Deux nouvelles études menées par des chercheurs du Fred Hutchinson Cancer Center à Seattle révèlent comment les bactéries infiltrent les tumeurs et pourraient aider les tumeurs à progresser et à se propager. L’équipe de recherche a également montré que les différents acteurs microbiens du microbiome d’une tumeur pouvaient influencer la réponse d’un cancer au traitement.
Les résultats suggèrent également un lien entre la santé bucco-dentaire et le cancer, car les microbes dans la bouche sont associés à des cancers ailleurs dans le corps.
Les deux articles – l’un publié le 15 novembre dans Rapports de cellule et l’autre publié le 16 novembre dans La nature – focus sur une bactérie buccale appelée Fusobactérie nuclééequi a été lié au cancer colorectal.
Les tumeurs ont souvent de l’aide dans leurs efforts pour survivre et se développer. Les cellules non cancéreuses autour d’une tumeur peuvent l’aider à éviter les attaques du système immunitaire, à résister aux thérapies qui les ciblent et à lui permettre de se propager à d’autres parties du corps. Les chercheurs découvrent maintenant que certains de ces voisins utiles ne sont même pas des cellules humaines – ; ce sont des bactéries.
« Ce que nous montrons, c’est qu’il y a des régions de la tumeur qui sont fortement colonisées par des bactéries – ; des régions de micro-niche – ; et elles diffèrent fonctionnellement des régions qui n’hébergent pas de bactéries.un« , a déclaré Susan Bullman, Ph.D., chercheuse sur le microbiome du cancer Fred Hutch et co-responsable de l’étude, se référant aux travaux décrits dans l’étude Nature. « Et ces régions riches en bactéries ont un potentiel métastatique accru. »
Bullman et son collaborateur, le microbiologiste moléculaire Fred Hutch Christopher D. Johnston, PhD, ont combiné des observations de tumeurs avec des expériences en laboratoire et des criblages de médicaments à petites molécules pour montrer que F. nucleatum peut façonner les conditions des tumeurs pour les protéger des attaques immunitaires et les aider à se propager dans le corps. Ils ont découvert que certaines thérapies anticancéreuses pouvaient fonctionner parce qu’elles ne ciblaient pas seulement les cellules tumorales, mais aussi les bactéries qui les aidaient.
L’équipe de recherche, qui comprend le premier auteur Jorge Galeano Niño, chercheur postdoctoral à Fred Hutch, a également découvert que d’autres microbes – ; y compris la punaise intestinale Escherichia coli, ou E. coli -; peut rendre inefficace un médicament antimicrobicide et chimiothérapeutique, ce qui pourrait protéger à la fois la tumeur et F. nucleatum du traitement. Ces découvertes pourraient aider les chercheurs à développer de nouvelles stratégies pour traiter ou cibler le cancer en s’attaquant à son microbiome.
Ce travail se situe à l’intersection de la recherche sur le cancer et le microbiome. Il existe des données émergentes convaincantes suggérant que presque tous les principaux types de cancer abritent un microbiote intra-tumoral. »
Susan Bullman, PhD, chercheur sur le microbiome du cancer Fred Hutch
Une association avec des bactéries peut sembler logique dans le cancer colorectal, mais les tumeurs du sein, du pancréas et du poumon font partie des autres cancers qui abritent des communautés microbiennes, et des études montrent que les microbiomes tumoraux peuvent façonner le développement, la progression et la réponse au traitement.
En adaptant une technologie de pointe qui permet aux chercheurs de détecter où les gènes sont activés et désactivés dans des tranches de tissu tumoral – la transcriptomique spatiale – l’équipe a découvert qu’une gamme d’espèces bactériennes vivaient dans les cancers oraux et colorectaux, mais qu’elles ne se propageaient pas uniformément.
« Nous avons observé des points chauds bactériens, ou micro-niches, ce qui a soulevé un certain nombre de questions sur la façon dont ils se sont formés et pourraient avoir un impact sur la biologie du cancer », a déclaré Johnston.
Les régions colonisées par des bactéries étaient hautement immunosuppressives et avaient moins de lymphocytes T anticancéreux que les autres régions. Les zones qui avaient des lymphocytes T à proximité des bactéries présentaient également une régulation à la hausse des protéines de point de contrôle immunitaire, qui limitent les effets anticancéreux des lymphocytes T. Plusieurs inhibiteurs de point de contrôle sont approuvés pour une utilisation dans le cancer colorectal, et cette étude peut aider à expliquer comment le microbiote d’un patient pourrait influencer si son cancer répond à un inhibiteur de point de contrôle.
