Le cancer est une maladie due à des mutations dans les gènes de l'organisme qui en est affecté. Ces mutations entraînent une dérégulation des cellules impliquées, désactiver les programmes qui modulent la croissance et la prolifération cellulaires, ou qui forment des tumeurs.
Cependant, tous les cancers humains ne sont pas causés uniquement par des mutations du génome humain. Par exemple, les cancers du pancréas hébergent le plus souvent des microbes qui dégradent les agents chimiothérapeutiques les plus couramment utilisés chez ces patients, comme le montre une étude de 2017 dans la revue Science. Cela a conduit le chercheur Gregory Poore à étudier le rôle des microbes dans divers cancers.
En collaboration avec des experts de diverses disciplines, les chercheurs ont exploré les interactions multicouches qui se produisent entre les tumeurs et l'hôte de microbes qui vivent sur et dans le corps humain. Le chercheur principal Rob Knight a déclaré :"Presque tous les efforts de recherche sur le cancer antérieurs ont supposé que les tumeurs étaient des environnements stériles et ont ignoré l'interaction complexe que les cellules cancéreuses humaines peuvent avoir avec les bactéries, virus et autres microbes qui vivent dans et sur notre corps. Le nombre de gènes microbiens dans notre corps dépasse largement le nombre de gènes humains, il ne devrait donc pas être surprenant qu'ils nous donnent des indices importants sur notre santé."
Détecter le cancer à ses premiers stades à partir d'une simple prise de sang est l'objectif de plusieurs sociétés qui développent actuellement des « biopsies liquides » pour détecter l'ADN tumoral humain circulant. Maintenant, les chercheurs de l'UC San Diego ont démontré qu'ils peuvent déterminer qui a le cancer, et quel genre, basé sur une lecture de l'ADN microbien trouvé dans leur sang. Crédit d'image :Szabolcs Borbely/Shutterstock La première étape a consisté à examiner les données sur les gènes microbiens déposées dans The Cancer Genome Atlas, qui est une base de données massive de données génomiques associées aux tumeurs collectées à partir de milliers de tumeurs et maintenue par le National Cancer Institute. Les chercheurs disent que c'est la première fois que les scientifiques tentent d'identifier l'ADN microbien à partir de données génomiques humaines à une échelle aussi impressionnante.
Ils ont examiné plus de 18 ans, 000 échantillons de tumeurs humaines, tiré de près de 10, 500 patients avec 33 types de tumeurs différents. Ils ont essayé de trouver des modèles distinctifs de gènes microbiens associés à des tumeurs spécifiques. Certains sont déjà connus, comme le lien entre le VPH (virus du papillome humain) et le cancer du col de l'utérus, diriger, et le cou, ou celui de Fusobactérie espèces atteintes de cancers de l'intestin.
Les scientifiques ont également découvert de nombreux nouveaux modèles microbiens capables de distinguer un type de cancer d'un autre. Un exemple est celui de Fécalibactérie , une espèce qui peut distinguer le cancer du côlon d'autres types de tumeurs.
Les chercheurs sont ainsi parvenus à comprendre à quoi ressemble le microbiome de milliers d'échantillons de cancer. L'étape suivante consistait à utiliser la puissance de l'apprentissage automatique pour voir si l'un de ces modèles microbiens était spécifique aux cancers de certains types. Ils ont formé leurs programmes d'apprentissage automatique pour détecter ces associations spécifiques et les utiliser pour diagnostiquer le type de cancer. Ils ont ensuite testé leurs centaines de modèles et ont trouvé, à leur satisfaction, qu'ils pouvaient identifier le type de cancer en se basant uniquement sur l'ADN microbien dans le sang.
L'étape suivante, pour les scientifiques, était d'éliminer les cancers avancés de l'ensemble de données. Le programme était encore capable de distinguer de nombreux types de cancer aux stades I et II en se basant uniquement sur des données microbiennes. Les chercheurs ont ensuite mis en œuvre des procédures rigoureuses pour décontaminer les données bioinformatiques, ce qui signifie que plus de 90 % des données microbiennes ont été supprimées. Toutefois, la machine a correctement identifié de nombreux cancers précoces par type.
