Published July 24, 2020 | Version v1
Publication Open

Biliary Tract Carcinogenesis Model Based on Bile Metaproteomics

Creators

  • 1. Clínica CES
  • 2. CES University
  • 3. Universidad de Antioquia
  • 4. Instituto Colombiano de Medicina Tropical

Description

Purpose: To analyze human and bacteria proteomic profiles in bile, exposed to a tumor vs. non-tumor microenvironment, in order to identify differences between these conditions, which may contribute to a better understanding of pancreatic carcinogenesis. Patients and Methods: Using liquid chromatography and mass spectrometry, human and bacterial proteomic profiles of a total of 20 bile samples (7 from gallstone (GS) patients, and 13 from pancreatic head ductal adenocarcinoma (PDAC) patients) that were collected during surgery and taken directly from the gallbladder, were compared. g:Profiler and KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) Mapper Reconstruct Pathway were used as the main comparative platform focusing on over-represented biological pathways among human proteins and interaction pathways among bacterial proteins. Results: Three bacterial infection pathways were over-represented in the human PDAC group of proteins. IL-8 is the only human protein that coincides in the three pathways and this protein is only present in the PDAC group. Quantitative and qualitative differences in bacterial proteins suggest a dysbiotic microenvironment in the PDAC group, supported by significant participation of antibiotic biosynthesis enzymes. Prokaryotes interaction signaling pathways highlight the presence of zeatin in the GS group and surfactin in the PDAC group, the former in the metabolism of terpenoids and polyketides, and the latter in both metabolisms of terpenoids, polyketides and quorum sensing. Based on our findings, we propose a bacterial-induced carcinogenesis model for the biliary tract. Conclusion: To the best of our knowledge this is the first study with the aim of comparing human and bacterial bile proteins in a tumor vs. non-tumor microenvironment. We proposed a new carcinogenesis model for the biliary tract based on bile metaproteomic findings. Our results suggest that bacteria may be key players in biliary tract carcinogenesis, in a long-lasting dysbiotic and epithelially harmful microenvironment, in which specific bacterial species' biofilm formation is of utmost importance. Our finding should be further explored in future using in vitro and in vivo investigations.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الغرض: تحليل التشكيلات البروتينية البشرية والبكتيرية في الصفراء، المعرضة للورم مقابل البيئة الدقيقة غير الورمية، من أجل تحديد الاختلافات بين هذه الحالات، والتي قد تسهم في فهم أفضل لسرطان البنكرياس. المرضى والطرق: باستخدام اللوني السائل وقياس الطيف الكتلي، تم مقارنة الملامح البروتينية البشرية والبكتيرية لما مجموعه 20 عينة صفراوية (7 من مرضى الحصاة الصفراوية (GS)، و 13 من مرضى السرطان الغدي للقنوات في رأس البنكرياس (PDAC)) التي تم جمعها أثناء الجراحة وأخذت مباشرة من المرارة. ز: تم استخدام Profiler و KEGG (موسوعة كيوتو للجينات والجينوم) Mapper Reconstruct Pathway كمنصة مقارنة رئيسية تركز على المسارات البيولوجية المفرطة التمثيل بين البروتينات البشرية ومسارات التفاعل بين البروتينات البكتيرية. النتائج: كانت ثلاثة مسارات للعدوى البكتيرية ممثلة بشكل مفرط في مجموعة بروتينات PDAC البشرية. IL -8 هو البروتين البشري الوحيد الذي يتزامن في المسارات الثلاثة وهذا البروتين موجود فقط في مجموعة PDAC. تشير الاختلافات الكمية والنوعية في البروتينات البكتيرية إلى وجود بيئة ميكروية غير حيوية في مجموعة PDAC، مدعومة بمشاركة كبيرة من إنزيمات التخليق الحيوي للمضادات الحيوية. تسلط مسارات إشارات تفاعل بدائيات النوى الضوء على وجود الزياتين في مجموعة GS والسطح في مجموعة PDAC، والأولى في عملية التمثيل الغذائي للتربينويدات والبولي كيتيدات، والأخيرة في كل من عمليات التمثيل الغذائي للتربينويدات والبولي كيتيدات واستشعار النصاب القانوني. بناءً على النتائج التي توصلنا إليها، نقترح نموذجًا للتسرطن الناجم عن البكتيريا في القناة الصفراوية. الاستنتاج: على حد علمنا، هذه هي الدراسة الأولى بهدف مقارنة البروتينات الصفراوية البشرية والبكتيرية في بيئة الورم مقابل البيئة الدقيقة غير الورمية. اقترحنا نموذجًا جديدًا للتسرطن في القناة الصفراوية استنادًا إلى النتائج ما وراء البروتينية الصفراوية. تشير نتائجنا إلى أن البكتيريا قد تكون لاعبًا رئيسيًا في تسرطن المسالك الصفراوية، في بيئة ميكروية طويلة الأمد وضارة بالظهارة، حيث يكون تكوين الأغشية الحيوية لأنواع بكتيرية معينة ذا أهمية قصوى. يجب استكشاف النتائج التي توصلنا إليها في المستقبل باستخدام التحقيقات في المختبر وفي الجسم الحي.

