Il serait impliqué dans le développement de maladies intestinales inflammatoires chroniques, déclencher le diabète, être responsable de l'obésité, même des maladies neurologiques telles que la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson pourraient avoir leurs causes ici - sans parler des dépressions et des troubles autistiques. Nous parlons du microbiome - la vaste collection de bactéries dans l'intestin humain. On estime que chaque personne transporte environ 100 000 milliards de cellules bactériennes dans son tube digestif, appartenant à plusieurs milliers d'espèces.
Le microbiome fait l'objet de recherches depuis 20 ans - depuis qu'une nouvelle technique permet d'analyser ces bactéries de manière rapide et précise :le séquençage à haut débit. Depuis, il y a eu de plus en plus de découvertes selon lesquelles le microbiome, qui est parfois aussi appelé le deuxième génome humain, n'est pas seulement d'une importance capitale pour la digestion, mais aussi des influences, sinon des contrôles, au moins un grand nombre de fonctions corporelles. Le système immunitaire est particulièrement évoqué.
Des scientifiques des universités de Würzburg et de Marburg ont réussi pour la première fois à démontrer expérimentalement que les métabolites bactériens sont capables d'augmenter l'activité cytotoxique de certaines cellules immunitaires et ainsi d'influencer positivement l'efficacité des thérapies tumorales. Idéalement, la composition des espèces bactériennes dans le microbiome pourrait être utilisée pour contrôler son influence sur le succès de la thérapie.
L'équipe de recherche a publié les résultats de son étude dans la revue Communication Nature . Dr Maik Luu, postdoc dans le laboratoire du Professeur Michael Hudecek à la Clinique Médicale et Polyclinique II de l'Hôpital Universitaire de Würzburg, était responsable de la découverte. Un autre participant était le professeur Alexander Visekruna de l'Institut de microbiologie médicale et d'hygiène de l'Université Philipps de Marburg, où Luu a fait des recherches avant de déménager à Würzburg.
"Nous avons pu montrer que les acides gras à chaîne courte butyrate et, en particulier, pentanoate sont capables d'augmenter l'activité cytotoxique des cellules T CD8, " Maik Luu décrit le résultat central de l'étude maintenant publiée. Les cellules T CD8 sont parfois aussi appelées cellules tueuses. Dans le cadre du système immunitaire, c'est leur tâche de tuer spécifiquement les cellules qui sont nocives pour l'organisme.
Acides gras à chaîne courte, à son tour, appartiennent à la classe la plus dominante de métabolites du microbiome intestinal. D'un côté, ils peuvent stimuler le métabolisme des cellules T en induisant des régulateurs centraux du métabolisme énergétique. D'autre part, ils peuvent inhiber des enzymes spécifiques qui régulent l'accessibilité au matériel génétique et donc l'expression des gènes dans les cellules T. Ce faisant, ils induisent des changements épigénétiques.
Lorsque les acides gras à chaîne courte reprogramment les cellules T CD8, l'un des résultats est une production accrue de molécules pro-inflammatoires et cytotoxiques."
Dr Maik Luu, Chercheur
Dans l'expérience, le traitement avec le pentanoate d'acide gras a augmenté la capacité des cellules T spécifiques de la tumeur à combattre les modèles de tumeurs solides. "Nous avons pu observer le même effet en combattant les cellules tumorales avec les cellules dites CAR-T, ", dit le scientifique.
Les cellules CAR-T sont écrites en tant que "cellules T de récepteur d'antigène chimérique". Alors que les cellules T normales sont en grande partie « aveugles » aux cellules tumorales, Les cellules CAR T sont capables de reconnaître des antigènes cibles spécifiques à la surface de la tumeur et de détruire les cellules cancéreuses grâce à une modification génétique. Michael Hudecek est l'un des principaux experts dans le domaine de la recherche sur les cellules CAR-T.
"Les résultats sont un exemple de la façon dont les métabolites des bactéries intestinales peuvent modifier le métabolisme et la régulation génique de nos cellules et ainsi influencer positivement l'efficacité des thérapies tumorales, " dit Maik Luu. En particulier, l'utilisation des cellules CAR-T contre les tumeurs solides pourrait en bénéficier.
Dans ces cas, la thérapie avec des cellules génétiquement modifiées a été jusqu'à présent beaucoup moins efficace que le traitement de tumeurs hématologiques telles que la leucémie. Cela pourrait changer si les cellules CAR-T étaient traitées avec du pentanoate ou d'autres acides gras à chaîne courte avant d'être utilisées chez les patients, espèrent les scientifiques.
Cet effet pourrait notamment être exploité via la composition de la colonisation intestinale bactérienne - d'autant plus que Luu et les autres personnes impliquées dans l'étude ont également pu identifier le pentanoate producteur essentiel de la flore intestinale :la bactérie Megasphaera massiliensis.
Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir avant que les nouvelles découvertes ne conduisent à de nouvelles thérapies pour les patients atteints de cancer. Dans une prochaine étape, l'équipe de recherche élargira dans un premier temps le spectre des maladies tumorales étudiées et, en plus d'autres tumeurs solides, examinent également les maladies tumorales hématologiques telles que le myélome multiple. En outre, il souhaite étudier plus intensément le fonctionnement des acides gras à chaîne courte afin d'identifier des points de départ pour des modifications génétiques ciblées.
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