Dans une étude récente publiée dans Cancer Cell, les chercheurs ont combiné le séquençage microbien profond et la culture ciblée de bactéries avec in vitro évaluations pour étudier les caractéristiques de la tumeur et du microbiome intestinal qui ont un impact sur la chimioradiothérapie chez les patientes atteintes d’un cancer du col de l’utérus.
Étude: Les Lactobacillus iners résidant dans la tumeur confèrent une résistance aux chimioradiations grâce au recâblage métabolique induit par le lactate. Crédit d’image : Prrettty/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
La signalisation, le métabolisme et la prolifération des cellules cancéreuses et immunitaires peuvent tous être affectés par les métabolites actifs produits par le microbiote tumoral. Les tumeurs, en particulier celles des organes exempts de germes, possèdent des microbiomes distincts qui influencent la réponse au traitement et la survie des patients.
Alors que les microbes intestinaux influencent indirectement la réponse tumorale par le biais de voies immunologiques et métaboliques, les organismes bactériens résidant dans la tumeur influencent directement le développement de la tumeur, la fonction corporelle et la survie des patients.
En revanche, l’investigation mécanistique détaillée des microbes tumoraux reste une difficulté considérable pour la plupart des types de tumeurs.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié les voies potentielles des interactions directes cancer-microbiote au cours du traitement oncolytique des cancers du col de l’utérus en utilisant le séquençage en profondeur, des cultures bactériennes ciblées et le profilage immunologique.
Les chercheurs voulaient trouver et analyser le microbiote tumoral lié à la résistance au traitement chez les patientes atteintes d’un cancer du col de l’utérus subissant une chimioradiothérapie. Au total, 101 personnes atteintes d’un cancer du col de l’utérus localement avancé ont participé à l’étude, dont 96 ont fourni des échantillons avant de recevoir un traitement standard.
Les analyses effectuées comprenaient le séquençage de l’acide ribonucléique (ARN) ribosomal 16S (16S), le séquençage du répertoire des lymphocytes T (TCR), le séquençage du métagénome par fusil de chasse (SMS) et la métabolomique.
Les chercheurs ont utilisé les données de l’ARNr 16S pour effectuer une analyse discriminante linéaire de la taille de l’effet (LEfSe) sur 43 patients afin de déterminer les associations avec la réponse au traitement par chimioradiation. 58 patients supplémentaires ont été recrutés dans deux établissements pour valider l’association entre L. iners avec RFS.
Pour enquêter si Lactobacilles inersobtenus à partir de tumeurs malignes du col utérin, peuvent générer une résistance aux radiations sans réponse immunitaire, les chercheurs ont caractérisé les souches bactériennes des tumeurs avant de filtrer le surnageant acellulaire (CFS).
La lignée cellulaire (CaSki) de carcinome épidermoïde du col de l’utérus (HPV-16+) du papillomavirus humain 16 positif a été utilisée dans des tests de dilution en série.
L’équipe a généré des organoïdes dérivés de patients atteints de tumeur cervicale (PDO) avec une forme tridimensionnelle dense, des modèles d’immunofluorescence compatibles avec le CSCC et une sensibilité à la thérapie au cisplatine et aux rayonnements ionisants (IR).
La viabilité cellulaire a également été examinée dans les cellules Henrietta Lacks (HeLa) après une IR utilisant des cellules dérivées et non dérivées du cancer. L. crispatus. L. crispatus n’a pas induit de résistance au traitement.
Des écouvillons et des échantillons de cytobrosses de la tumeur cervicale ont été collectés à cinq moments différents : ligne de base, semaine 1,0, semaine 3,0, semaine 5,0 et suivi initial à la semaine 12 après le traitement. Des écouvillons tumoraux ont été utilisés pour obtenir de l’acide désoxyribonucléique (ADN) pour le séquençage du TCR.
Résultats
Lactobacilles iners a été détecté dans plus de 45 % des échantillons et était lié à la non-réponse à la chimiothérapie et à la radiothérapie (CRT). En revanche, Actinobactéries, Protéobactérieset Gammaprotéobactéries étaient associés à la réponse CRT.
