Peneliti membersihkan data untuk mengidentifikasi bug dengan lebih baik – ScienceDaily

Peneliti membersihkan data untuk mengidentifikasi bug dengan lebih baik – ScienceDaily


Insinyur biomedis di Duke University telah merancang algoritma untuk menghilangkan informasi genetik mikroba yang terkontaminasi dari The Cancer Genome Atlas (TCGA). Dengan gambaran yang lebih jelas tentang mikrobiota yang hidup di berbagai organ dalam keadaan sehat dan kanker, para peneliti sekarang akan dapat menemukan biomarker penyakit baru dan lebih memahami bagaimana banyak kanker mempengaruhi tubuh manusia.

Dalam studi pertama yang menggunakan kumpulan data yang baru didekontaminasi, para peneliti telah menemukan bahwa jaringan organ normal dan kanker memiliki komposisi mikrobiota yang sedikit berbeda, bahwa bakteri dari situs yang terkena penyakit ini dapat memasuki aliran darah, dan bahwa informasi bakteri ini dapat membantu mendiagnosis kanker dan memprediksi. hasil pasien.

Hasilnya muncul online pada 30 Desember di jurnal Sel Host & Mikroba.

TCGA adalah program genomik kanker yang secara molekuler menandai lebih dari 20.000 kanker primer dan mencocokkan sampel sehat yang mencakup 33 jenis kanker. Ini telah menghasilkan lebih dari 2,5 juta gigabyte data “omic”. Atlas tersebut mencakup DNA mana yang ada, penanda epigenetik apa yang terdapat pada DNA, DNA mana yang dihidupkan dan protein mana yang sedang diproduksi. Ini tersedia secara gratis untuk penggunaan umum.

Satu studi dari data atlas mengungkapkan kelimpahan Fusobacterium nucleatum pada kanker kolorektal, yang sejak itu telah terbukti menjadi indikasi stadium, kelangsungan hidup, metastasis dan bahkan respon obat dari jenis kanker ini. Banyak penelitian lebih lanjut telah mencari biomarker bakteri tersebut, namun hanya sedikit yang telah ditemukan. Alasan utamanya adalah kontaminasi. Ketika bakteri masuk ke dalam sampel secara tidak sengaja oleh laboratorium, menjadi sulit untuk membedakan spesies mana yang sebenarnya ada dalam sampel untuk memulai. Sementara studi mikrobioma serupa yang menggunakan bahan kaya mikroba seperti feses dapat mengatasi sejumlah kecil kontaminasi, sampel yang relatif sangat kecil yang diambil dari organ manusia hidup dan sampel tumor tidak bisa.

Saat memeriksa subset data sekuensing TCGA, analisis sebelumnya menemukan bahwa DNA mikroba dari sejumlah spesies merupakan hasil kontaminasi laboratorium.

“Semua studi mikrobiota diganggu oleh gagasan bahwa jika Anda menemukan mikroba, apakah itu benar-benar di dalam jaringan atau apakah itu kontaminasi diperkenalkan selama pemrosesan?” kata Xiling Shen, Profesor Keluarga Hawkins dari Teknik Biomedis di Duke. “Kami telah menemukan metode yang dapat mengekstrak mikroba yang benar-benar ada di setiap sampel dan menggunakannya untuk membangun apa yang kami sebut The Cancer Microbiome Atlas, yang akan menjadi sumber daya yang luar biasa bagi komunitas dan memungkinkan kami untuk memahami bagaimana kanker mengubah mikrobioma organ. “

Metode untuk menghilangkan kontaminasi dari data TCGA ditemukan oleh Anders Dohlman, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Shen. Dohlman pertama-tama membandingkan tanda tangan mikrobioma antara jaringan kanker dari berbagai organ dan darah, dan mengesampingkan spesies kontaminan yang muncul tanpa pandang bulu. Dia kemudian membandingkan tanda tangan mikrobioma dari sampel identik yang diproses di situs terpisah, mulai dari Harvard hingga Baylor. Dohlman menyimpulkan bahwa spesies mikroba yang hanya dapat dideteksi dari lokasi tertentu adalah kontaminan, yang memungkinkannya menetapkan tanda kontaminasi unik untuk setiap lokasi.

“Tantangan besar dalam proses ini adalah spesies dengan bukti campuran, yaitu bakteri yang merupakan kontaminan dan endogen bagi jaringan,” kata Dohlman. “Tetapi karena TCGA memiliki begitu banyak jenis data yang berbeda, kami dapat mengetahuinya. Data besar sangat membantu!”

Upaya tersebut telah membuahkan hasil dengan berbagai cara. Setelah menggunakan algoritma dekontaminasi Dohlman, para peneliti mengamati dari dekat tanda tangan mikrobiota dari sampel yang diambil dari pasien kanker kolorektal. Mereka menemukan dua kelompok bakteri unik yang sering ditemukan bersama, salah satunya tampaknya terkait dengan kelangsungan hidup pasien.

Para peneliti juga menemukan bahwa beberapa jenis kanker memang mengubah mikrobioma organ tempat tinggal mereka. Mungkin, menurut Shen, tumor mengubah lingkungan mikro suatu organ, membuatnya lebih atau kurang ramah terhadap spesies mikroba yang berbeda. Dan dengan mencari tanda tangan mikroba dalam sampel darah pasien, mereka juga menemukan bahwa, meskipun kebijaksanaan konvensional sebaliknya, beberapa bakteri menemukan jalannya ke dalam aliran darah, yang juga dapat memberikan indikasi perkembangan kanker.

“Ada semacam krisis di lapangan tentang apakah makalah terkenal dapat direproduksi atau tidak, karena tantangan kontaminasi,” kata Shen. “Misalnya, sementara satu pusat dapat mereproduksi hasilnya, pusat lain tidak. Ini menjelaskan alasannya: Setiap pusat memiliki bias yang sangat konsisten. (Kontaminan mikroba residennya sendiri.) Di masa depan, penelitian baru dapat menggunakan metode untuk menghilangkan bias ini dan mereproduksi hasil, dan pusat penelitian mungkin dapat menggunakan bias mereka yang telah kami identifikasi untuk mengurangi kontaminasi mereka. “

Penelitian ini didukung oleh National Institutes of Health (R35GM122465, DK119795) dan Defense Advanced Research Projects Agency (W911NF1920111).

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Duke. Asli ditulis oleh Ken Kingery. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data SGP

Author Image
adminProzen