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Our Research

Quebec-based New Investigator will map the tumour microbiome to predict immunotherapy response and validate novel biomarker

Le français suit l’anglais.

Immunotherapy has quickly become a cornerstone in cancer treatment, offering a less-toxic approach that trains the patient’s own immune system to fight cancer. But while immunotherapy holds great promise, it’s not universally effective. For the tens of thousands of Canadians currently diagnosed with lung cancer and melanoma annually, only half respond to this treatment.

Dr. Arielle Elkrief, clinician scientist at the Centre Hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM), and co-director of the CHUM Microbiome Centre, seeks to change that. With $525,000 from the Terry Fox Research Institute, the New Investigator awardee and her team will study the bacteria present in and around tumours to better understand how the tumour microbiome influences the success of immunotherapy and whether it can be modified to improve patient outcomes.

“By the end of this project, we want to know whether live bacteria are present within the tumour and, if so, how these bacteria might impact the immune system’s response to immunotherapy,” says Dr. Elkrief. “If we discover that bacteria are present in tumours and influence immunotherapy response, we can then use this as a novel biomarker for predicting how patients will respond to immunotherapy.”

This research builds on Dr. Elkrief’s previous work, which confirmed that the gut microbiome – the trillions of bacteria living in the gastrointestinal tract – can affect immunotherapy responses in lung cancer and melanoma. Now, her lab will investigate whether bacterial communities exist inside the tumour itself and if they play a role in treatment outcomes.

The potential benefits of this research are substantial. Using the tumour microbiome as a biomarker could allow oncologists to more accurately predict which patients will benefit from immunotherapy, enabling more personalized and effective treatment plans. This could increase the likelihood of success and also reduce unnecessary treatments and the associated side-effects. In addition, the planned work in experimental mouse models will test how the introduction of specific bacteria might improve immunotherapy response.

They’ll start by mapping the tumour microbiome in lung cancer and melanoma, using data acquired through TFRI’s Marathon of Hope Cancer Centres Network. Next, they will investigate where the tumour bacteria come from by analyzing samples from nearby tissues and the stool. Finally, mouse studies will help the team explore how changes to the tumour microbiome impact immunotherapy effectiveness, and whether modifying it could improve patient outcomes.

“As an oncologist and a scientist, I have the great privilege of helping my patients through research,” says Dr. Elkrief. “This research would not be possible without the support of the Terry Fox Research Institute, and we hope that by investigating how the tumour microbiome influences the immune system, we can help more patients benefit from immunotherapy.”

About The Marathon of Hope Cancer Centres Network

The Marathon of Hope Cancer Centres Network is a bold collaboration inspired by Terry Fox that aims to improve outcomes and quality of life for cancer patients across Canada through the acceleration of precision medicine for cancer. Led by the Terry Fox Research Institute and Terry Fox Foundation and made possible with support from the Government of Canada and partner institutions across the country, the Marathon of Hope Cancer Centres Network is beginning to transform cancer research and treatment by uniting Canadians under a single vision, "The Roadmap to Cure Cancer."  Today, the Network includes over 800 researchers, clinicians, and patients and over 40 member institutions, including academic and health-care institutions from all 10 Canadian provinces. marathonofhopecancercentres.ca

 

Au Québec, une lauréate d’une bourse pour nouveaux chercheurs décortiquera le microbiome tumoral afin de prédire la réponse à l’immunothérapie et de valider un nouveau biomarqueur

Titre du projet : Le microbiome tumoral, un nouveau biomarqueur pour l'immunothérapie du cancer

L’immunothérapie est rapidement devenue une pierre angulaire du traitement du cancer, offrant une approche moins toxique qui apprend au système immunitaire d’un patient à combattre le cancer. Mais, même si l’immunothérapie est très prometteuse, elle n’est pas efficace pour tout le monde. Seulement la moitié des dizaines de milliers de Canadiens et de Canadiennes qui reçoivent annuellement un diagnostic de cancer du poumon ou de mélanome répond à cette forme de traitement.

