Les microbes jouent un rôle clé dans le développement du cancer

À tout moment, plus de 10 000 milliards de microbes vivent dans nos intestins. De la dégradation des nutriments contenus dans nos aliments au renforcement de notre immunité contre les agents pathogènes, ces microbes jouent un rôle essentiel dans la façon dont nous interagissons avec le monde. Cela inclut, comme le montre une nouvelle étude menée par des chercheurs et collaborateurs de l’EMBL de l’Université de Split en Croatie, la façon dont le corps réagit aux agents cancérigènes et développe un cancer.

Les cancérogènes sont des produits chimiques qui peuvent transformer des cellules normales en cellules cancéreuses, provoquant des tumeurs et des cancers. On les trouve dans de nombreux endroits, la fumée de tabac étant l’une des sources les plus connues. Les chercheurs ont déjà découvert que les souris exposées à la nitrosamine BBN, l’un des produits chimiques présents dans la fumée de tabac, développaient de manière fiable une forme agressive de cancer de la vessie. Ceci est donc utilisé comme modèle de laboratoire courant pour le cancer induit par des cancérogènes.

Le laboratoire de Janoš Terzić de l’Université de Split, en Croatie, étudiait ce modèle lorsqu’ils ont fait une étrange observation. Lorsque les souris recevaient des antibiotiques à une dose qui tuait 99,9 % de leurs bactéries intestinales tout en étant exposées au BBN, elles étaient beaucoup moins susceptibles de former des tumeurs.

« Alors que 90 % des souris exposées au BBN ont développé des tumeurs de la vessie, ce n’était le cas que chez 10 % des souris ayant également reçu des antibiotiques. Cela nous a amené à émettre l’hypothèse que les bactéries intestinales pourraient être impliquées dans la régulation du traitement du BBN dans l’organisme », a déclaré Blanka Roje, co-premier auteur de l’étude et doctorante au Laboratoire de recherche sur le cancer de la Faculté de médecine de l’Université de Split en Croatie. “Je n’oublierai jamais de voir des bandes BBN et BCPN sur des plaques de chromatographie sur couche mince après une nuit d’incubation des bactéries et du BBN.”

La baisse de l’incidence des tumeurs a été si spectaculaire que j’ai d’abord douté des résultats et pensé que nous avions commis une erreur quelque part dans l’expérience. Par conséquent, nous avons répété l’expérience cinq fois avant de finalement devenir « croyants ». C’était fantastique de réaliser qu’avec un traitement – ​​en l’occurrence des antibiotiques – nous pouvions empêcher le cancer de se développer.

Janoš Terzić, Université de Split

Alors qu’il assistait à une conférence à l’EMBL Heidelberg, Terzić a rencontré Michael Zimmermann, chef de groupe à l’EMBL Heidelberg. Le groupe Zimmermann est spécialisé dans l’utilisation de méthodes à haut débit pour examiner les intestins Microbiote Fonctions qui se concentrent principalement sur un processus appelé biotransformation. La biotransformation est la capacité des micro-organismes à modifier ou à décomposer les produits chimiques présents dans leur environnement.

La première rencontre s’est transformée en une collaboration fructueuse. Les deux groupes ont décidé de combiner leur expertise pour comprendre si et comment les bactéries intestinales influencent la réponse des souris au cancérigène. En utilisant diverses méthodes de biologie microbiologique et moléculaire, les chercheurs ont découvert que les bactéries vivant dans l’intestin de la souris peuvent convertir le BBN en BCPN. Comme le BBN, le BCPN appartient à une classe de composés appelés nitrosamines. Cependant, l’équipe a découvert que, contrairement au BBN, le BCPN se concentre dans la vessie et déclenche la formation de tumeurs d’une manière dépendante du microbiome.

Ensuite, les chercheurs ont examiné plus de 500 bactéries isolées et cultivées pour identifier les espèces bactériennes spécifiques impliquées dans la conversion du BBN en BCPN. “Nous avons trouvé 12 espèces capables d’effectuer cette biotransformation cancérigène”, a déclaré Boyao Zhang, co-premier auteur de l’étude et ancien étudiant diplômé du groupe Zimmermann. « Nous les avons séquencés et avons été surpris de constater que bon nombre de ces espèces étaient associées à la peau et se produisaient à des fréquences relativement basses dans l’intestin. Nous avons émis l’hypothèse que cela pourrait entraîner un transfert temporaire de ces bactéries de la peau vers l’intestin. Mais il était important de savoir si ces résultats s’appliqueraient également aux humains.

Après ces premières études sur des souris, les scientifiques ont utilisé des échantillons de selles humaines pour montrer que les bactéries intestinales humaines peuvent également convertir le BBN en BCPN. Comme preuve de concept, ils ont montré qu’ils pouvaient également convertir le BBN en BCPN si des selles humaines étaient transplantées dans l’intestin d’une souris qui ne possédait pas son propre microbiome intestinal.

Cependant, les chercheurs ont également observé de grandes différences individuelles dans la capacité du microbiome intestinal humain à métaboliser le BBN, ainsi que dans les espèces bactériennes impliquées dans la biotransformation. “Nous pensons que cela jette les bases de recherches plus approfondies visant à déterminer si le microbiome intestinal d’une personne la prédispose à la carcinogenèse induite chimiquement et pourrait donc être utilisé pour prédire le risque individuel et potentiellement prévenir le développement du cancer”, a déclaré Zimmermann.

“Cette différence dans le microbiote interindividuel pourrait expliquer pourquoi certaines personnes, bien qu’exposées à des agents cancérigènes potentiels, ne développent pas de cancer, alors que d’autres le font”, a ajouté Terzić.

Ces résultats signifient-ils que les antibiotiques peuvent prévenir le cancer en général ? Non, bien sûr que non, répond Zimmermann. « Cela nécessite des études plus approfondies, dont certaines que nous menons actuellement, pour comprendre comment le microbiome influence le métabolisme de différents types de cancérigènes. Il est également important de se rappeler que le cancer est une maladie multifactorielle : il y a rarement une seule cause. »

L’étude est conforme aux thèmes transversaux de l’EMBL, les écosystèmes microbiens et les écosystèmes humains, introduits dans son programme 2022-26 Molecules to Ecosystems. Le thème « Écosystèmes microbiens » vise à explorer les micro-organismes et leurs interactions entre eux et avec leur environnement, tandis que le thème « Écosystèmes humains » vise à utiliser des ensembles de données humaines en croissance rapide pour étudier l’interaction des gènes et de l’environnement et ses effets sur l’étude des humains. phénotypes. Apprenez-en davantage sur ces plans de recherche ici.