Les bactéries intestinales renforcent les effets de l'immunothérapie contre le cancer

Environ un patient atteint de cancer sur cinq bénéficie de l'immunothérapie, un traitement qui utilise le système immunitaire pour combattre le cancer. Cette approche a montré un succès significatif dans le traitement du cancer du poumon et du mélanome. Espérant exploiter son potentiel, les chercheurs explorent des stratégies pour améliorer l'immunothérapie contre les cancers qui y répondent mal, afin d'aider davantage de patients.

Des chercheurs de la faculté de médecine de l'université Washington à Saint-Louis ont découvert qu'une souche de bactéries intestinales, Ruminococcus gnavus, pouvait renforcer les effets de l'immunothérapie anticancéreuse chez la souris. L'étude, publiée dans la revue Science Immunology, propose une nouvelle stratégie d'utilisation des microbes intestinaux pour exploiter le potentiel inexploité de l'immunothérapie contre le cancer.

« Le microbiome joue un rôle important dans la mobilisation du système immunitaire du corps pour attaquer les cellules cancéreuses », a expliqué l'auteur principal de l'étude, le Dr Marco Colonna, professeur de pathologie Robert Rock Bellivu.

Nos résultats mettent en lumière un type unique de bactéries intestinales qui aide un médicament d'immunothérapie à détruire les tumeurs chez la souris. L'identification de ces partenaires microbiens est une étape importante dans le développement de probiotiques qui pourraient améliorer l'efficacité des médicaments d'immunothérapie et bénéficier à davantage de patients atteints de cancer.

L'immunothérapie anticancéreuse utilise les cellules immunitaires de l'organisme pour cibler et détruire les tumeurs. Un de ces traitements utilise des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires pour supprimer les freins naturels qui freinent les lymphocytes T immunitaires, prévenant ainsi les dommages à l'organisme. Cependant, certaines tumeurs neutralisent ces inhibiteurs en inhibant les cellules immunitaires attaquantes, ce qui réduit leur efficacité.

Colonna et la première co-auteure Martina Molgor, PhD, ont précédemment établi une collaboration avec leur collègue Robert D. Schreiber, PhD, dans laquelle ils ont complètement éradiqué les sarcomes chez la souris en utilisant une approche d'inhibition à deux volets.

Les chercheurs ont inhibé TREM2, une protéine produite par les macrophages tumoraux, afin d'empêcher les lymphocytes T d'attaquer la tumeur en croissance. Ils ont ensuite démontré que le médicament d'immunothérapie était plus efficace lorsque TREM2 était bloqué. Les résultats ont indiqué que TREM2 réduisait l'efficacité de l'immunothérapie.

Lors de l'expérience à la base de la nouvelle étude, les scientifiques ont fait une observation surprenante. Des souris dépourvues de TREM2 ont montré une réponse positive similaire à l'inhibiteur de point de contrôle lorsqu'elles étaient hébergées avec des souris porteuses de la protéine. Ce résultat a été obtenu lorsque les chercheurs ont dérogé à leur protocole habituel, qui consiste à séparer les souris avant de les traiter avec l'inhibiteur.

La cohabitation chez les souris entraîne un échange de microbes. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que ces effets pourraient être dus à un échange de bactéries intestinales.

Les chercheurs ont collaboré avec le Dr Jeffrey I. Gordon, Ph. D., et la première co-auteure Blanda Di Lucia, Ph. D., pour étudier les microbes présents dans l'intestin de souris traitées avec succès par immunothérapie. Ils ont constaté une augmentation de Ruminococcus gnavus, alors que ces microbes étaient absents chez les souris non réceptives au traitement.

R. gnavus a été détecté dans le microbiome intestinal de patients atteints de cancer qui répondent bien à l'immunothérapie, a expliqué Colonna. Lors d'essais cliniques, des transplantations fécales provenant de ces patients ont permis à certains patients non répondeurs de bénéficier de l'immunothérapie.

Les chercheurs, dont Daria Khantakova, co-auteure principale et étudiante diplômée, ont injecté R. gnavus à des souris, puis traité les tumeurs avec un inhibiteur de point de contrôle. Les tumeurs ont diminué, même lorsque TREM2 était disponible pour réduire les effets de l'immunothérapie.

Gordon, directeur de l'Edison Family Center for Genome Sciences and Systems Biology, a souligné que de plus en plus de preuves suggèrent que le microbiome améliore l'immunothérapie. L'identification d'espèces pertinentes, comme R. gnavus, pourrait conduire au développement de probiotiques de nouvelle génération, capables d'agir en synergie avec l'immunothérapie pour améliorer le traitement du cancer.

Les scientifiques cherchent désormais à comprendre comment R. gnavus favorise le rejet tumoral, ce qui pourrait ouvrir la voie à de nouvelles pistes pour aider les patients atteints de cancer. Par exemple, si le microbe produit un métabolite activateur du système immunitaire pendant la digestion, cela pourrait ouvrir la voie à l'utilisation de ces métabolites comme stimulants de l'immunothérapie.

Les microbes peuvent également pénétrer par l'intestin et déclencher une réponse immunitaire dans les tumeurs ou activer les lymphocytes T intestinaux, qui migrent ensuite vers la tumeur et lancent une attaque, a expliqué Colonna. Les chercheurs explorent ces trois possibilités.