Les chercheurs de Virginia Tech du Département de génie biomédical et de mécanique et du Département de biochimie ont découvert une caractéristique d’une bactérie buccale commune qui se déplace vers les tumeurs cancéreuses du pancréas, ce qui pourrait aider à guider les futures interventions thérapeutiques pour le traitement. La bactérie, Fusobactérie nuclééepeuvent jouer un rôle clé dans l’agressivité avec laquelle le cancer se développe et se déplace dans tout le corps.
Le cancer du pancréas est la troisième cause de décès par cancer aux États-Unis. Une forme particulièrement agressive de cancer du pancréas, l’adénocarcinome canalaire pancréatique, a une espérance de survie inférieure à six mois.
Plusieurs caractéristiques rendent la maladie difficile à traiter, notamment sa capacité à supprimer le système immunitaire et sa localisation et sa structure complexes, qui compliquent la chirurgie et l’administration de la chimiothérapie.
Scott Verbridge, professeur agrégé en génie biomédical et mécanique, et Barath Udayasuryan Ph.D. ’22, un ancien élève de la Virginia Tech-Wake Forest University School of Biomedical Engineering and Sciences, a mené des recherches sur une bactérie trouvée dans les tumeurs cancéreuses du pancréas, entre autres types. Plus particulièrement, ils ont découvert des façons dont la bactérie peut avoir un impact direct sur la progression du cancer et la résistance aux traitements de chimiothérapie.
Ces résultats sont présentés dans le numéro du 18 octobre de Signalisation scientifique.
Daniel J. Slade, professeur agrégé de biochimie et grand expert des microbes dans le cancer et de leurs interactions biochimiques avec le microenvironnement de la tumeur, a également collaboré avec Verbridge et Udayasuryan.
Le Laboratoire d’écologie intégrative des tumeurs de Verbridge collabore avec l’équipe de Slade depuis des années sur la recherche sur le cancer. Ensemble, ils ont fait des découvertes sur le rôle d’un microbe spécifique, F. nucleatumdans la conduite de la migration des cellules cancéreuses, en particulier dans le cancer colorectal.
Parce que ce microbe est une bactérie buccale courante, il a souvent été étudié en relation avec des maladies de la bouche telles que la parodontite et la gingivite. Mais on savait peu de choses sur la façon dont le microbe se déplace et s’adapte à la vie dans les microenvironnements tumoraux, augmentant ainsi l’agressivité des tumeurs cancéreuses. D’autres recherches sur le cancer avaient vérifié la présence du microbe dans le cancer du pancréas, amenant Verbridge et son équipe à se demander si cette bactérie pourrait également activer la migration tumorale dans le pancréas.
« Le microbiome tumoral peut affecter la progression du cancer, notre objectif est donc de mieux comprendre le rôle de ces bactéries dans le cancer », a déclaré Udayasuryan, qui a été nommé étudiant au doctorat exceptionnel de la Virginia Tech Graduate School en 2022. « Ce n’est qu’au début de 2022 que le microbiome tumoral a été clairement reconnu comme une caractéristique du cancer. La biologie du cancer et la biologie des infections étaient généralement considérées comme des domaines d’étude disparates, mais la récente fusion des deux domaines révèle des informations fondamentales sur la progression du cancer. à l’avant-garde de ce paradigme émergent, et nous sommes à la pointe de la recherche, examinant des choses que personne n’avait auparavant. »
Lors de la première analyse de la migration des cellules cancéreuses pancréatiques infectées, les chercheurs se sont heurtés à un obstacle inattendu : ils ont découvert que le nombre de cellules migrées était difficile à quantifier, car le total semblait dépasser considérablement la population de cellules qu’ils s’attendaient à trouver dans le système. . En utilisant des modèles in vitro de tumeur sur puce, Verbridge et son équipe ont confirmé que ce microbe peut se lier et envahir les cellules cancéreuses du pancréas, qui sécrètent alors des molécules qui stimulent la croissance accélérée des cellules cancéreuses. Cette découverte a expliqué pourquoi l’équipe voyait tellement plus de cellules dans ses expériences qu’elle ne s’y attendait. Elle leur a également permis d’identifier une augmentation de la migration des cellules infectées.
Dans une autre découverte critique, ils ont découvert que le microbe peut infecter des cellules de tissu pancréatique normales non tumorales. Lorsqu’une cellule normale était infectée dans leurs expériences, elle continuait à se développer normalement ; cependant, sa présence a stimulé la croissance et la propagation plus rapides des cellules cancéreuses voisines.
Cette nouvelle idée élargit les idées actuelles sur les cellules non cancéreuses dans et autour des cellules tumorales et sur la façon dont le cancer se propage de manière si agressive. Toute cellule infectée par le microbe pourrait potentiellement être plus sensible à la croissance cancéreuse à un moment ultérieur, ou encore plus sujette aux métastases, c’est ainsi que la plupart des cancers finissent par tuer leurs hôtes.
Dotés de la compréhension de la façon dont les bactéries présentes dans les tumeurs affectent la croissance et la propagation du cancer, les scientifiques pourraient concevoir des traitements de chimiothérapie ou d’immunothérapie plus efficaces. Ces résultats peuvent également aider au développement d’outils de diagnostic et de pronostic pour aider à détecter le cancer plus tôt.
Alors que nous avons montré que F. nucleatum est capable de conduire la prolifération et la migration des cellules cancéreuses pancréatiques, nous ne savons pas encore dans quelle mesure ces résultats se traduisent par des systèmes vivants ou des patients humains. Ces prochaines étapes seront des travaux futurs importants, qui pourraient finalement nous apprendre si ces connaissances pourraient ou non conduire à des thérapies plus efficaces adaptées aux composants du microbiome d’un patient. »
Scott Verbridge, professeur agrégé en génie biomédical et mécanique
« Les interactions hôte-microbiome sont complexes, car de nombreux résidents bactériens soutiennent en fait la santé humaine et il a été démontré qu’ils améliorent l’efficacité des traitements contre le cancer », a déclaré Verbridge, qui a remporté un prix du doyen de l’ingénierie pour la recherche en 2020. « Cela rend ma recherche très complexe. et significative », a déclaré Verbridge. « Il y a encore beaucoup de questions, et dans la recherche de réponses, nous devons faire attention à la façon dont nous essayons potentiellement d’éliminer les bogues nuisibles qui peuvent partager des similitudes avec leurs parents plus utiles. »
