Des chercheurs découvrent que la bactérie buccale peut provoquer la propagation du cancer du côlon

Un large éventail de bactéries vivent dans la bouche humaine dans le cadre d’un écosystème vital connu sous le nom de microbiome oral. Les chercheurs de Virginia Tech ont découvert que l’une de ces bactéries courantes peut quitter la bouche et provoquer la propagation des cellules cancéreuses existantes dans d’autres parties du corps.

On pense que ces bactéries voyagent principalement dans le sang vers différents sites du corps où elles sont associées à des infections graves du cerveau, du foie et du cœur; naissance prématurée chez les femmes enceintes; et sont présents à des niveaux élevés dans les tumeurs du côlon. Une mauvaise hygiène bucco-dentaire pourrait entraîner la migration des bactéries vers d’autres parties du corps où des cancers existent. En outre, il existe des preuves d’un lien entre les maladies graves des gencives et le cancer colorectal.

« La découverte de notre équipe montre que l’infection par ces bactéries initie la migration des cellules cancéreuses », a déclaré Daniel Slade, professeur adjoint au Département de biochimie du Collège d’agriculture et des sciences de la vie, et chercheur affilié au Fralin Life Sciences Institute. « Il s’agit d’une information vitale car 90 pour cent des décès liés au cancer résultent de tumeurs non primaires ou de sites métastasés ailleurs dans le corps. »

Les résultats ont été publiés le 21 juillet comme article de couverture dans Signalisation scientifique, qui est produit par l’Association américaine pour l’avancement de la science.

Depuis 2012, plusieurs études ont montré que cette bactérie, Fusobacterium nucleatum, envahit directement les tumeurs du côlon, mais des questions subsistaient quant à la contribution de cette bactérie au cancer.

Une étude de 2017 a montré que lorsque les tumeurs du côlon humain F. nucleatum sont mis dans une souris, les cellules cancéreuses contenant des bactéries vivantes se détacheront et se rattacheront dans le foie, fournissant la première preuve que F. nucleatum pourrait être directement impliqué dans la propagation des cellules cancéreuses dans tout le corps.

Pour aborder le potentiel de F. nucleatum conduisant des métastases, les chercheurs de Virginia Tech ont posé la question générale: comment les cellules humaines réagissent-elles lorsque les cellules cancéreuses du côlon sont infectées par F. nucleatum? Leurs découvertes permettent de mieux comprendre le rôle critique que les bactéries peuvent jouer dans le cancer.

Origines du projet

La nature relativement bénigne de F. nucleatum initialement intrigué Slade et son équipe de chercheurs. À première vue, Fusobacterium nucleatum semble assez banal et vit en harmonie avec d’autres bactéries sous les gencives dans le microbiome oral. Malgré son rôle de bactérie commune dans la bouche, les corrélations avec le cancer du côlon étaient trop fortes pour être ignorées.

« Dan m’a convaincu que cette bactérie était une direction de recherche viable en tant que bactérie qui pourrait influencer directement le comportement des cellules cancéreuses », a déclaré Scott Verbridge, membre de l’équipe, professeur agrégé au Département de génie biomédical et mécanique de Virginia Tech dans le College of Engineering et chercheur principal du laboratoire d’écologie intégrative des tumeurs. « Il avait développé la capacité de modifier génétiquement cette bactérie. Il avait une technologie étonnante pour cultiver cette bactérie avec des cellules cancéreuses qui dépassait tout ce que nous pouvions faire dans mon laboratoire. »

Selon Slade et son équipe, rien n’indique que cette bactérie soit directement à l’origine du cancer. De plus, cette bactérie ne semble pas libérer de molécules qui provoquent la migration des cellules cancéreuses.

Au lieu, F. nucleatum adhère et pénètre même dans les cellules cancéreuses en utilisant la protéine Fap2, qui s’arrête avec des sucres surreprésentés à la surface des cellules cancéreuses. Cela amène les cellules cancéreuses à libérer deux protéines appelées IL-8 et CXCL1, qui sont des membres de la famille des protéines cytokines qui jouent un rôle critique dans l’activation du système immunitaire contre les infections.

