Des chercheurs de l'Université de Waterloo ont développé des bactéries modifiées génétiquement conçues pour envahir et manger les tumeurs solides de l'intérieur vers l'extérieur. L'approche utilise des microbes qui prospèrent dans des environnements sans oxygène, ciblant les noyaux des tumeurs pauvres en oxygène. Une modification génétique permet aux bactéries de survivre près des bords oxygénés, contrôlée par un mécanisme de quorum-sensing.
Des scientifiques de l'Université de Waterloo font progresser un nouveau traitement contre le cancer en modifiant des bactéries pour cibler et consommer les tumeurs solides de l'intérieur. La stratégie repose sur Clostridium sporogenes, une bactérie du sol qui ne survit que dans des conditions sans oxygène. Les noyaux internes de nombreuses tumeurs solides sont composés de cellules mortes et manquent d'oxygène, offrant un habitat idéal pour que ces microbes se multiplient et se nourrissent de nutriments. nn«Les spores bactériennes pénètrent dans la tumeur, trouvant un environnement riche en nutriments et sans oxygène, que cet organisme préfère, et commencent à consommer ces nutriments et à croître en taille», a expliqué le Dr Marc Aucoin, professeur de génie chimique à Waterloo. «Ainsi, nous colonisons maintenant cet espace central, et la bactérie élimine essentiellement la tumeur du corps.»nnUn défi clé survient lorsque les bactéries se propagent vers les bords de la tumeur, où des traces d'oxygène les tuent avant d'éradiquer complètement le cancer. Pour y remédier, l'équipe a inséré un gène d'une bactérie apparentée tolérante à l'oxygène, permettant la survie dans des zones pauvres en oxygène. Cependant, une activation précoce de ce trait pourrait permettre une croissance dans des parties du corps riches en oxygène comme le sang, posant des risques.nnLes chercheurs ont résolu cela en intégrant le quorum sensing, un système de communication bactérien utilisant des signaux chimiques. À mesure que le nombre de bactéries augmente dans la tumeur, le signal s'intensifie, activant le gène de tolérance à l'oxygène seulement lorsque suffisamment de microbes sont présents. Cela assure une action ciblée à l'intérieur de la tumeur.nnDans des travaux antérieurs, l'équipe a modifié génétiquement Clostridium sporogenes pour une meilleure résistance à l'oxygène. Une expérience ultérieure a testé le circuit de quorum-sensing en programmant les bactéries pour produire une protéine fluorescente verte, vérifiant le moment de l'activation. «En utilisant la biologie synthétique, nous avons construit quelque chose comme un circuit électrique, mais au lieu de fils, nous avons utilisé des morceaux d'ADN», a déclaré le Dr Brian Ingalls, professeur de mathématiques appliquées à Waterloo. «Chaque pièce a son rôle. Une fois assemblées correctement, elles forment un système qui fonctionne de manière prévisible.»nnLe projet est né de la recherche de l'étudiant de doctorat Bahram Zargar sous la supervision d'Ingalls et de la professeure retraitée Dr Pu Chen. Il implique une collaboration avec CREM Co Labs à Toronto, cofondée par Zargar, et l'ancienne étudiante doctorante Dr Sara Sadr. Les étapes futures incluent l'intégration des deux modifications dans une seule bactérie pour des essais précliniques sur tumeurs.nnLes résultats paraissent dans ACS Synthetic Biology (2025; 14(12): 4857).
