Caratterizzazione funzionale di Fusobacterium nucleatum ed il microbiota a lui associato nel cancro colorettale

Colorectal cancer (CRC) represents a major global health challenge, with emerging evidence linking alterations in the gut microbiota to its pathogenesis. In particular, Fusobacterium nucleatum and its associated microbial community—herein defined as the “Fuso cluster”—have been implicated in promoting inflammation and tumor progression. This study aims to functionally characterize F. nucleatum and its related bacteria to better understand their role in CRC development and recurrence. The work is divided into three experimental components. First, we optimized an antibiotic-based isolation protocol to selectively enrich F. nucleatum and co-occurring bacteria from biological samples, identifying a concentration of agents that permits bacterial growth while suppressing non-target organisms. Second, we optimized protocols for extracting bacterial DNA from human low biomass samples and formalin-fixed paraffin-embedded tumor biopsies, overcoming the challenges associated with low-biomass specimens. Third, we evaluated the specificity and efficiency of primers used in real-time quantitative PCR assays to ensure reliable cross-detection of targets within the Fuso cluster. Our results indicate that the optimized antibiotic regimen effectively facilitates the isolation of our target bacteria, while refined extraction procedures significantly improve the yield and purity of bacterial DNA. Additionally, careful primer selection is critical to avoid non-specific amplification. Collectively, these findings establish a robust methodological framework for the functional analysis of F. nucleatum and its microbiota in CRC, ultimately providing new avenues for patient stratification and targeted therapeutic interventions.

Il cancro del colon-retto (CRC) rappresenta una delle principali sfide sanitarie a livello mondiale, con prove emergenti che collegano le alterazioni del microbiota intestinale alla sua patogenesi. In particolare, il Fusobacterium nucleatum e la comunità microbica ad esso associata, qui definita come “Fuso cluster”, sono stati implicati nella promozione dell'infiammazione e nella progressione del tumore. Questo studio mira a caratterizzare funzionalmente il F. nucleatum e i batteri ad esso correlati per comprendere meglio il loro ruolo nello sviluppo e nella recidiva del CRC. Il lavoro è suddiviso in tre componenti sperimentali. In primo luogo, abbiamo ottimizzato un protocollo di isolamento basato sugli antibiotici per arricchire selettivamente F. nucleatum e i batteri concomitanti dai campioni biologici, identificando una concentrazione di agenti che consente la crescita batterica sopprimendo al contempo gli organismi non bersaglio. In secondo luogo, abbiamo ottimizzato i protocolli per l'estrazione del DNA batterico da campioni umani a bassa biomassa e da biopsie tumorali fissate in formalina e incluse in paraffina, superando le sfide associate ai campioni a bassa biomassa. In terzo luogo, abbiamo valutato la specificità e l'efficienza dei primer utilizzati nei test di PCR quantitativa in tempo reale per garantire un rilevamento incrociato affidabile dei target all'interno del Fuso cluster. I nostri risultati indicano che il regime antibiotico ottimizzato facilita efficacemente l'isolamento dei nostri batteri target, mentre le procedure di estrazione perfezionate migliorano significativamente la resa e la purezza del DNA batterico. Inoltre, un'attenta selezione dei primer è fondamentale per evitare un'amplificazione non specifica. Nel complesso, questi risultati stabiliscono un solido quadro metodologico per l'analisi funzionale di F. nucleatum e del suo microbiota nel carcinoma del colon-retto, fornendo in ultima analisi nuove strade per la stratificazione dei pazienti e interventi terapeutici mirati.