Même si le cancer reste l’une des principales causes de décès dans le monde, la thérapie anticancéreuse à base de bactéries présente une option thérapeutique passionnante et innovante. En raison de leur capacité à pénétrer la barrière stromale rigide, les bactéries peuvent naturellement cibler les tumeurs solides et offrir une pénétration intratumorale. Cependant, avant que ces bactéries puissent être utilisées dans des traitements médicaux, plusieurs facteurs importants doivent être pris en compte. Les bactéries destinées aux essais cliniques doivent être affaiblies ou « atténuées » pour garantir leur utilisation sûre chez les animaux et les humains. De plus, une procédure de fabrication simple est nécessaire pour produire des bactéries anticancéreuses sûres et efficaces. Cela nécessite le développement d’une méthode de culture optimale des bactéries.
Maintenant, dans une étude publiée en ligne dans le Journal de génie chimiquedes chercheurs du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), dirigés par le professeur Eijiro Miyako et dont Mikako Miyahara, en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Tsukuba, au Japon, ont développé une nouvelle méthode pour cultiver des bactéries antitumorales à l'aide d'échafaudages hautement poreux. . Cette approche innovante a non seulement amélioré les propriétés anticancéreuses de la bactérie, mais a également amélioré sa sécurité lors des tests sur les animaux.
Auparavant, l'équipe de recherche avait isolé un groupe de bactéries, appelées A-gyo et UN-gyo, à partir de tumeurs chez la souris. A-gyo fait référence à la bactérie Proteus mirabilis et UN-gyo à la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris. Ces bactéries habitent dans les cellules tumorales, interagissent avec elles et influencent potentiellement la croissance tumorale et la réponse au traitement. Ensemble, ils forment le « consortium bactérien AUN », qui s'avère très prometteur en tant qu'outil puissant de détection du cancer en raison de sa capacité à cibler efficacement les tumeurs et de sa sécurité. Cependant, trouver la meilleure façon de cultiver ces bactéries était un défi.
Pour relever les défis liés à la culture de l’AUN, les chercheurs ont exploré l’utilisation d’échafaudages spécialement conçus. Ils ont préparé l'échafaudage microporeux à l'aide d'une substance biocompatible appelée polydiméthylsiloxane (PDMS), combinée à du dioxyde de titane (TiO2). L'ajout de TiO2 a contribué à créer un équilibre dans lequel les bactéries pouvaient cibler efficacement les tumeurs tout en étant suffisamment contrôlées pour éviter une croissance bactérienne trop agressive conduisant à des infections ou à des réponses immunitaires involontaires. Ces échafaudages poreux ont considérablement renforcé les propriétés anticancéreuses des bactéries, les rendant ainsi plus efficaces.
Une fois que les chercheurs ont préparé le PDMS-TiO2 composite, ils ont cultivé des bactéries AUN avec des blocs de l'échafaudage tout en exposant l'ensemble de l'installation à la lumière. Ils ont découvert que lorsqu'il est exposé à la lumière, le TiO2 dans l'échafaudage a efficacement atténué les bactéries en produisant des molécules toxiques appelées espèces réactives de l'oxygène (ROS), contribuant ainsi à garantir la sécurité pendant le traitement.
Ensuite, ils ont évalué l’efficacité anticancéreuse de l’AUN. Étonnamment, les chercheurs ont découvert que l’AUN cultivée avec l’échafaudage présentait une capacité accrue à tuer différents types de cellules tumorales. Lorsqu'il a été testé sur des souris atteintes d'un cancer du sein, le traitement avec la bactérie AUN atténuée a entraîné une amélioration des taux de survie. Une activité anticancéreuse accrue a été observée chez des souris atteintes d’un cancer du sein résistant aux médicaments.
Nous avons découvert que la forte réponse anticancéreuse était due aux propriétés oncolytiques (tuant le cancer) de l'AUN lui-même, avec l'aide de diverses cellules immunitaires activées telles que les cellules T, les cellules NK et les macrophages dans le microenvironnement tumoral.
Mikako Miyahara, doctorant au JAIST et auteur principal de l'étude
L'étude a également confirmé que l'AUN cultivé avec des échafaudages pouvait être administré en toute sécurité non seulement aux souris, mais également aux chiens.
L'amélioration de la sécurité et de l'efficacité de cette méthode simple rapproche l'AUN de son utilisation généralisée dans le traitement du cancer, et les auteurs de l'étude s'attendent à ce que cette technologie soit disponible pour des essais cliniques au cours des 10 prochaines années.
« Notre découverte de la façon dont les échafaudages poreux influencent les activités bactériennes de l'AUN aidera à concevoir un matériau d'échafaudage artificiel pour un traitement efficace contre les cancers résistants aux médicaments. » explique le professeur Miyako. En résumé, cette étude historique jette les bases de la future commercialisation et de l’utilisation clinique de l’AUN, apportant un nouvel espoir aux patients touchés par divers types de cancer.