Translated Description (French)

Objectif : Analyser les profils protéomiques humains et bactériens dans la bile, exposée à un microenvironnement tumoral ou non tumoral, afin d'identifier les différences entre ces conditions, ce qui peut contribuer à une meilleure compréhension de la carcinogenèse pancréatique. Patients et méthodes : À l'aide de la chromatographie liquide et de la spectrométrie de masse, les profils protéomiques humains et bactériens d'un total de 20 échantillons de bile (7 provenant de patients atteints de calculs biliaires (GS) et 13 de patients atteints d'adénocarcinome canalaire de la tête pancréatique (PDAC)) recueillis pendant la chirurgie et prélevés directement dans la vésicule biliaire ont été comparés. g :Profiler et KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) Mapper Reconstruct Pathway ont été utilisés comme principale plate-forme comparative axée sur les voies biologiques surreprésentées parmi les protéines humaines et les voies d'interaction entre les protéines bactériennes. Résultats : Trois voies d'infection bactérienne étaient surreprésentées dans le groupe de protéines humaines PDAC. L'IL-8 est la seule protéine humaine qui coïncide dans les trois voies et cette protéine n'est présente que dans le groupe PDAC. Les différences quantitatives et qualitatives dans les protéines bactériennes suggèrent un microenvironnement dysbiotique dans le groupe PDAC, soutenu par une participation significative des enzymes de biosynthèse des antibiotiques. Les voies de signalisation des interactions procaryotes mettent en évidence la présence de zéatine dans le groupe GS et de surfactine dans le groupe PDAC, la première dans le métabolisme des terpénoïdes et des polycétides, et la seconde dans les deux métabolismes des terpénoïdes, des polycétides et de la détection du quorum. Sur la base de nos résultats, nous proposons un modèle de carcinogenèse induite par des bactéries pour les voies biliaires. Conclusion : À notre connaissance, il s'agit de la première étude visant à comparer les protéines biliaires humaines et bactériennes dans un microenvironnement tumoral par rapport à un microenvironnement non tumoral. Nous avons proposé un nouveau modèle de carcinogenèse des voies biliaires basé sur des résultats métaprotéomiques biliaires. Nos résultats suggèrent que les bactéries peuvent être des acteurs clés de la carcinogenèse des voies biliaires, dans un microenvironnement dysbiotique et épithélialement nocif de longue durée, dans lequel la formation de biofilms d'espèces bactériennes spécifiques est de la plus haute importance. Notre découverte devrait être davantage explorée à l'avenir en utilisant des investigations in vitro et in vivo.

Translated Description (Spanish)

Propósito: Analizar los perfiles proteómicos humanos y bacterianos en la bilis, expuesta a un microambiente tumoral vs. no tumoral, con el fin de identificar las diferencias entre estas condiciones, lo que puede contribuir a una mejor comprensión de la carcinogénesis pancreática. Pacientes y métodos: Mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas, se compararon los perfiles proteómicos humanos y bacterianos de un total de 20 muestras de bilis (7 de pacientes con cálculos biliares (GS) y 13 de pacientes con adenocarcinoma ductal de cabeza pancreática (PDAC)) que se recolectaron durante la cirugía y se tomaron directamente de la vesícula biliar. g: Se utilizaron Profiler y KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) Mapper Reconstruct Pathway como la principal plataforma comparativa centrada en las vías biológicas sobrerrepresentadas entre las proteínas humanas y las vías de interacción entre las proteínas bacterianas. Resultados: Tres vías de infección bacteriana estuvieron sobrerrepresentadas en el grupo de proteínas PDAC humanas. IL-8 es la única proteína humana que coincide en las tres vías y esta proteína solo está presente en el grupo PDAC. Las diferencias cuantitativas y cualitativas en las proteínas bacterianas sugieren un microambiente disbiótico en el grupo PDAC, respaldado por una participación significativa de las enzimas de biosíntesis de antibióticos. Las vías de señalización de interacción procariotas destacan la presencia de zeatina en el grupo GS y surfactina en el grupo PDAC, la primera en el metabolismo de terpenoides y policétidos, y la segunda en ambos metabolismos de terpenoides, policétidos y detección de quórum. Con base en nuestros hallazgos, proponemos un modelo de carcinogénesis inducida por bacterias para el tracto biliar. Conclusión: Hasta donde sabemos, este es el primer estudio con el objetivo de comparar las proteínas biliares humanas y bacterianas en un microambiente tumoral frente a uno no tumoral. Propusimos un nuevo modelo de carcinogénesis para el tracto biliar basado en hallazgos metaproteómicos biliares. Nuestros resultados sugieren que las bacterias pueden ser actores clave en la carcinogénesis del tracto biliar, en un microambiente disbiótico y epitelialmente dañino de larga duración, en el que la formación de biopelículas de especies bacterianas específicas es de suma importancia. Nuestro hallazgo debe explorarse más a fondo en el futuro utilizando investigaciones in vitro e in vivo.

