Microbiote intestinal et cancer colorectal

Certaines bactéries du microbiote intestinal, présentes dès les premiers mois de vie et capables d'endommager l'ADN, pourraient favoriser le cancer colorectal et réduire l'efficacité des traitements.
Lors d’un Webinaire organisé par le réseau NACRe consacré aux interactions entre exposome, microbiote intestinal et cancer colorectal, Mathilde Bonnet (Université de Clermont-Ferrand) a présenté des travaux mettant en lumière le rôle pro-carcinogène de certaines souches d’Escherichia coli productrices de colibactine. Ces bactéries, regroupées sous le terme de CoPEC, pourraient intervenir à toutes les étapes de la carcinogenèse colique, influencer la réponse aux traitements et constituer de futures cibles thérapeutiques.

Le microbiote intestinal, un acteur majeur du cancer colorectal

Le cancer colorectal représente aujourd’hui le troisième cancer le plus fréquent dans le monde et la deuxième cause de mortalité par cancer. Son taux de survie à cinq ans atteint près de 90 % lorsqu’il est diagnostiqué précocement et chute à moins de 10 % lorsqu’il est diagnostiqué à des stades avancés. Les chercheurs s’intéressent à la possibilité d’utiliser le microbiote pour mieux classer les patients selon leur stade tumoral et pour comprendre pourquoi certains malades considérés comme « de bon pronostic » répondent malgré tout mal aux traitements.

Le rôle pro-carcinogène du microbiote est déjà connu dans certaines situations, comme celui d’Helicobacter pylori dans le cancer gastrique. De manière plus générale, la densité bactérienne présente le long du tube digestif semble corrélée au risque de développer un cancer. Le côlon, qui constitue le segment le plus densément colonisé par les bactéries, est ainsi la portion du tube digestif la plus exposée au risque carcinologique. Cette relation a notamment été démontrée chez des modèles de rongeurs « germ-free », dépourvus de microbiote.

Chez les patients atteints de cancer colorectal, les chercheurs observent une dysbiose du microbiote intestinal. Toutefois, aucune signature dysbiotique unique et spécifique du cancer colorectal n’a encore pu être identifiée.

Des Escherichia coli particulières suspectées dans la carcinogenèse

Certaines espèces bactériennes attirent néanmoins l’attention des chercheurs en raison de leur fréquence accrue chez les patients atteints de cancer colorectal. C’est notamment le cas de certaines souches d’Escherichia coli capables d’acquérir, en fonction de leur environnement, des facteurs de virulence ou d’adaptation. Parmi ces facteurs figurent les cyclomodulines, un groupe de quatre toxines bactériennes capables d’interagir avec le cycle cellulaire des cellules hôtes. Ces toxines pourraient jouer un rôle dans les mécanismes de carcinogenèse. La plus fréquente d’entre elles est la colibactine, produite par les souches dites E. coli pks+. Contrairement à une toxine classique constituée d’un peptide ou d’une protéine, la colibactine correspond à un assemblage de composés génotoxiques capables d’induire des lésions de l’ADN.

    Une étude américaine a mis en évidence la présence de ces bactéries E. coli pks+ chez 66 % des patients atteints de cancer colorectal, contre 20 % des sujets témoins. À Clermont-Ferrand, l’équipe de Mathilde Bonnet a obtenu des résultats comparables dans une cohorte prospective. Les autres cyclomodulines —– CNF, CDT et CIF —– apparaissaient, quant à elles, beaucoup moins représentées.

Ces travaux ont conduit à définir un nouveau pathobionte associé au cancer colorectal, que les chercheurs français ont appelé le Colibactin-Producing E. coli (CoPEC). Ces bactéries sont retrouvées plus fréquemment dans les formes agressives du cancer, mais elles sont également présentes dès les stades intermédiaires de la maladie.

