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

Environ un patient cancéreux sur cinq bénéficie de l'immunothérapie, un traitement qui utilise le système immunitaire pour lutter contre 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, dans le but d'aider davantage de patients.

Des chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Washington à Saint-Louis ont découvert qu'une souche de bactéries intestinales, Ruminococcus gnavus, peut améliorer les effets de l'immunothérapie contre le cancer chez la souris. L'étude, publiée dans Science Immunology, suggère une nouvelle stratégie pour exploiter les microbes intestinaux afin de libérer le potentiel inexploité de l'immunothérapie dans la lutte contre le cancer.

« Le microbiome joue un rôle important dans la mobilisation du système immunitaire de l'organisme pour attaquer les cellules cancéreuses », a expliqué l'auteur principal de l'étude, Marco Colonna, MD, PhD, Robert Roque Bellivou Professor of Pathology.

« Nos résultats mettent en lumière un type de bactéries dans l'intestin qui aide un médicament d'immunothérapie à tuer les tumeurs chez la souris. L'identification de tels partenaires microbiens est une étape importante dans le développement de probiotiques qui contribueront à améliorer l'efficacité des immunothérapies et bénéficieront à davantage de patients atteints de cancer."

L'immunothérapie contre le cancer utilise les cellules immunitaires du corps pour cibler et détruire les tumeurs. L'un de ces traitements utilise des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires pour supprimer les freins naturels qui maintiennent les cellules T immunitaires silencieuses, empêchant ainsi les dommages à l'organisme. Cependant, certaines tumeurs contrent cela en supprimant les cellules immunitaires attaquantes, ce qui réduit l'efficacité de ces inhibiteurs.

Colonna et la première co-auteure Martina Molgora, Ph.D., ont précédemment établi une collaboration avec son collègue Robert D. Schreiber, Ph.D., 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, pour empêcher les cellules T d'attaquer la tumeur en croissance. Ils ont ensuite montré que le médicament d'immunothérapie était plus efficace pour bloquer TREM2. Les résultats ont montré que TREM2 réduit l'efficacité de l'immunothérapie.

Lors d'une expérience qui est devenue la base d'une nouvelle étude, les scientifiques ont fait une observation inattendue. Les souris sans TREM2 ont montré une réponse positive similaire à l'inhibiteur du point de contrôle lorsqu'elles vivaient avec des souris qui avaient la protéine. Ce résultat s'est produit lorsque les chercheurs ont dérogé à leur protocole habituel de séparation des souris avant le traitement avec l'inhibiteur.

La cohabitation des souris entraîne un échange de microbes. Les chercheurs ont suggéré que les effets pourraient être causés par le métabolisme des bactéries intestinales.

Les chercheurs ont travaillé avec Jeffrey E. Gordon, M.D., et le premier co-auteur Blanda Di Lucia, Ph.D., pour étudier les microbes présents dans les intestins de souris traitées avec succès par immunothérapie. Ils ont constaté une augmentation du nombre de Ruminococcus gnavus par rapport à l'absence de ces microbes chez les souris qui ne répondaient pas au traitement.

R. Gnavus a été trouvé dans le microbiome intestinal de patients cancéreux qui ont bien répondu à l’immunothérapie, a expliqué Colonna. Dans les essais cliniques, les greffes fécales de ces patients ont permis à certains patients insensibles de bénéficier de l'immunothérapie.

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

Gordon, directeur du Centre familial Edison pour les sciences génomiques et la biologie des systèmes, a noté que de plus en plus de preuves suggèrent que le microbiome améliore l'immunothérapie. L'identification d'espèces pertinentes, telles que R. Gnavus, pourrait conduire au développement d'une nouvelle génération de probiotiques qui pourraient agir en synergie avec l'immunothérapie pour améliorer le traitement du cancer.

Les scientifiques cherchent désormais à comprendre comment R. Gnavus favorise le rejet des tumeurs, ce qui pourrait révéler de nouvelles façons d'aider les patients atteints de cancer. Par exemple, si un microbe produit un métabolite activateur du système immunitaire lors de la digestion des aliments, cela ouvre la possibilité d'utiliser les métabolites comme stimulateurs de l'immunothérapie.

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