Files

pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:bc451d8aee76085d29ab29bf61a339a2
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نموذج تسرطن المسالك الصفراوية على أساس ميتابروتيوميكس الصفراء
Translated title (French)
Modèle de carcinogenèse des voies biliaires basé sur la métaprotéomique biliaire
Translated title (Spanish)
Modelo de carcinogénesis del tracto biliar basado en la metaproteómica biliar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3044067542
DOI
10.3389/fonc.2020.01032

Is supplement to
https://openalex.org/W4387948744 (Other)
https://openalex.org/W3089173564 (Other)
https://openalex.org/W2559588208 (Other)
https://openalex.org/W2352732738 (Other)
https://openalex.org/W2297026197 (Other)
https://openalex.org/W2123060905 (Other)
https://openalex.org/W2088324202 (Other)
https://openalex.org/W1987520879 (Other)
https://openalex.org/W1964572291 (Other)
https://openalex.org/W184793361 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Colombia

References

  • https://openalex.org/W1278288886
  • https://openalex.org/W143642619
  • https://openalex.org/W1853899690
  • https://openalex.org/W1872232294
  • https://openalex.org/W1964389084
  • https://openalex.org/W1974863528
  • https://openalex.org/W1975891067
  • https://openalex.org/W1977379410
  • https://openalex.org/W1981000484
  • https://openalex.org/W1998790582
  • https://openalex.org/W2010740201
  • https://openalex.org/W2020834333
  • https://openalex.org/W2030517487
  • https://openalex.org/W2032667905
  • https://openalex.org/W2033697399
  • https://openalex.org/W2038778872
  • https://openalex.org/W2047161979
  • https://openalex.org/W2060344107
  • https://openalex.org/W2086051107
  • https://openalex.org/W2087610532
  • https://openalex.org/W2094112150
  • https://openalex.org/W2110567472
  • https://openalex.org/W2114601179
  • https://openalex.org/W2115865473
  • https://openalex.org/W2116554142
  • https://openalex.org/W2118062406
  • https://openalex.org/W2119178099
  • https://openalex.org/W2128562119
  • https://openalex.org/W2131848047
  • https://openalex.org/W2132520025
  • https://openalex.org/W2135822024
  • https://openalex.org/W2140288034
  • https://openalex.org/W2143841612
  • https://openalex.org/W2149066192
  • https://openalex.org/W2151824896
  • https://openalex.org/W2164450667
  • https://openalex.org/W2168013933
  • https://openalex.org/W2173094690
  • https://openalex.org/W2178043251
  • https://openalex.org/W2245105392
  • https://openalex.org/W2289275765
  • https://openalex.org/W2291653982
  • https://openalex.org/W2296580348
  • https://openalex.org/W2297899744
  • https://openalex.org/W2323331306
  • https://openalex.org/W2350651110
  • https://openalex.org/W2410099750
  • https://openalex.org/W2416032491
  • https://openalex.org/W2460959614
  • https://openalex.org/W2490179172
  • https://openalex.org/W2491220498
  • https://openalex.org/W2508652771
  • https://openalex.org/W2512931560
  • https://openalex.org/W2531011640
  • https://openalex.org/W2562160893
  • https://openalex.org/W2564980303
  • https://openalex.org/W2614218457
  • https://openalex.org/W2725161395
  • https://openalex.org/W2727548787
  • https://openalex.org/W2742676285
  • https://openalex.org/W2751633859
  • https://openalex.org/W2753159186
  • https://openalex.org/W2790589159
  • https://openalex.org/W2800780732
  • https://openalex.org/W2803441813
  • https://openalex.org/W2887794952
  • https://openalex.org/W2900092640
  • https://openalex.org/W2908456156
  • https://openalex.org/W2911157836
  • https://openalex.org/W2912682249
  • https://openalex.org/W2912939143
  • https://openalex.org/W2917416499
  • https://openalex.org/W2935570283
  • https://openalex.org/W2941391027
  • https://openalex.org/W2944545583
  • https://openalex.org/W2946173685
  • https://openalex.org/W2963984501
  • https://openalex.org/W2967450000
  • https://openalex.org/W2969443468
  • https://openalex.org/W2981269989
  • https://openalex.org/W3030441098
  • https://openalex.org/W4211181525
  • https://openalex.org/W4238000034
  • https://openalex.org/W4251055834