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Les bactéries – de petits organismes unicellulaires trouvés presque partout sur Terre qui sont vitaux pour les écosystèmes de la Terre et peuvent vivre même dans des conditions extrêmes de température et de pression ont reçu une mauvaise réputation parce que certains causent des maladies.

En fait, le corps humain est rempli de bactéries et, en fait, il y a probablement plus de cellules bactériennes que de cellules humaines. Nous ne pourrions pas survivre sans toutes les bactéries qui vivent sur nous et à l’intérieur de nous, car elles fonctionnent comme une partie de notre système immunitaire, digèrent les aliments que nous ne pouvons pas décomposer nous-mêmes (via le microbiome intestinal) et nous fournissent les nutriments et les minéraux dont nous avons besoin pour survivre.

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Désormais, grâce aux scientifiques de l’Institut de technologie Weizmann de Rehovot et à ses collègues, l’ immunothérapie des cancers pourrait être stimulée par les bactéries vivant à l’intérieur des cellules tumorales. Dans une nouvelle étude publiée dans la prestigieuse revue Nature , des chercheurs du Weizmann Institute of Science dirigé par le professeur Yardena Samuels du département de biologie cellulaire moléculaire ont découvert que le système immunitaire «voit» ces bactéries. Ils ont découvert que les bactéries peuvent être exploitées pour provoquer une réaction immunitaire contre la tumeur. La recherche peut également aider à clarifier le lien entre l’immunothérapie et le microbiome intestinal, en expliquant les résultats de recherches antérieures selon lesquelles le microbiome affecte le succès de l’immunothérapie.

Les traitements d’immunothérapie de la dernière décennie environ ont considérablement amélioré les taux de guérison de certains cancers, en particulier le mélanome malin des tumeurs cutanées. Cependant, dans ce cancer, ils ne réussissent encore que dans environ 40% des cas. Samuels et ses collègues étudient des «panneaux indicateurs» moléculaires – des fragments de protéines appelés peptides à la surface des cellules – qui marquent les cellules cancéreuses comme étrangères et peuvent donc servir de cibles supplémentaires potentielles pour l’immunothérapie. Dans la nouvelle étude, l’équipe a étendu sa recherche de nouveaux panneaux de signalisation du cancer aux bactéries connues pour coloniser les tumeurs.

À l’aide de méthodes développées par le collègue du département, le Dr Ravid Straussman, qui a été l’un des premiers à révéler la nature des «invités» bactériens dans les cellules cancéreuses, Samuels et son équipe – dirigée par le Dr Shelly Kalaora et Adi Nagler – ont analysé des échantillons de tissus provenant de 17 tumeurs de mélanome métastatique provenant de neuf patients. Ils ont obtenu des profils génomiques bactériens de ces tumeurs, puis ont appliqué une approche connue sous le nom de HLA-peptidomique pour identifier les peptides tumoraux qui peuvent être reconnus par le système immunitaire.

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L’analyse peptidomique HLA a révélé près de 300 peptides de 41 bactéries différentes à la surface des cellules de mélanome. La nouvelle découverte cruciale était que les peptides étaient affichés sur les surfaces des cellules cancéreuses par des complexes de protéines HLA qui sont présents sur les membranes de toutes les cellules de notre corps et jouent un rôle dans la régulation de la réponse immunitaire.

L’une des tâches du HLA est de sonner l’alarme sur tout ce qui est étranger en «présentant» des peptides étrangers au système immunitaire afin que les cellules T immunitaires puissent les «voir». «En utilisant la peptidomique HLA, nous avons pu révéler les peptides HLA de la tumeur de manière impartiale», a expliqué Kalaora. «Cette méthode nous a déjà permis dans le passé d’identifier des antigènes tumoraux qui ont montré des résultats prometteurs dans les essais cliniques.»

On ne sait pas pourquoi les cellules cancéreuses devraient effectuer un acte apparemment suicidaire de ce type – présenter des peptides bactériens au système immunitaire, qui peut réagir en détruisant ces cellules. Mais quelle qu’en soit la raison, le fait que les cellules malignes présentent ces peptides de cette manière révèle un type d’interaction entièrement nouveau entre le système immunitaire et la tumeur.

Cette découverte fournit une explication potentielle de la façon dont le microbiome intestinal affecte l’immunothérapie. Certaines des bactéries identifiées par l’équipe étaient des microbes intestinaux connus. La présentation des peptides bactériens à la surface des cellules tumorales est susceptible de jouer un rôle dans la réponse immunitaire, et des études futures pourraient établir quels peptides bactériens améliorent cette réponse immunitaire, permettant aux médecins de prédire le succès de l’immunothérapie et d’adapter un traitement personnalisé.

De plus, le fait que les peptides bactériens sur les cellules tumorales soient visibles par le système immunitaire peut être exploité pour améliorer l’immunothérapie. «Beaucoup de ces peptides étaient partagés par différentes métastases du même patient ou par des tumeurs de différents patients, ce qui suggère qu’ils ont un potentiel thérapeutique et une puissante capacité à produire une activation immunitaire», a déclaré Nagler.

Dans une série d’expériences en cours, Samuels et son équipe ont incubé des cellules T de patients atteints de mélanome dans une boîte de laboratoire avec des peptides bactériens dérivés de cellules tumorales du même patient. Le résultat était que les cellules T étaient activées spécifiquement vers les peptides bactériens.

«Nos résultats suggèrent que les peptides bactériens présentés sur les cellules tumorales peuvent servir de cibles potentielles pour l’immunothérapie», a conclu Samuels. «Ils peuvent être exploités pour aider les cellules T immunitaires à reconnaître la tumeur avec une plus grande précision, afin que ces cellules puissent monter une meilleure attaque contre le cancer. Cette approche pourra à l’avenir être utilisée en association avec des médicaments d’immunothérapie existants. »


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