to indicate tumor or healthy status. Three principal components (PC1, PC2, and PC3) totally explained 43% of the variation. Sample name stated with their corresponding studied patient number - S00X (X = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9), and the following tissue type (C stands for cancer tissue and H for matched adjacent health tissue.

Resultados (Diferença na abundância):

Dois padrões diferentes de variações (Roseburia, Microbacterium e Anoxybacillus):

Resultados (Diferença na abundância):

A. Aumento de Roseburia em 50% dos pacientes; B. Diminuição Microbacterium e Anoxybacillus em 75% dos pacientes;

Resultados (Diferença na abundância):

Teste de hipóteses

Discussão

Modelo de Tjalsma et al (2012):

Roseburia (Abundante em tecidos cancerígenos em 50% dos pacientes do estudo)

Microbacterium e Anoxybacillus (75% dos pacientes do estudo)

Discussão

● Roseburia pode ser considerado fator de risco para CRC.→Mesmo padrão em populações da Alemanha (Marchesi et al., 2012).

● Super-representação de Roseburia em populações complementamente distintas, em termos de dieta e diversidade genética.

Discussão

● Fusobacterium spp. presente em 87.5% dos tumores de pacientes com CRC - não houve aumento significativo.

● Mesmo padrão em populações Européias e Americanas.

● “Passenger bacteria”.

Discussão

Variabilidade na microbiota associada ao CRC

1. Dieta, tecido, fatores genéticos, uso indiscriminado de antibióticos.

2. Diferentes estados de progressão do tumor no momento da coleta.

3. Ausência de dados mais robustos que o 16S.

Conclusões

. Associação entre CRC e alterações na microbiota;

. Padrões comuns de microbiotas entre pacientes com CRC em diferentes populações.