Analysis of microbiota patterns linked to pancreatic cancer and their role in host inflammation, oxidative stress, and immune status

Abstract

ENG- Pancreatic cancer (PDAC) is becoming more common, especially in developed countries, due to risk factors like smoking and alcohol-related chronic pancreatitis (CP). Its hidden location often causes late-stage diagnosis, resulting in high mortality rates close to its incidence. Limited diagnostic tools mean research focuses on new biomarkers to enable earlier detection. Currently, diagnosis depends on imaging and biopsies, with CA19-9 antigen as the sole biomarker, though it lacks accuracy.

This doctoral thesis explores potential serological biomarkers linked to inflammation, oxidative stress, and intestinal permeability, as well as microbiome markers to aid PDAC and CP diagnosis and improve patient prognosis. Key findings include reduced superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities in PDAC and CP patients, respectively, and increased levels of the lipid peroxidation marker (MDA) in CP patients. However, large genetic cohort analyses suggested that oxidative stress related markers may not have potential for disease prevention. Yet, further research is encouraged to assess their viability as non-invasive tools for early diagnosis, particularly in pre-diagnostic CP populations. Microbiome analysis revealed a reduction in Lachnospiraceae and Oscillospiraceae in both diseases, and an increase in Enterobacteriaceae in PDAC. PDAC patients also showed an enrichment of Streptococcus in the oral microbiome and similarities between oral and intestinal microbiota, indicating potential bacterial translocation. Additionally, bacteriophages like CrAssphages, which interact with bacteria capable of causing DNA damage, could play a role in disease progression. This study underscores the importance of continued research into microbiome and serological biomarkers for better PDAC and CP diagnosis and management, focusing on the roles of bacteriophages, oxidative stress, and bacterial interactions

CAT- El càncer de pàncrees (PDAC) és cada cop més comú, especialment en països desenvolupats, a causa de factors de risc com el tabaquisme i la pancreatitis crònica (PC) relacionada amb l'alcohol. La seva localització amagada fa que es diagnostiqui sovint en fases avançades, donant lloc a una taxa de mortalitat gairebé tan alta com la seva incidència. Com que les eines de diagnòstic són limitades, la investigació es centra en nous biomarcadors per facilitar la detecció primerenca. Actualment, el diagnòstic es basa en imatges i biòpsies, i l’antígen CA19-9 és l’únic biomarcador disponible, tot i que té una precisió baixa.

Aquesta tesi doctoral explora potencials biomarcadors serològics relacionats amb inflamació, estrès oxidatiu i permeabilitat intestinal, així com marcadors microbians per facilitar el diagnòstic de PDAC i PC i millorar el pronòstic dels pacients. Les troballes principals inclouen una reducció de l'activitat del superòxid dismutasa (SOD) i el glutatió peroxidasa (GPx) en pacients amb PDAC i PC, respectivament, i un augment dels nivells del marcador de peroxidació lipídica (MDA) en pacients amb PC. No obstant, els anàlisis de grans cohorts genètiques suggereixen que els marcadors d'estrès oxidatiu no poden prevenir les malalties pancreàtiques. Tot i així es considera important seguir investigant per la seva utilització com a eines de diagnòstic precoç, especialment en poblacions d’alt risc de PC. L'anàlisi del microbioma va revelar una reducció de Lachnospiraceae i Oscillospiraceae en ambdues malalties, i un augment d'Enterobacteriaceae en PDAC. Els pacients amb PDAC també van mostrar un enriquiment de Streptococcus en el microbioma oral i similituds entre el microbioma oral i intestinal, indicant una possible translocació bacteriana. A més, els bacteriòfags com els CrAssphages, que interactuen amb bacteris capaços de causar danys a l'ADN, poden influir en la progressió de la malaltia. Aquest estudi subratlla la importància de continuar investigant els biomarcadors microbians i serològics per millorar el diagnòstic i la gestió del PDAC i el CP, centrant-se en els rols dels bacteriòfags, l'estrès oxidatiu i les interaccions bacterianes