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Lien entre régime alimentaire, bactéries et progression du cancer

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Publié le mardi 30 avril 2019

Les chercheurs de l’Université du Luxembourg ont montré, au cours d'une étude in vitro, qu'une combinaison de facteurs alimentaires et de bactéries intestinales peut inhiber la progression du cancer colorectal. 

Leurs résultats, publiés dans la prestigieuse revue en libre accès Cell Reports, pourraient encourager l’utilisation de recommandations alimentaires à des fins thérapeutiques pour améliorer l’efficacité de la chimiothérapie et en réduire la toxicité.

Lien entre régime alimentaire et progression du cancer

L’alimentation d’une personne peut avoir des effets significatifs sur le microbiote intestinal, c’est-à-dire les populations de micro-organismes comme les bactéries qui vivent dans l’intestin humain. Il est bien connu que les habitudes alimentaires, par le biais d’interactions métaboliques complexes, contribuent à la prévention du cancer. Plus particulièrement, les régimes alimentaires riches en fibres réduisent le risque de développer certains cancers comme le cancer colorectal (CCR). Bien que de tels régimes représentent un moyen efficace de prévenir le cancer, leur possible rôle dans la progression et le traitement du cancer demeure toutefois mal connu.

Une équipe de scientifiques du Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) et de la Life Sciences Research Unit (LSRU) de l’Université du Luxembourg a découvert qu’une combinaison de prébiotiques, comme les fibres alimentaires, et de probiotiques, c’est-à-dire des bactéries bénéfiques spécifiques, réduit l’expression des gènes pro-cancérigènes et de résistance aux médicaments. Cela entraîne des changements métaboliques qui affectent la croissance des cellules cancéreuses et pourrait contribuer à traiter des maladies comme le CCR.

Des interactions entre fibres alimentaires, bactéries et cellules humaines

Pour étudier les interactions entre le régime alimentaire, le microbiote et l’hôte, les biologistes ont travaillé avec HuMiX (« Human-Microbial X(cross)-talk »), un modèle in vitro de l’intestin unique (« intestin sur puce ») qui permet de cultiver des cellules intestinales humaines avec des bactéries, dans un environnement représentatif des conditions réelles. Dans cette étude, ils ont analysé les effets de différents régimes alimentaires et d’un probiotique spécifique sur les cellules CCR.

Alors que pris séparément, les traitements riches en fibres ou en probiotique n’ont pas donné de résultats significatifs, la combinaison des fibres et des probiotiques a permis d’obtenir les effets bénéfiques observés. Avec l’appui de collaborateurs, les chercheurs ont intégré un modèle métabolique informatisé des interactions entre le régime alimentaire, l’hôte et le microbiote. Ils ont ainsi identifié les effets du traitement combiné : la régulation négative des gènes associés au cancer colorectal et à la résistance aux médicaments ainsi que l’atténuation de la capacité de renouvellement des cellules cancéreuses. Par le biais d’analyses moléculaires minutieuses, ils ont également identifié un cocktail de molécules produit par la combinaison des fibres et des probiotiques, fournissant ainsi une base pour comprendre le mécanisme à l’origine des effets bénéfiques observés.

« Actuellement, durant un traitement par chimiothérapie, les patients cancéreux ne bénéficient pas de recommandations alimentaires fondées sur des données factuelles. Nos résultats constituent une base pour utiliser les interactions entre les aliments et le microbiote comme une approche thérapeutique complémentaire dans la thérapie anticancéreuse », explique Dr Kacy Greenhalgh, post-doctorante au sein du groupe Eco-Systems Biology au LCSB et premier auteur de l’étude. « J’espère que nos résultats parviendront jusqu’aux patients et aux médecins, et qu’à l’avenir, les recommandations alimentaires personnalisées seront plus fréquemment incluses dans le traitement du cancer. »

« C’est particulièrement le cas dans le CCR, où le microbiote a gagné en importance au cours des dernières années. Une meilleure compréhension des interactions entre le microbiote et l’hôte pourrait permettre de mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients CCR, » ajoute Dr Elisabeth Letellier, chercheuse au sein du groupe Molecular Disease Mechanisms au LSRU.

Les scientifiques poursuivent maintenant leurs travaux de recherche avec des modèles animaux, afin de confirmer les effets positifs observés dans les cultures cellulaires.

Une approche collaborative et interdisciplinaire

Ce projet de recherche a été mené à bien grâce à la collaboration entre différents groupes de l’Université du Luxembourg. « Déchiffrer les interactions complexes entre l’hôte, le régime alimentaire et le microbiote, et leurs effets sur la santé et les maladies nécessite les efforts concertés de spécialistes issus de différents domaines. L’approche interdisciplinaire a été cruciale pour comprendre les processus moléculaires très complexes sous-tendant les effets bénéfiques observés » souligne le professeur associé Paul Wilmes, responsable du groupe Eco-Systems Biology au LCSB et auteur principal de l’étude.

L’étude a été financée par le Fonds National de la Recherche (FNR), l’Université du Luxembourg et le Personalised Medicine Consortium (PMC).

Légende : «Certains des chercheurs qui ont mené l'étude. De gauche à droite: Audrey Frachet, Serge Haan, Elisabeth Letellier, Kacy Greenhalgh, Rashi Halder, Javier Ramiro-Garcia et Paul Wilmes. »

Copyright pour les photos: © Université du Luxembourg