Le mélange spécifique de bactéries vivant dans l'intestin d'une personne peut prédire les risques de récidive du mélanome après une intervention chirurgicale et une immunothérapie, qui aide les cellules immunitaires à cibler les cellules cancéreuses. C’est ce que révèle une nouvelle étude menée par des chercheurs de NYU Langone Health et de son Perlmutter Cancer Center.
Des études antérieures ont montré que 25 à 40 % des patients atteints de mélanome voient leur cancer récidiver malgré ces deux approches standards, mais prédire quels patients verront leur cancer récidiver reste un défi.
Publication en ligne le 17 avril dans la revue Cellulel'étude portant sur 674 patients inscrits dans un essai clinique mondial a révélé que les différences dans la quantité de groupes bactériens clés (taxons) présents dans l'intestin prédisaient la récidive du cancer avec une précision allant jusqu'à 94 % lorsque les patients étaient analysés d'une nouvelle manière. Les taxons les plus associés aux changements dans le risque de récidive étaient Eubactérie, Ruminococcus, Firmicuteset Clostridium.
« Notre étude a identifié pour la première fois des types de bactéries intestinales pouvant servir de marqueurs d'un risque accru de récidive chez ces patients spécifiques, ce qui aidera à adapter le traitement », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Jiyoung Ahn, PhD, professeur au Département de santé de la population à la NYU Grossman School of Medicine et directeur associé de la recherche démographique au Perlmutter Cancer Center de NYU Langone.
Les résultats actuels tournent autour du microbiome intestinal, la communauté de milliards de bactéries qui vivent dans le tube digestif humain. Là, ils entraînent le système immunitaire à distinguer les bactéries dangereuses, qui doivent être attaquées, des bactéries qui aident les humains à digérer les aliments, qui doivent être tolérées. Des études antérieures ont montré que les taxons étudiés interagissent avec les cellules immunitaires (par exemple, les cellules tueuses naturelles, les lymphocytes T) de manière à modifier la réponse d'un patient aux immunothérapies. Ces bactéries peuvent également affecter l’approvisionnement en sucre, qui sert de carburant à la croissance des cellules cancéreuses.
La géographie compte
La nouvelle étude a analysé les espèces bactériennes intestinales issues d'un essai clinique international appelé CheckMate 915. Les chercheurs ont analysé les bactéries dans des échantillons de selles provenant de patients atteints de mélanome dont les tumeurs ont été enlevées chirurgicalement. Les patients de cinq régions géographiques (par exemple, Amérique du Nord, Europe de l'Est, Europe de l'Ouest, Australie et reste du monde) ont ensuite reçu soit une combinaison d'immunothérapies, nivolumab et ipilimumab, soit du nivolumab seul.
L’équipe de recherche a découvert que le microbiome intestinal est un puissant prédicteur de récidive du mélanome, mais avec une particularité. Les marqueurs bactériens qui signalent le plus précisément le risque de récidive variaient en fonction du lieu de résidence du patient.
En faisant d'abord correspondre les patients en fonction de la similarité globale de leurs microbiomes intestinaux, quel que soit l'endroit où ils vivaient, l'équipe de recherche a ensuite pu trouver des « empreintes digitales » bactériennes qui prédisent avec précision la récidive du cancer dans chaque région. En lisant la séquence ou l'ordre des éléments constitutifs de l'ADN dans toutes les espèces bactériennes présentes dans les intestins des patients, les chercheurs ont créé une liste des espèces présentes ou non lors de la récidive du mélanome.
En utilisant une mesure standard de similarité microbienne, l’équipe a découvert qu’une signature dérivée de patients nord-américains, par exemple, pouvait prédire avec précision la récidive chez des patients d’autres régions du monde, mais seulement si ces patients avaient une empreinte digitale similaire. Les niveaux de ces marqueurs permettent de prédire la récidive du cancer avec une précision comprise entre 83 et 94 pour cent, selon la région géographique.
« Les études antérieures ont connu des difficultés car les bactéries intestinales qui prédisent le succès du traitement semblaient changer d'une région à l'autre », a déclaré Ahn. « Notre étude propose une nouvelle méthode qui surmonte cet obstacle, démontrant que ces marqueurs sont effectivement généralisables si l'on tient compte du microbiome sous-jacent de la personne. »
Enfin, l’équipe de recherche a également constaté que le microbiome intestinal restait remarquablement stable chez les patients au cours de leur immunothérapie d’un an.
« Cela signifie qu'un seul test microbiologique avant traitement pourrait fournir une prévision fiable du risque d'un patient », a déclaré l'auteur de l'étude Richard Hayes, DDS, MPH, PhD, professeur au Département de santé de la population à NYU Langone.
La prochaine étape consiste à valider cette approche d’appariement dans d’autres cancers et à créer les diverses bases de données nécessaires pour rendre cette approche cliniquement réalisable. À l’avenir, nous envisageons d’analyser le microbiome d’un patient avant le traitement, de le comparer à une base de données mondiale et de fournir un pronostic fiable qui guide le traitement dès le début. »
Richard Hayes, Département de santé de la population, École de médecine NYU Grossman
Outre Ahn et Hayes, les auteurs de l'étude de NYU Langone Health étaient Mykhaylo Usyk, Huilin Li, Iman Osman et feu Jeffrey Weber. Les auteurs étaient également Rob Knight et Antonio Gonzalez des départements de pédiatrie, d'informatique et d'ingénierie et de bio-ingénierie de l'Université de Californie à San Diego.
