Une bactérie orale commune favorise l'activité associée à la progression tumorale dans les cellules cancéreuses du pancréas

Une bactérie orale commune favorise l'activité associée à la progression tumorale dans les cellules cancéreuses du pancréas

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 faciliter de futures interventions thérapeutiques pour le traitement. La bactérie Fusobacterium nucleatum peut jouer un rôle clé dans la manière dont le cancer se développe et se propage 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 compliquent le traitement de la maladie, notamment sa capacité à supprimer le système immunitaire ainsi que sa localisation et sa structure complexes, qui rendent la chirurgie et la chimiothérapie difficiles à administrer.

Scott Verbridge, professeur agrégé de génie biomédical et de mécanique, et Barath Udayasuryan Ph.D. '22, diplômé de l'école de génie et des sciences biomédicales de l'université Virginia Tech-Wake Forest, a mené des recherches sur une bactérie présente, entre autres, dans les tumeurs cancéreuses du pancréas. Plus important encore, ils ont découvert comment la bactérie peut influencer directement la progression du cancer et la résistance aux traitements de chimiothérapie.

Ces résultats sont présentés dans le numéro du 18 octobre de Science Signaling.

Daniel J. Slade, professeur agrégé de biochimie et expert de premier plan sur les microbes impliqués dans le cancer et leurs interactions biochimiques avec le microenvironnement tumoral, a également travaillé avec Verbridge et Udayasuryan.

Le laboratoire d'écologie intégrative des tumeurs de Verbridge collabore depuis des années avec l'équipe de Slade dans la recherche sur le cancer. Ensemble, ils ont fait des découvertes sur le rôle d'un microbe particulier, F. nucleatum, dans la promotion de la migration des cellules cancéreuses, notamment dans le cancer du côlon.

Ce microbe étant une bactérie buccale courante, il a souvent été étudié en relation avec des maladies bucco-dentaires telles que la parodontite et la gingivite. Cependant, on savait peu de choses sur la manière dont le microbe pénètre et s’adapte aux microenvironnements tumoraux, augmentant ainsi l’agressivité des tumeurs cancéreuses. D'autres recherches sur le cancer avaient confirmé 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 influencer 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 doctorant exceptionnel en 2022 au College of Engineering de la Virginia Tech Graduate School. « Ce n'est qu'au début de 2022 que le microbiome tumoral a été ouvertement reconnu comme une caractéristique du cancer. La biologie du cancer et la biologie des infections ont généralement été considérées comme des domaines d'étude distincts, mais la récente fusion des deux domaines révèle des informations fondamentales sur la progression du cancer. avant."

Lors de la première analyse de la migration des cellules cancéreuses du pancréas infectées, les chercheurs ont rencontré un obstacle inattendu : ils ont découvert que le nombre de cellules ayant migré était difficile à quantifier car le nombre total semblait dépasser considérablement la population cellulaire attendue dans le système. En utilisant des modèles de tumeur sur puce in vitro, Verbridge et son équipe ont confirmé que ce microbe peut se lier aux cellules cancéreuses du pancréas et les envahir, qui sécrètent ensuite des molécules qui stimulent la croissance accélérée des cellules cancéreuses. Cette découverte explique pourquoi l’équipe a vu beaucoup plus de cellules que prévu dans leurs expériences. Cela leur a également permis d’identifier une augmentation de la migration des cellules infectées.

Dans une autre découverte importante, ils ont découvert que le microbe peut infecter les cellules du tissu pancréatique normal non tumorales. Dans leurs expériences, lorsqu’une cellule normale était infectée, elle continuait à croître normalement ; Cependant, sa présence a stimulé la croissance et la propagation plus rapide des cellules cancéreuses voisines.

Cette nouvelle découverte 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 susceptible de développer un cancer à une date ultérieure ou encore plus sensible aux métastases, ce qui explique pourquoi la plupart des cancers tuent leurs hôtes.

Armés d’une compréhension de la façon dont les bactéries présentes dans les tumeurs influencent la croissance et la propagation du cancer, les scientifiques pourraient développer des traitements de chimiothérapie ou d’immunothérapie plus efficaces. Ces résultats pourraient également aider à développer des outils de diagnostic et de pronostic permettant de détecter le cancer plus tôt.

Bien que nous ayons montré que F. nucleatum est capable de piloter la prolifération et la migration des cellules cancéreuses du pancréas, nous ne savons pas encore dans quelle mesure ces résultats se traduisent dans les systèmes vivants ou chez les patients humains. Ces prochaines étapes constitueront des travaux futurs importants qui pourraient à terme nous montrer si ces connaissances pourraient conduire à des thérapies plus efficaces adaptées aux composants du microbiome d’un patient.

Scott Verbridge, professeur agrégé de génie biomédical et de mécanique

"Les interactions hôte-microbiome sont complexes car de nombreux résidents bactériens soutiennent réellement 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 mes recherches très complexes et significatives", a déclaré Verbridge. « De nombreuses questions demeurent, et alors que nous cherchons des réponses, nous devons faire attention à la manière dont nous pourrions essayer d’éliminer les insectes nuisibles qui peuvent partager des similitudes avec leurs parents plus utiles. »

Source:

Virginie Tech

Référence:

Udayasuryan, B., et al. (2022) Fusobacterium nucleatum induit la prolifération et la migration dans les cellules cancéreuses du pancréas via la signalisation autocrine et paracrine de l'hôte. Signalisation scientifique. est ce que je.org/10.1126/scisignal.abn4948.

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