En utilisant le séquençage métagénomique des matières fécales, nous avons identifié la déplétion de Lactobacillus gallinarum chez les patients atteints de cancer colorectal (CCR). Nous avons cherché à déterminer le rôle antitumoral potentiel de L. gallinarum dans la tumorigenèse colorectale.
L’effet suppresseur de tumeur de L. gallinarum a été évalué dans des modèles murins de CCR. Des lignées cellulaires de CCR et des organoïdes dérivés de patients atteints de CCR ont été cultivés avec L. gallinarum ou le surnageant de culture Escherichia coli MG1655 pour évaluer la prolifération cellulaire, l’apoptose et la distribution du cycle cellulaire. Le microbiote intestinal a été évalué par séquençage de l’ADN ribosomal 16S. Les molécules antitumorales produites par L. gallinarum ont été identifiées par spectrométrie de masse par chromatographie liquide (LC-MS/MS) et par spectrométrie de masse ciblée.
L. gallinarum a réduit de manière significative le nombre et la taille des tumeurs intestinales par rapport à E. coli MG1655 et à une solution saline tamponnée au phosphate dans des modèles murins mâles et femelles de tumorigénèse intestinale. Le profilage microbien fécal a révélé un enrichissement en probiotiques et un appauvrissement en bactéries pathogènes chez les souris traitées par L. gallinarum. La culture de cellules de cancer colorectal avec le surnageant de culture de L. gallinarum (5 %, 10 % et 20 %) a supprimé la prolifération cellulaire et la formation de colonies de manière dépendante de la concentration. Le surnageant de culture de L. gallinarum a significativement favorisé l’apoptose des cellules du CCR et des organoïdes du CCR dérivés de patients, mais pas des cellules épithéliales normales du côlon. Seul le surnageant de culture de L. gallinarum avec une taille de fraction <3 kDa a supprimé la prolifération des cellules du CCR. En utilisant la LC-MS/MS, des enrichissements en acide indole-3-lactique (ILA) ont été identifiés à la fois dans le surnageant de culture de L. gallinarum et dans l’intestin de souris traitées par L. gallinarum. L’ILA a montré une croissance anti-CRC in vitro et a inhibé la tumorigenèse intestinale in vivo.
L. gallinarum protège contre la tumorogenèse intestinale en produisant des métabolites protecteurs qui peuvent favoriser l’apoptose des cellules du CCR.