Un nouveau type de thérapie inspiré par les bactéries présentes dans les tumeurs propose une approche complètement différente de la lutte contre le cancer : non pas pour combattre de front les cellules cancéreuses elles-mêmes, mais pour attaquer précisément le système de production d'énergie dont elles dépendent pour survivre. Une équipe de recherche de l'Université de l'Illinois à Chicago a emprunté des stratégies aux bactéries du microenvironnement tumoral pour concevoir un médicament anticancéreux expérimental qui inhibe la croissance tumorale en détruisant la fonction mitochondriale des cellules cancéreuses.
Dans les modèles de cancer de la prostate, cette thérapie est particulièrement efficace lorsqu'elle est utilisée en association avec la radiothérapie conventionnelle, freinant considérablement la croissance tumorale. Au centre de l'étude se trouve un peptide synthétisé en laboratoire appelé aurB, dérivé d'une protéine bactérienne qui, en pénétrant dans les cellules cancéreuses, attaque les mitochondries, les « centrales électriques » de la cellule responsables de la production d'énergie. Lorsque l’approvisionnement en énergie est coupé, il est difficile pour les cellules tumorales de continuer à survivre et à se développer. Les résultats pertinents ont été publiés dans la revue « Signal Transduction and Targeted Therapy ».
Le responsable de la recherche Tohru Yamada, professeur agrégé au Département de chirurgie et de génie biomédical de l'Université de l'Illinois à Chicago et membre du Centre de lutte contre le cancer de l'Université de l'Illinois, a déclaré que les mitochondries sont cruciales pour la survie cellulaire et que de nombreuses cellules cancéreuses modifient considérablement leur nombre et leur activité afin d'obtenir une croissance rapide et invasive, de sorte que les mitochondries elles-mêmes constituent une cible thérapeutique attrayante. La communauté scientifique sait depuis longtemps que les bactéries existent dans les tissus tumoraux et font partie du microenvironnement tumoral. Ces dernières années, les chercheurs ont commencé à explorer systématiquement les ressources moléculaires anticancéreuses que peuvent contenir ces micro-organismes.
Auparavant, l'équipe de Yamada avait découvert qu'un type de protéine bactérienne appelée céruloplasmine (cuprédoxine) avait la capacité d'inhiber la croissance tumorale. Ce type de protéine contient du cuivre et peut transférer des électrons entre protéines. L'équipe a développé des médicaments peptidiques basés sur cette protéine et a mené des tests approfondis dans le cadre d'essais cliniques chez l'adulte, sur le cancer du cerveau chez l'enfant et dans d'autres études. Cependant, ce médicament candidat précoce repose sur la fonction du gène suppresseur de tumeur p53, qui présente souvent diverses mutations dans différents cancers et dont l'état fonctionnel varie considérablement, ce qui fait que le médicament est efficace chez certains patients et a un effet limité chez d'autres. Pour se débarrasser de cette limitation, l’équipe de recherche a commencé à rechercher de nouveaux facteurs anticancéreux « indépendants de la fonction p53 ».
À cette fin, les chercheurs se sont tournés vers des protéines bactériennes qui agissent directement sur les mitochondries et ont finalement découvert une autre céruloplasmine agissant par la voie mitochondriale. Dans la dernière étude, l’équipe a analysé des échantillons de tumeurs provenant de patientes atteintes d’un cancer du sein, a séquencé les communautés bactériennes qu’elles contiennent et a découvert qu’une bactérie se distinguait parce qu’elle transportait un type de céruloplasmine appelé auracyanine, qui était fonctionnellement similaire aux protéines précédemment étudiées. Sur la base de cette protéine, les scientifiques ont conçu un nouveau médicament peptidique aurB.
Dans des expériences cellulaires en laboratoire, aurB a pu pénétrer dans les mitochondries des cellules tumorales et se lier à une enzyme clé, l'ATP synthase, interférant ainsi avec la production d'ATP, la principale monnaie énergétique de la cellule. L’équipe a testé aurB dans des lignées cellulaires dépourvues de p53 actif et dans des modèles murins de cancer de la prostate qui avaient perdu leur réponse à l’hormonothérapie. Les résultats ont montré que lorsque l'aurB était associé à un traitement standard du cancer de la prostate - la radiothérapie - il inhibait de manière significative la croissance tumorale sans signes évidents de toxicité. Yamada a souligné que ce régime combiné améliorait de manière significative l’activité anti-tumorale du peptide et qu’une réduction significative du volume de la tumeur était également observée dans le modèle classique de métastases osseuses tibiales. Les données précliniques sont encourageantes.
Actuellement, l'équipe de recherche a déposé une demande de brevet pour l'aurB avec le soutien de l'Office of Technology Management de l'Université de l'Illinois à Chicago et évalue les voies permettant de faire progresser cette thérapie dans les essais cliniques sur l'homme. Yamada continue également de creuser plus profondément dans les ressources bactériennes pour rechercher davantage de molécules candidates pouvant être converties en médicaments anticancéreux. Il estime que l’auracyanine n’est que la pointe de l’iceberg d’un potentiel « trésor de médicaments ». « Il existe de nombreuses autres protéines bactériennes qui pourraient potentiellement constituer une source de médicaments anticancéreux », a-t-il déclaré. "Nous ne les avons tout simplement pas encore tous essayés."