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Apr 29, 2023

Une nouvelle approche pour repérer les tumeurs : recherchez leurs microbes

Une nouvelle recherche révèle que le cancer sévit

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De nouvelles recherches révèlent que le cancer regorge de bactéries et de champignons – un écosystème riche que les scientifiques appellent le microbiome tumoral.

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De Carl Zimmer

Carl Zimmer est chroniqueur scientifique. Son nombril abrite au moins 53 espèces de bactéries.

Recherchez l'image d'une tumeur sur Google et vous vous retrouverez probablement avec un amas de cellules cancéreuses aux couleurs vives sur un fond terne de tissu sain. Mais pour Lian Narunsky Haziza, biologiste du cancer à l'Institut Weizmann des sciences en Israël, le tableau est très différent. Une tumeur peut également contenir des millions de microbes, représentant des dizaines d'espèces.

"Je pense que c'est un écosystème", a-t-elle déclaré. "Cela signifie que les cellules cancéreuses ne sont pas seules."

Les scientifiques savent depuis longtemps que notre corps abrite des microbes, mais ils ont tendance à traiter les tumeurs comme si elles étaient stériles. Ces dernières années, cependant, les chercheurs ont mis fin à cette notion, démontrant que les tumeurs regorgent de microbes.

En 2020, plusieurs équipes de recherche ont montré que les tumeurs abritent divers mélanges de bactéries. Et jeudi, deux études publiées dans la revue Cell ont révélé que les tumeurs abritent également de nombreuses espèces de champignons.

Ce soi-disant microbiome tumoral se révèle si distinctif dans chaque type de cancer que certains scientifiques espèrent trouver des signes précoces de tumeurs cachées en mesurant l'ADN microbien qu'ils libèrent dans le sang. Et certaines recherches suggèrent que les microbes peuvent rendre les tumeurs plus agressives ou résistantes aux traitements. Si cela s'avère être le cas, il peut être possible de lutter contre le cancer en attaquant le microbiome d'une tumeur avec la tumeur elle-même.

"Nous devons réévaluer presque tout ce que nous savons sur le cancer à travers le prisme du microbiome tumoral", a déclaré Ravid Straussman, biologiste du cancer chez Weizmann qui a collaboré avec le Dr Narunsky Haziza sur l'une des nouvelles études.

Au cours des deux dernières décennies, les scientifiques ont cartographié les microbes dans le corps humain en recherchant leur ADN dans des écouvillons buccaux, des raclures de peau et des selles. Ces enquêtes ont identifié des milliers d'espèces qui vivent sans danger chez une personne en bonne santé, totalisant quelque 38 000 milliards de cellules. De nombreux organes autrefois considérés comme stériles se sont avérés avoir leurs propres microbiomes.

Alors que les chercheurs ont exploré le microbiome sain, le cancer est resté pour la plupart une terra incognita. Personne ne savait si les millions de cellules qui composent les tumeurs offraient un autre habitat où les microbes pourraient vivre.

En 2017, le Dr Straussman et ses collègues sont tombés sur des bactéries vivant à l'intérieur de tumeurs pancréatiques. Ils ont fait cette découverte en se demandant comment certaines tumeurs réussissaient à résister à un médicament de chimiothérapie. Il s'est avéré qu'une espèce de bactérie capable de bloquer le médicament vivait à l'intérieur.

Cette découverte a conduit le Dr Straussman et ses collègues à mener une enquête à grande échelle sur les bactéries présentes dans plus de 1 000 tumeurs de sept types de cancer. En 2020, ils ont rapporté avoir trouvé des bactéries cachées dans les sept types.

À peu près à la même époque, une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à San Diego a mené sa propre recherche à l'aide d'une énorme base de données d'ADN provenant de différents types de cancer au début des années 2000.

Le projet, appelé Cancer Genome Atlas, visait à aider les scientifiques à trouver des mutations dans les gènes tumoraux qui provoquent une croissance incontrôlable des cellules cancéreuses. Mais l'équipe de San Diego a reconnu que les données brutes pourraient également contenir de l'ADN de bactéries dans les tumeurs.

Malheureusement, cela signifiait passer au crible les six billions de fragments génétiques de l'atlas à la recherche d'extraits d'ADN bactérien.

"C'est comme essayer de trouver des aiguilles dans une botte de foin, alors qu'il y a plus de pailles de foin que d'étoiles dans la Voie lactée", a déclaré Gregory Sepich-Poore, membre de l'équipe.

La recherche a pris des années, mais elle a payé. Le Dr Sepich-Poore et ses collègues ont découvert qu'un petit pourcentage des fragments d'ADN dans 32 types de cancer appartenaient à des bactéries et non à des humains.

Après que les chercheurs ont publié leur étude en 2020, ils se sont associés à l'équipe du Dr Straussman pour voir si les tumeurs contenaient également des champignons.

