Des chercheurs de Princeton découvrent un lien entre les microbes et les cancers chez des renards californiens menacés

Les microbes du staphylocoque peuvent-ils conduire au cancer ?

Les microbes sont connus pour affecter la digestion, humeur et santé globale, et maintenant, des chercheurs de Princeton ont montré qu'un changement dans le microbiome est lié au cancer – du moins dans une sous-espèce menacée de renards que l'on ne trouve que sur une île au large de la côte californienne.

Leur recherche suggère un processus en plusieurs étapes :les renards de la taille d'un chat de Santa Catalina sont infestés de mites d'oreille, qui modifient le microbiome des renards et permettent à une infection à staphylocoques de s'installer. Alors que Staphylococcus pseudintermedius sévit, l'infection résistante aux antibiotiques conduit à une inflammation chronique des oreilles des renards. Dans cet environnement de tissus enflammés, les tumeurs peuvent prospérer. Les chercheurs ont détaillé leurs découvertes dans la revue Écologie moléculaire .

« Nous étions vraiment ravis de trouver des résultats aussi clairs, " a déclaré Alexandra DeCandia, le premier auteur de l'article et étudiant diplômé du laboratoire de Bridgett vonHoldt, professeur agrégé d'écologie et de biologie évolutive à l'Université de Princeton. "Tout ce que nous avons trouvé - réduction de la diversité des espèces, changements dans la composition de la communauté, surabondance d'espèces potentiellement pathogènes - correspond à nos attentes."

Le projet a commencé pendant les efforts de conservation sur l'île de Santa Catalina, lorsque les chercheurs ont remarqué qu'environ la moitié des renards adultes avaient des tumeurs qui se développaient dans leurs oreilles. C'est l'un des taux de tumeurs les plus élevés jamais observés chez la faune, incitant une étude de suivi immédiate.

Les premiers travaux ont démontré un lien entre l'infection par les acariens de l'oreille et la croissance tumorale. La plupart des chercheurs ont émis l'hypothèse que les acariens d'oreille conduisaient à une inflammation chronique, provoquant finalement la croissance des tumeurs. L'équipe de DeCandia et vonHoldt a voulu savoir si le microbiome jouait également un rôle dans ce système.

Cet accent mis sur la diversité au sein du microbiome fait de leur travail un excellent exemple de l'orientation future du domaine. Nous n'avons appris que récemment à quel point le microbiome est important pour la santé d'un individu, qu'il s'agisse d'un animal ou d'un humain. Précédemment, les scientifiques n'ont examiné qu'une partie du tableau. Ils n'examinaient certainement pas les microbiomes - ils n'avaient même pas d'outils pour le faire. ... En examinant cela, nous avons fini par comprendre qu'un manque de diversité dans cette communauté microbienne, combiné avec la génétique des renards, le mieux nous aide à comprendre non seulement la menace de cette maladie particulière, mais aussi d'autres maladies. C'est vraiment un nouveau paradigme pour comprendre les menaces qui pèsent sur les espèces menacées."

Georges Amato, directeur de la génomique de la conservation au Musée américain d'histoire naturelle

Les renards de Santa Catalina menacés sont l'une des six sous-espèces de renards des îles anglo-normandes (Urocyon littoralis) qui vivent sur six des huit îles anglo-normandes au large de la côte sud de la Californie. Plusieurs des sous-espèces, y compris ceux de Santa Catalina (U. littoralis catalinae), ont fait des rebonds impressionnants au bord de l'extinction - avec pour résultat qu'ils sont tous incroyablement similaires génétiquement, presque des clones les uns des autres.

L'absence quasi totale de diversité génétique des renards en fait des sujets de recherche fascinants, dit DeCandia.

"Nous considérons généralement la diversité génétique comme une chose bonne et nécessaire, ", a-t-elle déclaré. "Cela maintient les organismes en bonne santé - pensez aux effets négatifs sur la santé associés à la consanguinité - et aide les populations à survivre aux changements inattendus de leur environnement. Mais malgré presque aucune variation génétique, ces renards présentent très peu de signes de mauvaise santé ou de dépression de consanguinité. Cela nous amène à nous demander si d'autres formes de diversité - telles que leurs organismes résidents - deviennent des acteurs importants de la santé et de l'immunité. C'est pourquoi nous avons concentré notre étude sur le microbiome et la maladie de ces renards."

Le lien entre les microbes et les cancers était une découverte inattendue, a dit DeCandia. « Quand nous avons entrepris cette étude pour la première fois, nous voulions simplement caractériser le microbiome sur quelques sites corporels différents chez les renards. Tout comme les naturalistes du XIXe siècle se chargeaient d'un nouvel habitat et d'un catalogue d'espèces, nous avions initialement l'intention de cataloguer les microbes. Cependant, après avoir examiné de plus près les conduits auditifs, nous avons trouvé qu'il y avait beaucoup de variation associée au statut d'infection par les acariens. Nous avons ensuite fait pivoter le document pour nous concentrer presque entièrement sur les microbes du conduit auditif associés à l'infection par les acariens !"

Avec leurs collaborateurs du Catalina Island Conservancy, ils ont écouvillonné des dizaines de renards pour collecter des microbes, puis extrait l'ADN pour déterminer quels microbes étaient présents dans tous leurs échantillons - et dans quelles abondances relatives.

"Puisque les microbes existent au sein d'une communauté, la proportion relative compte, " a déclaré DeCandia.

Ils ont découvert que les conduits auditifs infectés par les acariens avaient des communautés microbiennes significativement différentes de celles des oreilles non infectées. La richesse globale des espèces était plus faible, et l'abondance relative était biaisée en faveur d'une espèce bactérienne :S. pseudintermedius, ce qui est courant chez les canidés (y compris les chiens) et peut devenir un agent pathogène opportuniste lorsque les communautés sont perturbées, comme par une infestation d'acariens.

Le microbe staphylocoque forme alors des biofilms résistants aux antibiotiques qui sont "incroyablement difficiles" à éradiquer pour le système immunitaire, dit DeCandia. Par conséquent, cette souche de staphylocoque est liée à une inflammation chronique chez de nombreuses espèces.

Les chercheurs tentent toujours de clarifier les relations de cause à effet - par exemple, si les acariens apportent les microbes du staphylocoque ou s'ils étaient présents mais latents jusqu'à ce que les acariens aient causé suffisamment de dommages structurels pour permettre au staphylocoque d'avoir un boom démographique - mais la chaîne de corrélations est claire :l'infection par les acariens est liée à une prolifération de S. pseudo intermédiaire, qui est liée à l'inflammation chronique associée à la tumorigenèse.

Une question majeure en suspens est de savoir pourquoi, des six sous-espèces de renards des îles Anglo-Normandes, seulement trois ont des acariens et un seul - les renards de l'île de Catalina - montre une croissance tumorale significative.

La nouvelle étude renforce les recherches antérieures dans lesquelles les membres du laboratoire de vonHoldt, dont Kennedy Leverett de la promotion 2020, étudié les modifications du microbiome cutané associées à la gale sarcoptique, qui est causée par une autre espèce d'acarien. Ils regardaient les coyotes, renards roux et renards gris et ont trouvé des signatures remarquablement cohérentes de perturbation microbienne qui correspondaient presque exactement à l'étude sur les renards insulaires :les individus infectés présentaient une diversité de microbiome réduite et une abondance plus élevée de S. pseudintermedius.

« Considérés ensemble, ces deux études suggèrent que cette espèce microbienne est un acteur important dans les microbiomes canidés et peut fonctionner dans un certain nombre de maladies, " a déclaré DeCandia.

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