Dans une étude pilote, l'équipe de chercheurs a prélevé des échantillons de sang d'environ 100 patients atteints de trois types de cancer, dont environ 60, 25, et 15 malades, chacun avec la prostate, poumon, et le cancer du mélanome. Ils ont utilisé leurs outils sur mesure pour s'assurer que les données étaient aussi fiables que possible en éliminant les lectures contaminantes. Ils ont ensuite pris des lectures du profil microbien pour chacun des échantillons de sang.
En comparant ces profils entre eux et avec les échantillons de plasma prélevés sur environ 70 volontaires sains, l'équipe a découvert que leurs modèles d'apprentissage automatique pouvaient différencier les personnes atteintes de cancer de celles qui n'en ont pas, dans la majorité des cas. C'est-à-dire, ils pourraient détecter 86% des personnes atteintes d'un cancer du poumon tout en excluant correctement une maladie pulmonaire chez tous les individus négatifs pour cette maladie. Ils pourraient également faire la distinction entre chacun des types de cancer. Par exemple, ils pouvaient à juste titre dire dans 81 % des cas si le patient avait un cancer du poumon ou un cancer de la prostate.
Le co-auteur Sandip Pravin Patel a déclaré :"La capacité, dans un seul tube de sang, avoir un profil complet de l'ADN de la tumeur (nature) ainsi que de l'ADN du microbiote du patient (nurture), pour ainsi dire, est un pas en avant important pour mieux comprendre les interactions hôte-environnement dans le cancer. l'utilisant ainsi non seulement comme un outil de diagnostic mais comme un outil de surveillance pour le suivi à long terme de l'efficacité du traitement.
Il continue, "Cela pourrait avoir des implications majeures pour la prise en charge des patients atteints de cancer, et dans la détection précoce du cancer si ces résultats continuent de se confirmer dans d'autres tests."
Patel explique que la plupart des cancers aujourd'hui ne peuvent être diagnostiqués que par biopsie chirurgicale, qui consiste à retirer un morceau de la tumeur suspectée et à la faire examiner par des experts. Le diagnostic repose sur les marqueurs moléculaires propres à chaque type de cancer. Le problème avec cette approche est qu'elle est invasive, prend du temps, et est cher.
Récemment, des biopsies liquides ont été développées pour plusieurs de ces cancers. Ici, un échantillon de sang est utilisé pour détecter des mutations spécifiques dans l'ADN humain trouvé dans la circulation pour diagnostiquer des tumeurs spécifiques. Alors que les marqueurs sanguins (principalement des molécules présentes à la surface des cellules tumorales) sont déjà utilisés pour diagnostiquer et surveiller l'évolution de certaines tumeurs, les marqueurs génétiques sont relativement nouveaux. Ils sont utilisés dans certaines tumeurs pour retracer l'évolution de la maladie, mais leur utilisation pour le diagnostic des tumeurs n'est pas approuvée par la Food and Drug Administration (FDA).
La raison en est la faible précision de ces tests pour faire la distinction entre les variations normales des gènes humains et la présence réelle de mutations dans le cancer précoce. Non seulement ainsi, dit Patel, "ils ne peuvent pas détecter les cancers là où les altérations génomiques humaines ne sont pas connues ou ne sont pas détectables."
Cela signifie que les biopsies liquides sont susceptibles d'avoir un taux élevé de faux négatifs, surtout pour les tumeurs rares. Si le taux de mutation est faible, et le nombre de cellules perdues est également faible, les chances de ramasser la mutation sont en effet peu nombreuses. Ainsi, le patient pourrait bien se faire dire qu'il n'y a aucun signe de cancer malgré la présence d'une tumeur.
Le test actuel qui est basé sur la détection de l'ADN microbien plutôt que de l'ADN tumoral, c'est qu'il reflète des changements plus perceptibles parce que, contrairement à l'uniformité de l'ADN humain dans tous les tissus du corps humain, les profils d'ADN microbien varient énormément d'un tissu à l'autre. Ainsi, plutôt que d'espérer détecter l'un des changements relativement rares de l'ADN humain pour diagnostiquer une tumeur, il est plus facile de détecter les changements dans l'ADN microbien qui pourraient refléter avec précision la présence de cancers ainsi que leur type, plus tôt dans le processus de formation tumorale, par rapport aux biopsies liquides, au moins à leur stade actuel. C'est également vrai pour les cancers qui n'ont pas de mutations génétiques qui sont actuellement détectables à l'aide de biopsies liquides.