Les champignons sont l'une des grandes réussites de l'histoire de l'évolution, avec environ 6,2 millions d'espèces. Ils comprennent les champignons qui poussent dans les forêts, les levures qui fermentent le pain et la bière, et la moisissure qui nous a apporté la pénicilline.

Parmi les caractéristiques communes à tous les champignons, il y a la façon dont ils se nourrissent. Ils injectent des enzymes pour décomposer les matières organiques à proximité, puis les imbibent. Les champignons peuvent également produire un grand nombre de spores, qui peuvent survivre dans toutes sortes de conditions extrêmes pendant des années.

Nous sommes constamment exposés aux champignons, que ce soit en ramassant des spores sur notre peau ou en mangeant des aliments sur lesquels les champignons font de l'auto-stop. La plupart d'entre eux ne s'installeront pas dans notre corps.

"Beaucoup de choses ne font que passer", a déclaré Iliyan Iliev, immunologiste chez Weill Cornell Medicine à New York.

Mais certaines espèces se sont adaptées pour vivre en nous. Les champignons de la peau décomposent les huiles que nous fabriquons. D'autres se nourrissent des sucres de notre bouche et de notre tube digestif. Les scientifiques ont également trouvé d'autres champignons dans notre corps dont la vie reste un mystère. "Nous ne savons vraiment pas grand-chose", a déclaré le Dr Iliev.

Les chercheurs de San Diego et de Weizmann ont recherché des champignons dans les tumeurs de la même manière qu'ils ont recherché des bactéries, en se plongeant dans la galaxie de fragments d'ADN du Cancer Genome Atlas. Seulement cette fois, ils ont cherché des gènes fongiques. Et ils ont aussi inspecté la collection de tumeurs du Dr Straussman.

Tous les types de tumeurs que les scientifiques ont examinés - à partir de 35 types de cancer différents - contenaient des champignons, et chaque type avait une combinaison distincte d'espèces fongiques, comme ils l'ont rapporté dans l'une des études publiées jeudi.

Dans l'autre nouveau rapport, le Dr Iliev et ses collègues ont indépendamment trouvé des champignons dans les tumeurs de sept parties du corps : la bouche, l'œsophage, l'estomac, le côlon, le rectum, les seins et les poumons.

Deepak Saxena, un écologiste microbien de l'Université de New York qui n'a participé à aucune des deux études, a été surpris par l'ampleur des résultats. "Je ne m'attendais pas à une telle quantité de champignons dans le cancer", a-t-il déclaré. "Cela va changer notre façon d'y penser."

Le Dr Sepich-Poore et certains de ses collègues à San Diego ont fondé une société appelée Micronoma pour transformer leurs recherches en un test sanguin pour le cancer. En examinant l'ADN libéré par les champignons et les bactéries dans une tumeur, ils disent qu'ils peuvent prédire avec précision de quel type de cancer proviennent les microbes.

Ils ne savent pas pourquoi le test fonctionne. La géographie peut faire partie de la réponse : une tumeur pulmonaire aura tendance à attirer les microbes déjà présents dans les poumons. Mais certains microbes parviennent à se déplacer vers de nouveaux organes pour pénétrer à l'intérieur des tumeurs. Il est possible que la chimie particulière à l'intérieur d'une tumeur, telle que son niveau d'oxygène, aide à déterminer quels microbes s'y développeront.

Les deux nouvelles études ont trouvé des microbes qui semblaient être associés à de pires résultats du cancer. Par exemple, le Dr Iliev et ses collègues ont découvert que les gens étaient plus susceptibles de mourir d'un cancer de l'estomac si leurs tumeurs contenaient une espèce de champignon appelée Candida tropicalis.

Il est possible que certains microbes ne se contentent pas de s'installer dans les tumeurs, mais les aident à se développer. Ils peuvent dissimuler la tumeur au système immunitaire, neutraliser les médicaments ou aider les tumeurs à se propager dans le corps.

Jessica Galloway-Peña, microbiologiste à la Texas A&M University qui n'était pas impliquée dans les nouvelles études, a averti que cette recherche à elle seule ne pouvait pas établir si un microbe avait un tel effet. Les scientifiques devront mener des expériences sur des cellules cancéreuses dans une boîte ou chez des animaux.

"OK, c'est associé à un type de tumeur spécifique, mais cela signifie-t-il simplement qu'il vit très bien avec la tumeur, ou est-ce que cela fait grossir et progresser la tumeur ?" a demandé le Dr Galloway-Peña. "Vous ne savez tout simplement pas à ce stade."

Carl Zimmer écrit la rubrique "Matter". Il est l'auteur de quatorze livres, dont "Life's Edge: The Search For What It Means To Be Alive". @carlzimmer • Facebook

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