Publié le 5 décembre 2025 à 19h02. Des chercheurs de Harvard ont identifié une toxine bactérienne produite par des bactéries intestinales communes comme potentiellement responsable de dommages à l’ADN et de mutations liées au cancer colorectal, ouvrant la voie à de nouvelles stratégies de prévention.
- Une étude révèle que la colibactine, une toxine bactérienne, crée des liaisons croisées dans l’ADN, une forme particulièrement dangereuse de dommage génétique.
- La toxine cible spécifiquement les régions de l’ADN riches en adénine (A) et en thymine (T), expliquant la localisation des mutations observées dans les cancers colorectaux.
- Les mutations liées à la colibactine sont plus fréquentes chez les patients plus jeunes, suggérant un rôle possible de l’exposition précoce à cette toxine.
Depuis des années, les scientifiques soupçonnaient qu’une toxine bactérienne présente dans l’intestin humain pourrait jouer un rôle dans le développement du cancer colorectal. Des recherches menées par deux laboratoires de l’Université Harvard ont désormais permis de confirmer cette hypothèse en identifiant la colibactine comme un agent capable d’endommager l’ADN et de provoquer des mutations caractéristiques de cette maladie.
L’étude, publiée jeudi dans la revue Science, détaille pour la première fois la structure précise des lésions de l’ADN causées par la colibactine, une toxine naturellement produite par certaines souches d’Escherichia coli et d’autres bactéries intestinales. L’équipe de recherche était dirigée par Emily Balskus, professeure de chimie et de biologie chimique, et Victoria D’Souza, professeure de biologie moléculaire et cellulaire.
« Cette molécule s’est avérée très difficile à étudier en raison de son instabilité chimique », explique Balskus, professeure Thomas Dudley Cabot. Les résultats de cette recherche, financée par les National Institutes of Health après une interruption temporaire des fonds, suggèrent que la colibactine pourrait constituer une cible prometteuse pour la prévention du cancer colorectal.
L’ADN, la principale forme de matériel génétique dans nos cellules, est généralement constitué d’une double hélice. Si de nombreux agents cancérigènes endommagent un seul brin d’ADN, la colibactine agit d’une manière plus radicale : elle crée une liaison croisée entre les deux brins.
« Une liaison croisée inter-brins signifie que l’agent endommageant l’ADN réagit avec les deux brins », précise Balskus. « Il relie les deux brins d’ADN ensemble, créant une forme particulièrement toxique de dommage pour la cellule. » Ce type de lésion peut entraîner des cassures chromosomiques, des réparations défectueuses et, à terme, des mutations potentiellement cancérigènes.
L’étude a été menée en collaboration avec les scientifiques Peter Villalta et Silvia Balbo de l’Université du Minnesota. L’équipe de Harvard comprenait également Erik S. Carlson, ancien boursier postdoctoral du laboratoire de Balskus, ainsi que les étudiants diplômés Raphael Haslecker et Linda Honaker du laboratoire de D’Souza et Miguel A. Aguilar Ramos du laboratoire de Balskus.
Les chercheurs ont d’abord cherché à déterminer si la colibactine réticulait l’ADN de manière aléatoire ou si elle avait des séquences cibles privilégiées. La colibactine étant une molécule rapidement dégradable, l’équipe a dû produire la toxine in situ, en utilisant des bactéries vivantes pour la fabriquer en présence de courts fragments d’ADN. En analysant les sites de réticulation à l’aide de techniques de séquençage et de spectrométrie de masse, en collaboration avec l’Université du Minnesota, ils ont découvert que la colibactine avait une forte préférence pour les régions de l’ADN riches en adénine (A) et en thymine (T).
Pour comprendre cette spécificité, l’équipe de D’Souza a utilisé la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) pour construire un modèle structurel de la lésion. « Le principal obstacle à la résolution d’une structure par RMN est le besoin de grandes quantités de matière », explique D’Souza, professeure de biologie moléculaire et cellulaire. « L’équipe a réussi à produire suffisamment de colibactine pour surmonter ce défi majeur. »
La structure obtenue a révélé que les régions de l’ADN riches en A et en T possèdent un petit sillon, un canal étroit sur le côté de l’hélice, plus étroit et plus chargé négativement que dans les autres séquences. « La colibactine s’adapte parfaitement en termes de complémentarité de forme et de charge », souligne D’Souza.
Ces détails moléculaires renforcent l’hypothèse d’un lien entre les bactéries productrices de colibactine et le cancer colorectal. L’exposition à la colibactine génère des mutations dans les séquences riches en A et en T du génome, et ces mutations sont fréquemment détectées dans les cancers colorectaux. De plus, ces mutations spécifiques sont plus fréquentes chez les patients plus jeunes, ce qui suggère que l’exposition à la colibactine pourrait jouer un rôle dans le développement de formes précoces de la maladie.
Il est à noter que E. coli, les principaux producteurs de colibactine, sont particulièrement abondants dans le microbiome intestinal des nourrissons. Cela correspond à la période de la vie où les facteurs de risque environnementaux du cancer colorectal précoce pourraient agir.
Les chercheurs soulignent l’importance de la collaboration interdisciplinaire pour mener à bien des projets aussi complexes. « Lorsqu’un projet est aussi difficile que celui de la colibactine, il est peu probable qu’un seul groupe possède toute l’expertise nécessaire », conclut Balskus. « À Harvard, nous avons eu la chance d’avoir accès à des experts dans un large éventail de disciplines. »
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