Cartographier les bactéries intestinales associées au cancer colorectal
Le cancer colorectal reste l’une des principales causes de décès dans le monde, mais les méthodes de dépistage précoce n’offrent que rarement la sensibilité nécessaire pour identifier efficacement les lésions précancéreuses. Dans une étude(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) révolutionnaire publiée dans «Cell Host & Microbe», des chercheurs ont identifié une signature microbienne robuste et généralisable associée à la maladie. Cette méta-analyse, soutenue par le projet CartoHostBug financé par l’UE, a réexaminé près de 6 800 profils de microbiome intestinal, apportant un éclairage sans précédent sur le lien entre les bactéries intestinales et le cancer. La principale force de cette étude réside dans son ampleur et sa méthodologie innovante. En regroupant les données issues de 27 études indépendantes menées en Allemagne, aux Pays-Bas et en Suisse, l’équipe de recherche a surmonté les limites des ensembles de données restreints et hétérogènes qui ont entravé les précédents travaux. Les chercheurs ont développé des approches computationnelles avancées et un classificateur d’apprentissage automatique capable d’intégrer des données sur le microbiome générées par différentes méthodes de séquençage. «L’outil clé est un algorithme d’apprentissage automatique entraîné à distinguer les microbiomes cancéreux des microbiomes non cancéreux», explique Georg Zeller, chef d’équipe invité au Laboratoire européen de biologie moléculaire (LEBM) de Heidelberg, en Allemagne, partenaire du projet CartoHostBug, dans un récent article(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Il génère un score indiquant dans quelle mesure un microbiome présente des caractéristiques “cancéreuses”.» En attribuant un score à n’importe quel échantillon de microbiome intestinal, il met en évidence une signature microbienne cohérente qui persiste au sein de différentes populations, zones géographiques et tranches d’âge, y compris chez les patients atteints à un stade précoce ou avancé. «Nous pouvons l’appliquer à n’importe quel ensemble de données existant sur le microbiome intestinal humain, y compris ceux issus d’études d’intervention alimentaire», ajoute Georg Zeller, qui est également l’auteur principal de l’étude et professeur au Centre médical universitaire de Leyde, aux Pays-Bas, partenaire du projet.
Des selles aux tissus
Une découverte majeure a été la corrélation entre les signatures issues des selles et les microbes détectés directement dans les tissus colorectaux tumoraux. Les chercheurs ont analysé 906 échantillons de tissus intestinaux et ont découvert que les microbes présents en plus grand nombre dans les tissus tumoraux correspondaient à ceux détectés dans les échantillons de selles. Il est à noter que ces microbes associés au cancer étaient présents même dans des tumeurs à un stade précoce, ce qui suggère que les modifications du microbiome surviennent dès les premières phases de l’évolution de la maladie. Cependant, l’étude a aussi mis en évidence une limite actuelle. Si la signature est forte pour les cancers avérés, la détection des adénomes précancéreux à partir d’échantillons de selles reste difficile en raison de la faiblesse des signaux microbiens dans ces lésions précoces. «Cette limite est importante pour la future application clinique», commente le coauteur Michael Zimmermann, chef de groupe au LEBM. «Elle suggère que des approches plus sensibles, des ensembles de données plus importants ou des combinaisons avec d’autres mesures pourraient être nécessaires avant que les outils basés sur le microbiome puissent contribuer à la détection fiable des lésions précancéreuses précoces.»
Fibres alimentaires et perspectives bactériennes
L’alimentation s’est révélée être un facteur déterminant dans la modulation de cette signature microbienne. L’analyse a révélé une relation inverse claire entre les fibres alimentaires et le score microbiologique du cancer colorectal. Les personnes ayant une faible consommation de fibres présentaient des profils microbiens plus fortement associés au cancer, tandis que des études d’intervention alimentaire ont montré qu’une augmentation de l’apport en fibres pouvait réduire ces scores. Ces travaux ont également apporté des informations précieuses sur les espèces du genre Fusobacterium, un groupe bactérien souvent associé au cancer colorectal. En analysant des centaines de génomes bactériens de ce groupe, l’équipe a découvert que toutes les sous-espèces ne se comportaient pas de la même manière. Fusobacterium nucleatum subsp. Animalis était systématiquement plus répandue dans les échantillons cancéreux à l’échelle mondiale, tandis que d’autres sous-espèces présentaient des profils spécifiques à certaines zones géographiques. Bien que le classificateur actuel ne puisse pas encore être considéré comme un test de diagnostic, il a établi un cadre de référence indispensable pour les futurs outils cliniques. La mission du projet CartoHostBug (Functional cartography of intestinal host-microbiome interactions), qui consiste à cartographier les interactions entre l’hôte et le microbiome aux niveaux cellulaire et moléculaire, s’avère essentielle pour identifier des biomarqueurs fiables de la maladie. Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet CartoHostBug
