La plupart des cancers n'ont pas de microbiome — mais les tumeurs intestinales abritent des communautés microbiennes complexes

Le microbiome tumoral a suscité un intérêt scientifique considérable, mais des publications contradictoires ont laissé des questions fondamentales sans réponse : la plupart des tumeurs solides hébergent-elles réellement des micro-organismes, ou les signaux rapportés sont-ils en grande partie des artefacts de contamination ? Cette étude à grande échelle, rigoureuse sur le plan méthodologique, a été conçue pour trancher ces questions.

L'équipe a développé et évalué un pipeline bioinformatique multi-étapes pour la soustraction des séquences de l'hôte et la classification microbienne, puis l'a appliqué à 16 369 jeux de données de séquençage du génome entier de tumeurs à haute profondeur issus du UK 100,000 Genomes Project — l'une des analyses les plus vastes de ce type à ce jour. Le pipeline a été validé par des expériences de mélange microbe-hôte in vitro et des simulations in silico afin d'établir des seuils de détection et des niveaux de référence en matière de contamination.

Le résultat principal est frappant par sa sobriété : après une décontamination approfondie, la grande majorité des types de cancer présentaient des signaux microbiens statistiquement indiscernables du bruit de fond de contamination. Cela remet directement en cause les affirmations pan-cancéreuses antérieures faisant état de microbiomes tumoraux répandus dans des tissus tels que le sein, le poumon et le cerveau. L'étude suggère que de nombreux résultats positifs antérieurs pourraient avoir été induits par une décontamination insuffisante.

En revanche, les cancers orodigestifs — touchant la bouche, l'œsophage, l'estomac et le colorectum — présentaient de véritables communautés polymicrobiennes multi-règnes, reproductibles. Ces communautés comprenaient des bactéries, des champignons, des virus, des archées et, dans certains cas, Trichomonas, un parasite protozoaire inhabituel rarement signalé dans le contexte tumoral. La composition des communautés variait de façon significative selon le site anatomique de la tumeur et le sous-type histologique, confirmant une spécificité biogéographique plutôt qu'une colonisation aléatoire.

Un résultat particulièrement important est l'association entre la charge microbienne et la charge mutationnelle tumorale. Les tumeurs présentant une instabilité des microsatellites (MSI) ou des mutations dans les gènes de l'ADN polymérase POLE ou POLD1 — toutes deux à l'origine d'une hypermutation — montraient une colonisation microbienne significativement élevée dans les différents types de cancers orodigestifs. Cette corrélation soulève la possibilité qu'une barrière muqueuse perturbée dans les tumeurs fortement mutées permette une infiltration microbienne plus importante, ou, à l'inverse, que certains micro-organismes contribuent au paysage mutationnel ou co-évoluent avec lui. Des analyses de validation externe ont été réalisées pour corroborer les principaux résultats. Les réserves incluent le recours aux données de séquençage plutôt qu'à la culture tissulaire directe, ainsi que la difficulté inhérente à exclure définitivement toutes les sources de contamination dans toute étude du microbiome basée sur le séquençage.