Résultats spécifiques des études :
- Les régions avec des bactéries étaient plus susceptibles d’être nécrotiques – mourantes – avec moins de cellules en division. Ironiquement, selon d’autres recherches, cela peut être associé à des métastases car les cellules se détachent et se déplacent vers des sites distants du corps.
- En laboratoire, les chercheurs ont cultivé des sphéroïdes du cancer colorectal, qui sont des cellules tumorales cultivées en grappes 3D, avec des cellules immunitaires appelées neutrophiles, qui réduisent la migration et l’invasion des lymphocytes T. Les neutrophiles se propagent à travers des sphéroïdes sans bactéries. Mais chez ceux qui avaient des bactéries, les neutrophiles ont migré vers le centre du sphéroïde et se sont retrouvés piégés – une découverte qui pourrait expliquer pourquoi il y a peu de lymphocytes T dans les régions colonisées par des bactéries.
- Les cellules tumorales dans les sphéroïdes se déplaçaient différemment lorsque des bactéries étaient présentes. Au lieu de se déplacer en masse en tant que groupe, les cellules épithéliales cancéreuses ont migré en tant que cellules individuelles, entraînant des bactéries avec elles. Ceci est cohérent avec les travaux antérieurs de Bullman montrant que F. nucleatum fait souvent de l’auto-stop avec des métastases de cancer colorectal.
- Les cellules tumorales infectées par des bactéries ont multiplié les gènes associés à la progression du cancer et aux métastases. Dans des échantillons de tumeurs buccales, les chercheurs ont constaté que les bactéries infectaient préférentiellement les cellules épithéliales cancéreuses et les cellules immunitaires spécifiques dans les tumeurs des patients. Les cellules tumorales infectées présentaient une signalisation accrue des dommages à l’ADN, une caractéristique du cancer. Ces découvertes soutiennent les bactéries ayant un rôle direct dans la formation de ces régions de micro-niche, ont déclaré les chercheurs.
- Certains médicaments anticancéreux peuvent être efficaces car ce sont aussi des antimicrobiens qui ciblent les bactéries favorisant le développement des tumeurs. La bactérie promotrice du cancer F. nucleatum est très sensible à un médicament de chimiothérapie courant appelé 5-fluorouracile ou 5-FU, mais les chercheurs ont découvert que E. coli les bactéries protégeaient les cellules cancéreuses colorectales du 5-FU. E. coli a apparemment un moyen de métaboliser le médicament et de minimiser son exposition aux cellules cancéreuses ou à d’autres bactéries. « Les résultats montrent que les microbes intra-tumoraux ne sont pas des spectateurs innocents pendant la progression de la maladie et suggèrent que le microbiote doit être pris en considération lors de la réflexion sur les traitements optimaux contre le cancer », a déclaré Johnston.
En lien avec ces études, les chercheurs étudient les liens possibles entre la santé bucco-dentaire et le risque de cancer.
« Il y a une tendance émergente de microbes qui sont traditionnellement associés à la maladie inflammatoire buccale en association avec des cancers extra-oraux et gastro-intestinaux – ; ce qui met en évidence la cavité buccale comme un terrain fertile pour les onco-microbes pathogènes », a déclaré Johnston.
En plus de permettre aux agents pathogènes de se propager à de nouvelles zones du corps, il est possible que l’inflammation de la bouche, sous forme de maladie parodontale ou endodontique, sélectionne et encourage la prolifération de bactéries plus spécialisées dans la croissance dans des conditions défavorables. conditions et capables d’échapper aux attaques immunitaires, a-t-il déclaré.
L’équipe de recherche continuera d’explorer la possibilité de rendre les tumeurs plus sensibles à l’immunothérapie ou à la chimiothérapie en manipulant le microbiome, et ils cherchent à concevoir des thérapies modulatrices du microbiome qui préviendront et traiteront le cancer et arrêteront sa propagation. Montrant que les microbes se regroupent dans les zones difficiles à atteindre des tumeurs, ils ont déjà clarifié certains des obstacles qu’ils devront surmonter pour développer ces nouvelles approches.
« Cette approche holistique pour évaluer le microenvironnement tumoral, qui est un écosystème multi-espèces, fera progresser notre compréhension de la biologie du cancer, et je crois qu’elle révélera de nouvelles vulnérabilités thérapeutiques dans le cancer », a déclaré Bullman.
