Gestion Basée sur les Microbes pour le Cancer Colorectal
Le cancer colorectal (CCR) est l’un des cancers les plus répandus et mortels dans le monde, se classant au deuxième rang des décès liés au cancer aux États-Unis. En 2018, le CCR représentait 10,9 % des nouveaux cas de cancer chez les hommes et 9,5 % chez les femmes. L’incidence et la mortalité du CCR augmentent, en particulier dans les pays en transition économique. En Chine, le CCR est un cancer majeur, avec une hausse significative des nouveaux cas et des décès entre 2015 et 2020. Le développement du CCR est influencé par des facteurs héréditaires et environnementaux, notamment le surpoids, l’obésité, les habitudes alimentaires occidentales, le tabagisme et la consommation excessive d’alcool. Ces facteurs augmentent non seulement le risque de CCR, mais modifient également le microbiome intestinal, qui joue un rôle crucial dans la pathogenèse du CCR.
Le tractus intestinal humain abrite un microbiote vaste et diversifié, contribuant à des fonctions physiologiques et pathologiques. Le microbiote intestinal interagit avec le système immunitaire de l’hôte, et le dysbiose—un déséquilibre de la communauté microbienne—peut entraîner une inflammation chronique, des dommages à l’ADN et des métabolites anormaux, tous impliqués dans le développement du CCR. Des bactéries pathogènes comme Bacteroides fragilis entérotoxigénique (ETBF), Fusobacterium nucleatum et Streptococcus gallolyticus ont été identifiées comme contributrices au CCR. À l’inverse, des bactéries bénéfiques comme Akkermansia muciniphila et les bactéries productrices de butyrate montrent des effets protecteurs contre le CCR. La modulation du microbiote intestinal via les probiotiques, prébiotiques, postbiotiques, la transplantation de microbiote fécal (FMT) et les interventions alimentaires est devenue une approche novatrice pour la prévention et le traitement du CCR.
Mécanismes de la Carcinogenèse Colorectale Induite par les Bactéries
Les mécanismes pathogènes par lesquels les bactéries contribuent au CCR impliquent plusieurs voies, dont l’inflammation chronique, la production de génotoxines et les altérations métaboliques. L’inflammation chronique est un facteur bien connu de cancer, et certaines bactéries peuvent induire un environnement inflammatoire favorisant la tumorigenèse. Par exemple, l’ETBF produit la toxine BFT, qui perturbe la barrière intestinale, active la voie STAT3 et induit la production de cytokines pro-inflammatoires comme l’IL-17 et l’IL-6. Cette cascade inflammatoire favorise la prolifération du CCR. De même, Fusobacterium nucleatum, enrichi dans les tissus du CCR, recrute des cellules myéloïdes infiltrant les tumeurs et active la signalisation TLR4, entraînant la régulation positive de NF-kB et miR-21, impliqués dans l’inflammation chronique et la tumorigenèse.
Les génotoxines produites par certaines bactéries endommagent directement l’ADN de l’hôte, provoquant des mutations et le cancer. Les souches d’Escherichia coli portant l’îlot pks produisent la colibactine, une génotoxine induisant des cassures double brin de l’ADN et favorisant la croissance tumorale. Peptostreptococcus anaerobius, une autre bactérie associée au CCR, produit des espèces réactives de l’oxygène (ROS) stimulant la biosynthèse du cholestérol et contribuant à la tumorigenèse. De plus, le dysbiose peut entraîner l’accumulation de métabolites anormaux, comme les acides biliaires secondaires, liés au développement du CCR.
Bactéries Protectrices et Leurs Mécanismes Anticancéreux
Alors que les bactéries pathogènes favorisent le CCR, certaines bactéries bénéfiques exercent des effets protecteurs. Akkermansia muciniphila, une bactérie dégradant la mucine, possède des propriétés anti-inflammatoires et supprime la croissance tumorale. Elle module le système immunitaire en activant les macrophages de type M1 et en renforçant l’efficacité des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires (ICIs) ciblant l’axe PD-1/PD-L1. Clostridium butyricum, producteur de butyrate, un acide gras à chaîne courte (AGCC), inhibe la croissance tumorale en régulant la voie Wnt/β-caténine et en favorisant la croissance d’autres bactéries productrices d’AGCC.
Les probiotiques, définis comme des microorganismes vivants conférant des bénéfices pour la santé, montrent des résultats prometteurs. Lactobacillus rhamnosus GG stimule les réponses anti-inflammatoires et exerce des effets antitumoraux en augmentant l’abondance des lymphocytes T CD8+. Streptococcus thermophilus, utilisé dans les produits laitiers, produit de la β-galactosidase, réduisant la tumorigenèse colique chez les souris.
Stratégies de Gestion Basée sur les Microbes pour le CCR
Probiotiques
Les probiotiques sont largement utilisés pour traiter diverses maladies, dont le CCR. Ils interagissent avec les cellules de l’hôte et le microbiote intestinal pour rétablir l’équilibre microbien, renforcer la barrière intestinale et moduler le système immunitaire. Par exemple, Clostridium butyricum et Bacillus subtilis inhibent la croissance des cellules CCR, induisent l’arrêt du cycle cellulaire et promeuvent l’apoptose chez les souris.
Prébiotiques et Postbiotiques
Les prébiotiques, comme les fibres alimentaires, stimulent sélectivement la croissance des bactéries bénéfiques. Les saponines de Gynostemma pentaphyllum (GpS), une médecine traditionnelle, réduisent les polypes chez les souris et favorisent Bifidobacterium animalis, suppresseur du CCR.
Les postbiotiques incluent des métabolites comme les AGCC. Le butyrate, aux propriétés anticancéreuses, régule les voies de signalisation du CCR. Les postbiotiques induisent l’apoptose des cellules CCR, préviennent la translocation des pathogènes et modulent l’activité immunitaire.
Transplantation de Microbiote Fécal (FMT)
La FMT, transfert de microbiote fécal d’un donneur sain à un receveur, restaure l’équilibre microbien. La FMT de patients atteints de CCR favorise la tumorigenèse chez les souris, tandis que celle de survivants consommant du son de riz la réduit. La FMT module aussi l’efficacité de la chimiothérapie et de l’immunothérapie.
Interventions Alimentaires
L’alimentation façonne le microbiote et influence le risque de CCR. Les régimes riches en fibres, favorisant les bactéries productrices d’AGCC, réduisent le risque de CCR. Les régimes occidentaux, riches en graisses et pauvres en fibres, augmentent ce risque. Des interventions comme la consommation de curcumine ou de berbérine (médecine traditionnelle chinoise) modulent le microbiote et préviennent le CCR.
Conclusion
Le microbiote intestinal joue un rôle central dans le développement et la progression du CCR. Les bactéries pathogènes comme ETBF, Fusobacterium nucleatum et Escherichia coli contribuent au CCR via l’inflammation, les génotoxines et les altérations métaboliques. Les bactéries bénéfiques comme Akkermansia muciniphila et Clostridium butyricum exercent des effets protecteurs. Les stratégies basées sur les microbes—probiotiques, prébiotiques, postbiotiques, FMT et interventions alimentaires—offrent des approches prometteuses. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour traduire ces résultats en applications cliniques et explorer leur combinaison avec les thérapies conventionnelles.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001887