Il est frappant de constater que la combinaison de cytokines d’IL-8 et de CXCL1 a déjà été démontrée dans de multiples études pour induire la propagation des cellules cancéreuses. Cependant, Slade et son équipe pensent qu’il s’agit du premier exemple d’une bactérie associée à une tumeur produisant cette combinaison distincte de cytokines.

Ces cytokines libérées par une cellule infectée peuvent alors répondre à la même cellule ou ces signaux peuvent être envoyés à d’autres cellules cancéreuses, cellules immunitaires et divers autres types de cellules qui entourent une tumeur. En substance, une cellule infectée peut affecter plusieurs cellules voisines, il n’est donc pas nécessaire qu’il y ait une infection généralisée dans une tumeur pour qu’elle influence une grande zone environnante.

En plus de l’IL-8 et du CXCL1 contribuant à la migration cellulaire ou aux métastases, ils sont également de puissants attractifs pour les cellules immunitaires, ce qui peut entraîner une inflammation; une caractéristique du cancer. L’attraction et l’infection subséquente des cellules immunitaires appelées neutrophiles et macrophages par F. nucleatum pourrait à son tour conduire à la libération de protéines pro-cancéreuses supplémentaires, ce que Slade et ses collègues montrent dans ce travail. Un contributeur clé à l’équipe dans la compréhension des interactions des F. nucleatum Liwu Li, professeur au Département des sciences biologiques et chercheur affilié au Fralin Life Sciences Institute.

F. nucleatum, une bactérie courante qui peut quitter la bouche et provoquer la propagation des cellules cancéreuses existantes dans d’autres parties du corps, illustrée à l’intérieur des cellules cancéreuses du côlon.

Les yeux tournés vers l’avenir

L’objectif à long terme de Slade et de son équipe est de faire progresser le traitement du cancer en s’attaquant au rôle que jouent les bactéries dans la maladie, qui pourrait être une pièce cruciale qui a été absente du puzzle.

La découverte de protéines humaines pro-métastatiques qui sont libérées par les cellules cancéreuses lors d’infections bactériennes a ouvert la porte à de futures recherches. Ces résultats donnent un aperçu du blocage potentiel de la sécrétion de cytokines pour lutter contre les métastases induites par les bactéries. C’est une alternative intéressante à l’utilisation d’antibiotiques pour tuer F. nucleatum, qui pourrait également éliminer les bactéries bénéfiques.

«Nous devons savoir s’il existe d’autres bactéries importantes qui pourraient travailler en synergie avec F. nucleatum pour conduire le cancer. Nous devons comprendre le rôle physiologique de ces bactéries car nous ne pouvons pas nous contenter de les éliminer du corps parce que nous en avons besoin dans certaines situations. Souvent, les bactéries sont nécessaires pour que la chimiothérapie soit pleinement efficace », a déclaré Verbridge.

« Je pense également qu’il est intéressant de se demander si les bactéries sont à l’origine de cette migration cellulaire comme moyen de se déplacer dans le corps humain. Il pourrait y avoir un avantage sélectif pour tout agent infectieux, virus ou bactérie, qui pourrait pénétrer à l’intérieur d’un hôte. cellule et migrer », a déclaré Verbridge. Cela pourrait être particulièrement important pour F. nucleatum car il est classé comme une bactérie non mobile; celui qui ne possède pas la capacité de se déplacer à travers un manque d’appendices moléculaires comme les flagelles qui entraînent le mouvement.

Ensemble, ces résultats permettent de mieux comprendre comment les bactéries influencent le cancer. Bien que ce processus se produise avec des cellules cancéreuses colorectales, l’équipe cherche à savoir si le même processus influence d’autres types de cancer, y compris le cancer du pancréas, le cancer du sein et le carcinome épidermoïde buccal de la bouche.