La colibactine provoque des dommages génétiques

L’effet pro-carcinogène des CoPEC a d’abord été démontré sur différents modèles animaux. Toutefois, la responsabilité directe de la colibactine restait discutée jusqu’à des travaux menés sur organoïdes, qui ont montré que cette toxine pouvait induire des signatures mutationnelles spécifiques dans les cellules. Ces signatures mutationnelles liées à la colibactine ont depuis été identifiées chez environ 12 % des patients atteints de cancer colorectal. Mais l’action des CoPEC ne repose pas uniquement sur la colibactine. Ces bactéries sécrètent également des mucinases, des enzymes capables de dégrader le mucus intestinal afin d’atteindre les cellules épithéliales. En l’absence de ces mucinases, leur effet pro-carcinogène disparaît. De même, pour pénétrer dans les cellules épithéliales, les CoPEC utilisent des adhésines spécifiques, elles aussi indispensables au processus carcinogène.

Une reprogrammation du métabolisme cellulaire

Au-delà des dommages infligés à l’ADN, ces bactéries sont capables de modifier profondément le métabolisme des cellules épithéliales infectées. Des travaux au laboratoire ont montré que les CoPEC utilisent la sérine produite par l’hôte comme source d’énergie. Cette ressource apparaît essentielle à leur croissance ainsi qu’à leur capacité de colonisation du microbiote, notamment lorsqu’elles sont en compétition avec d’autres bactéries intestinales.

Une interaction étroite entre microbiote, alimentation et exposome

Les CoPEC interviennent à toutes les étapes de la carcinogenèse colique : depuis l’initiation tumorale, via les dommages à l’ADN, jusqu’aux phases de promotion et de progression tumorales.

L’hypothèse avancée par Mathilde Bonnet est que la colonisation par ces Escherichia coli pks+ survient très précocement, probablement dès la naissance. Cette hypothèse pourrait expliquer pourquoi environ 20 % des adultes sont porteurs de bactéries pks+ sans avoir développé de cancer, et que des lésions de l’ADN peuvent être observées dès les cent premiers jours de vie. Ces dommages seraient ensuite entretenus par différents facteurs, notamment une susceptibilité inflammatoire et certaines habitudes alimentaires. À ce sujet, en 2022, une étude de cohorte a montré que, chez les patients fortement colonisés par les bactéries pks+ (CoPEC), une alimentation de type « Western Diet » était associée à un risque particulièrement élevé de cancer colorectal.

Le laboratoire de Mathilde Bonnet s’est également intéressé à l’additif alimentaire E171, le dioxyde de titane sous forme nanoparticulaire, déjà suspecté de toxicité digestive. À dose autorisée, cet additif stimule la croissance des bactéries CoPEC, facilite leur pénétration dans les cellules épithéliales et favorise leur multiplication. Des observations en microscopie électronique montrent notamment une réorganisation de leurs pili, structures comparables à des flagelles. In vivo, la colonisation bactérienne des tissus apparaît également plus importante chez les souris exposées à cet additif.

Vers de nouveaux biomarqueurs et stratégies thérapeutiques                

Les travaux présentés suggèrent également que les bactéries CoPEC pourraient altérer la réponse à la chimiothérapie et à l’immunothérapie. Leur présence pourrait ainsi constituer un biomarqueur pronostique de la réponse aux traitements anticancéreux.

Ces bactéries pourraient également devenir des cibles thérapeutiques. Plusieurs pistes sont envisagées, notamment des stratégies nutritionnelles visant à réduire les apports en sérine, ou encore l’utilisation de probiotiques afin de limiter certaines complications post-chirurgicales.

Mathilde Bonnet conclut que le microbiote intestinal apparaît désormais comme un acteur majeur à prendre en compte pour améliorer la compréhension, le pronostic et la prise en charge thérapeutique des patients atteints de cancer colorectal.

WebiNACRe 17 : Implication de l’exposome sur les effets pro-carcinogènes du microbiote intestinal dans le cancer colorectal. Mathilde Bonnet. Réseau NACRe. 24 mars 2026. https://www.youtube.com/watch?v=Y-1cK6nNiAI&t=1s

C. Costa

C. Costa © Société Française de Nutrition. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

Date de publication : 13/08/2026