La plate-forme actuelle peut toujours renvoyer des faux négatifs, disent les chercheurs, mais ils affinent leur approche avec plus de données pour augmenter la précision de la prédiction. Un autre danger avec cette approche est le surdiagnostic des tumeurs ou un taux élevé de faux positifs.
Et troisièmement, de nombreuses mutations ne sont pas cancéreuses mais sont liées à l'âge ou sont du type à résolution spontanée. En réalité, sans le test d'ADN microbien, l'individu ne les connaîtrait jamais du tout. Même certains cancers précoces ne méritent pas vraiment de traitement. Par conséquent, il est essentiel de se rappeler que le dépistage et le diagnostic précoce du cancer ne sont pas toujours nécessaires. La nécessité de telles procédures doit être décidée par un clinicien.
Les lectures microbiennes positives ne doivent pas non plus être considérées comme signifiant un cancer, à moins que des tests supplémentaires ne soient effectués pour confirmer la présence d'une tumeur, déterminer son type et son emplacement.
L'équipe est impatiente de développer un test approuvé par la FDA pour diagnostiquer le cancer.
Pour y parvenir, ils doivent dresser le profil des profils microbiens « normaux » chez les personnes en bonne santé de nombreuses populations différentes. Deuxièmement, ils doivent décider si les signatures microbiennes trouvées dans le sang mort reflètent la présence de morts, habitent, ou des microbes éclatés. Ceci est important pour développer une approche plus précise.
Les résultats préliminaires doivent être validés dans une population plus large avec une plus grande variété de patients, ce qui implique un coût initial élevé. Pour les aider à atteindre leurs objectifs, l'équipe a déposé des demandes de brevet et lancé une société appelée Micronoma.
Les chercheurs soulignent que bien que les microbiologistes utilisent couramment des protocoles de décontamination dans leur travail, ce n'est pas une pratique fréquente dans les études sur le cancer. Ils espèrent que cette étude changera l'accent dans le domaine de la biologie du cancer, en rendant les scientifiques du cancer plus conscients des microbes dans le corps humain.
Deuxièmement, cela pourrait aider à faire avancer le nouveau domaine des microbiomes sanguins associés au cancer dans la thérapeutique, aider à comprendre ce que les microbes font dans le cancer et s'ils peuvent être utilisés pour traiter ces conditions. Et si oui, la question suivante est de savoir si elles peuvent être fournies ou imitées pour traiter le cancer avec plus de succès.
Une étude suggère un lien entre l'utilisation de probiotiques et le « brouillard cérébral »
Le méta-codage à barres de l'ADN pourrait améliorer l'analyse de l'alimentation humaine
Antibiotique X-206 efficace contre le SRAS-CoV-2 in vitro
Le régime occidental peut augmenter le risque de « septicémie mortelle »,
PENTAX Medical lève 125 $,
Le microbiote rural et urbain diffère dès le plus jeune âge,
Les préparations à base de lait de chèvre sont bonnes pour la santé intestinale des nourrissons
Des chercheurs du laboratoire du RMIT ont analysé le lait maternisé de chèvre et ont examiné les oligosaccharides quil contient. Ces sucres simples et les prébiotiques présents dans les préparations p
Une grande étude révèle que la charge virale du SRAS-CoV-2 est la plus faible chez les enfants
Une nouvelle étude stimulante menée par des chercheurs aux Pays-Bas confirme lhypothèse selon laquelle, pour linfection par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), un âge p
Les scientifiques développent des peptides qui rétablissent l'équilibre des bactéries intestinales et inversent l'athérosclérose
Les chercheurs continuent dexplorer le rôle des bactéries intestinales sur la santé, y compris son lien avec la dépression, maladies auto-immunes, santé mentale, et lobésité. Maintenant, une équipe