Les bactéries intestinales ont un impact profond sur la santé en facilitant la digestion, en fournissant des nutriments et des métabolites et en travaillant avec le système immunitaire pour repousser les agents pathogènes. Certaines bactéries intestinales, cependant, ont été impliquées dans la progression des cancers de l’intestin et des organes associés.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université de Chicago montre que certaines bactéries commensales favorisent le développement de la leucémie causée par le virus de la leucémie murine (MuLV) en supprimant la réponse immunitaire anti-tumorale adaptative de l’animal. Lorsque le virus et les bactéries commensales sont présents chez la souris, trois gènes connus sous le nom de régulateurs immunitaires négatifs sont davantage exprimés, ou régulés à la hausse, ce qui à son tour atténue la réponse immunitaire qui, autrement, tuerait les cellules tumorales. Deux de ces trois régulateurs immunitaires négatifs sont également connus pour être des indicateurs de mauvais pronostic pour les humains atteints de certaines formes de cancer.
Ces deux régulateurs immunitaires négatifs ont été très bien documentés pour être des facteurs de mauvais pronostic dans certains cancers humains, mais personne ne savait pourquoi. En utilisant un modèle murin de leucémie, nous avons découvert que les bactéries contribuent à la régulation positive de ces régulateurs immunitaires négatifs, permettant aux tumeurs en développement d’échapper à la reconnaissance par le système immunitaire.
Tatyana Golovkina, PhD, professeur de microbiologie à UChicago et auteur principal de l’étude
Les résultats de la recherche, « Les bactéries commensales intestinales améliorent la pathogenèse d’un rétrovirus murin tumorigène », ont été publiés le 13 septembre dans Rapports de cellule.
On pense généralement que le cancer est le résultat de mutations spontanées qui provoquent une croissance et une multiplication incontrôlée des cellules, formant des tumeurs. En 1910, un pathologiste nommé Peyton Rous a prélevé un échantillon d’une tumeur cancéreuse chez un poulet et l’a injecté à un oiseau en bonne santé, qui a également développé un cancer. Sa découverte a été rejetée à l’époque, mais les chercheurs ont découvert plus tard que le cancer était transmis par un rétrovirus. Cette découverte a incité davantage de recherches et l’identification ultérieure de nombreux rétrovirus causant divers types de cancer.
Certains rétrovirus cancérigènes profitent des microbes intestinaux pour se propager et se répliquer. Par exemple, dans une étude de 2011, Golovkina et son équipe ont découvert qu’un virus qui provoque des tumeurs mammaires chez la souris dépend des bactéries intestinales, permettant au virus d’empêcher les réponses immunitaires de reconnaître et d’éliminer les cellules infectées. Ainsi, les microbes aident le virus à se répliquer et, par conséquent, les tumeurs se développent.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont voulu voir si les bactéries commensales affectaient le développement d’un cancer induit par un virus d’une autre manière en plus d’aider à sa réplication. Ils ont utilisé des souris sans germes (GF) qui avaient été élevées dans une installation spéciale afin qu’elles n’aient pas de microbes, et des souris exemptes d’agents pathogènes spécifiques (SPF) qui n’ont pas de microbes pathogènes qui pourraient causer des maladies mais qui ont des microbes commensaux communs, y compris les bactéries qui peuplent normalement l’intestin. Les souris GF et SPF ont toutes deux été infectées par le virus de la leucémie murine (MuLV). Alors que le virus infectait et se répliquait aussi bien chez les deux types de souris, seules les souris SPF développaient des tumeurs à haute fréquence.
Les cellules cancéreuses d’origine virale expriment toutes des antigènes viraux, ou des molécules qui les marquent comme étrangères à l’hôte et en font les cibles de l’attaque immunitaire. Pour que les cellules tumorales d’origine virale continuent à se répliquer, elles doivent être protégées des attaques du système immunitaire. L’équipe de Golovkina a donc recherché un mécanisme d’évasion immunitaire dépendant des microbes qui permettait aux cellules cancéreuses d’origine virale de survivre chez l’hôte.
L’équipe a réalisé une série d’expériences avec des souris immunodéficientes spécialement conçues, de sorte qu’elles ne disposaient pas du système immunitaire adaptatif. Dans le cadre sans germes, ces souris ont développé des tumeurs lorsqu’elles étaient exposées au virus avec la même fréquence que les souris SPF immunosuffisantes avec un système immunitaire intact. Ainsi, la réponse immunitaire anti-tumorale était contrecarrée par des micro-organismes, qui ont ensuite été identifiés comme des bactéries commensales.
Les chercheurs ont ensuite découvert que les bactéries commensales induisaient trois gènes appelés régulateurs immunitaires négatifs chez les souris infectées. Ces gènes agissent normalement pour arrêter le système immunitaire après qu’il ait traité un agent pathogène, mais dans ce cas, ils ont retenu une réponse immunitaire dirigée contre les cellules cancéreuses. Deux des trois régulateurs immunitaires négatifs régulés positivement ;Serpinb9b et Rnf128– ;sont également connus pour être des indicateurs de mauvais pronostic pour les humains atteints de certains cancers spontanés. Toutes les bactéries commensales n’avaient pas de propriétés favorisant les tumeurs, donc Golovkina et son équipe poursuivent leurs recherches sur les raisons pour lesquelles cette capacité de suppression immunitaire n’entre en jeu que lorsque le virus et les bactéries sont présents.
« Maintenant, nous devons comprendre ce qui est si spécial dans les bactéries qui ont ces propriétés », a-t-elle déclaré.