L’augmentation de l’abondance de Lactobacillus iners a considérablement réduit la survie sans récidive (RFS, analyse multivariée Cox HR 5.8, ajustement en fonction de la diversité microbienne intestinale et du stade de la tumeur) ; et survie globale (SG, analyse multivariée, risque relatif de Cox, 13, ajustement en fonction du stade) chez les patients.
Un stade avancé, évalué à l’aide des critères 2009 de la Fédération internationale de gynécologie et d’obstétrique (FIGO), et une diversité microbienne intestinale plus faible ont réduit le RFS.
En raison du nombre limité d’événements OS, L. iners a montré des résultats significatifs dans les modèles ajustés pour l’uniformité et la diversité de la microflore intestinale créée. Hormis la diversité intestinale de Simpson et l’homogénéité de Pielou, aucun autre paramètre de composition tumorale ou intestinale n’a été significativement associé à Lactobacillus iners, RFS ou OS.
Un regroupement non supervisé a permis d’identifier deux clusters de L. iners+ associés à Gardnerella vaginalis ou Atopobium vaginale et un Prévotelle via le cluster L. iners associé. Dans les cellules tumorales du col utérin, L. iners a favorisé la chimiothérapie et la résistance aux radiations. AOP cultivées avec CC-L. Les iners CFS se sont développés et ont résisté de manière plus agressive que les groupes témoins.
L. iners le traitement a considérablement amélioré la viabilité des cellules HeLa, SiHa et CaSki à tous les niveaux d’irradiation. L. iners a modifié l’expression des gènes associés aux niveaux de signalisation du lactate et de lactate déshydrogénase (LDH), modifiant considérablement le comportement cellulaire.
L. iners était un producteur obligatoire de L-lactate et de tumeurs avec CC-L. iners+ ont été enrichis en L-lactate. Après le traitement par le CFS, des dommages à l’ADN ont été constatés dans les cellules cancéreuses du col de l’utérus avec CC-L. iners provoqué des modifications significatives de l’expression des gènes par rapport au NC-L. iners.
L. iners augmentation de l’activité métabolique de la tumeur en réponse au stress induit par les radiations. L. iners+ les tumeurs présentaient une glycolyse régulée positivement par rapport à L. iners– les tumeurs. Dérivé d’une tumeur Lactobacilles iners acquérir des gènes supplémentaires pour l’utilisation du lactose au cours de la carcinogenèse. CC-L. Les iners ont généré moins de foyers précoces que les NC-Lactobacilles inersmais les deux formaient plus de foyers initiaux que de témoins.
CC-L. Les iners ont également généré du glucose comme sous-produit, ce qui pourrait amener le complexe Cdk1/Cycline B à arrêter le point de contrôle de l’écart 2 (G2)/mitose (M) et à améliorer la survie de la tumeur après irradiation malgré les dommages à l’ADN. L. iners et des bactéries lactiques apparentées (LAB) ont été trouvées dans plusieurs formes de cancer, avec L. iners trouvé dans les cancers anal, vaginal, vulvaire, colorectal et du poumon, mais rarement dans le cancer du poumon non à petites cellules (NSCLC).
Dans les quatre tumeurs malignes, la présence bactérienne tumorale lacGDRA était fortement liée à une diminution du RFS. La survie était liée à la synthèse obligatoire de L- ou D-lactate par des LAB génétiquement identiques.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que L. inersune bactérie lactique, a été associée à une faible réponse tumorale à la chimioradiation et à une synthèse accrue de L-lactate dans les tumeurs, ce qui indique que L. iners pourrait être une cible thérapeutique prometteuse pour divers cancers.
Les micro-organismes pourraient modifier le métabolisme tumoral et les voies de signalisation du lactate, entraînant une résistance au traitement. La génération élevée de lactate de L. iners in vitro et les tumeurs après irradiation peuvent « amorcer » les cellules tumorales cervicales, amplifiant la boucle de rétroaction lactate produite par le stress oxydatif.
Compte tenu de sa grande commensalité avec les cancers du col de l’utérus et la niche cervico-vaginale, L. iners pourrait être utilisé pour administrer des médicaments anticancéreux spécifiques à la tumeur.