La Dre Arielle Elkrief, scientifique clinicienne au Centre Hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM) et codirectrice du centre du Microbiome du CHUM, s’efforce de changer la donne. Grâce à une subvention de 525 000 $ de l’Institut de recherche Terry Fox, cette lauréate d’une bourse pour nouveaux chercheurs et son équipe étudieront les bactéries présentes dans les tumeurs et aux alentours de celles-ci dans le but de mieux comprendre l’influence du microbiome tumoral dans la réponse à l’immunothérapie et de savoir si ce microbiome peut être modifié de manière à améliorer le pronostic des patients.

« Le but de ce projet est de savoir si des bactéries vivantes sont présentes dans la tumeur et, si c’est le cas, comment elles influent sur la réponse du système immunitaire à l’immunothérapie, explique la Dre Elkrief. Si nous découvrons que des bactéries sont présentes dans les tumeurs et qu’elles influencent la réponse à l’immunothérapie, nous pourrons utiliser cette information comme un nouveau biomarqueur afin de prédire la réponse d’un patient à l’immunothérapie. »

Cette recherche se base sur les travaux antérieurs de la Dre Elkrief, qui ont confirmé que le microbiome intestinal – les billions de bactéries qui vivent dans le tube digestif – peut influencer la réponse à l’immunothérapie dans les cas de cancer du poumon et de mélanome. Son laboratoire va maintenant étudier si des communautés bactériennes existent à l'intérieur de la tumeur elle-même et si elles jouent un rôle dans les résultats du traitement.

Les avantages potentiels de cette recherche sont importants. L'utilisation du microbiome tumoral comme biomarqueur pourrait permettre aux oncologues de prédire avec plus de précision quels patients bénéficieront d'une immunothérapie, ce qui permettrait de mettre en place des plans de traitement plus personnalisés et plus efficaces. Cela pourrait augmenter les chances de succès et réduire les traitements inutiles et les effets secondaires qui y sont associés. En outre, les travaux prévus sur des modèles expérimentaux de souris permettront de vérifier comment l'introduction de bactéries spécifiques peut améliorer la réponse à l'immunothérapie.

L’équipe commencera par cartographier le microbiome tumoral dans le cancer du poumon et le mélanome, en utilisant les données acquises par l’intermédiaire du Réseau des centres d’oncologie du Marathon de l’espoir. Ensuite, elle recherchera l'origine des bactéries tumorales en analysant des échantillons de tissus voisins et de selles. Enfin, les études sur les souris aideront l'équipe à explorer la manière dont les modifications du microbiome tumoral influencent l'efficacité de l'immunothérapie et à déterminer si la modification de ce microbiome pourrait améliorer les résultats pour les patients.

« En tant qu’oncologue et scientifique, j’ai le grand privilège de pouvoir aider mes patients grâce à la recherche, déclare la Dre Elkrief. Cette recherche ne serait pas possible sans le soutien de l’Institut de recherche Terry Fox, et nous espérons qu’en étudiant l’influence du microbiome tumoral sur le système immunitaire nous pourrons aider un plus grand nombre de patients à tirer profit de l’immunothérapie. »

À propos du Réseau des centres d’oncologie du Marathon de l’espoir

Le Réseau des centres d’oncologie du Marathon de l’espoir est une collaboration ambitieuse inspirée par Terry Fox. Il vise à améliorer les résultats et la qualité de vie pour les patients partout au Canada grâce à l’accélération de la médecine de précision dans le traitement du cancer. Dirigé par l’Institut de recherche Terry Fox et rendu possible grâce au soutien du gouvernement du Canada et d’établissements partenaires de tout le pays, le Réseau des centres d’oncologie du Marathon de l'espoir commence à transformer la recherche et le traitement du cancer en unissant les Canadiens et Canadiennes autour d'une vision unique, « la feuille de route pour guérir le cancer ». Aujourd'hui, le réseau compte plus de 800 chercheurs, cliniciens et patients et plus de 40 établissements membres, dont des universités et des établissements de santé des 10 provinces canadiennes. www.marathonofhopecancercentres.ca