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Une « cape d’invisibilité » pour bactéries tueuses de cancer

Crédits : qimono/Pixabay

Une équipe de chercheurs développe un nouveau système d’encapsulation microbienne qui permet à des bactéries thérapeutiques de lutter plus efficacement contre les tumeurs. Cette approche a permis de supprimer les cellules cancéreuses chez la souris tout en passant inaperçu aux « yeux » du système immunitaire.

Les bactéries thérapeutiques contre le cancer

Il existe plusieurs moyens de combattre le cancer. Les formes de traitements traditionnelles (radiothérapie, chimiothérapie et immunothérapie) ont chacune leurs points forts, mais aussi des points faibles. Moins connue, l’approche des bactéries thérapeutiques reste quant à elle prometteuse, mais elle comporte aussi son lot d’inconvénients.

Étant donné que les microbes peuvent être conçus comme des médicaments vivants intelligents qui détectent et réagissent aux environnements, ils peuvent coloniser des niches dans le tractus gastro-intestinal, la bouche, la peau ou encore les poumons et délivrer localement des solutions thérapeutiques. Cependant, si certaines bactéries peuvent produire de véritables toxines antitumorales, le système immunitaire a tendance à les considérer comme des menaces si elles se multiplient de manière incontrôlée. En réponse, notre organisme déclenche alors une réponse inflammatoire extrême.

« Dans les essais cliniques, ces toxicités se sont révélées être le problème critique, limitant la quantité de bactéries que nous pouvons doser et compromettant leur efficacité« , précise Jaeseung Hahn, de l’Université de Columbia. « Certains essais ont dû être interrompus en raison de toxicité sévère« .

Dans le cadre d’une étude, Jaeseung Hahn et son équipe se sont appuyés sur le génie génétique pour permettre à ces bactéries qui nous veulent du bien de passer inaperçues aux yeux de notre système immunitaire.

Un manteau moléculaire

Les chercheurs se sont tournés vers des polymères de sucre appelés polysaccharides capsulaires (CAP). Ces derniers recouvrent naturellement les surfaces bactériennes et les protègent des attaques immunitaires. Plus précisément, les chercheurs ont détourné ce système de protection chez E. coli grâce à une petite molécule appelée IPTG, permettant de créer un véritable « manteau » moléculaire qui encapsule les bactéries. Concrètement, en ajustant la quantité d’IPTG, l’équipe a découvert qu’elle pouvait contrôler la durée de survie des bactéries dans le sang.

Or, plus ces bactéries pourront survivre dans l’organisme sans se faire repérer par le système immunitaire, plus elles auront de temps pour combattre les tumeurs. Dans des modèles de de souris, les chercheurs ont démontré que cette approche pouvait être utilisée pour augmenter de dix fois la dose tolérable de bactéries par l’organisme. Au fil du temps, les molécules d’IPTG se dégradent et les bactéries perdent leur « manteau protecteur » avant d’être éliminées en toute sécurité.

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Les bactéries probiotiques (en vert) échappent au système immunitaire (macrophage transparent) à l’aide d’un système d’encapsulation génétiquement codé. Crédits : Ella Marushchenko, Alex Tokarev, Laboratoire Danino/Columbia Engineering

L’équipe, qui publie ses travaux dans Nature Biotechnology, note que la traduction clinique de ces résultats sera prochain défi majeur. S’il reste encore très difficile d’appliquer ce type de thérapies à un corps animal complexe, les chercheurs soulignent que nous sommes 250 fois plus sensibles aux endotoxines bactériennes que les souris. Ainsi, les résultats pourraient potentiellement avoir un effet encore plus important sur les patients humains que sur les rongeurs.