Improving bladder cancer treatment: a new formulation containing an environmental mycobacterium

Abstract

El càncer de bufeta (BC) és un dels càncers més comuns a Europa. Afortunadament, la majoria de pacients es diagnostiquen en els estadis primerencs de la malaltia, quan el tumor es troba a la mucosa. D’aquest estadi en diem càncer de bufeta no invasiu (NMIBC). El tractament consisteix en la resecció del tumor i, posteriorment, a administrar intravesicalment la soca atenuada de Mycobacterium bovis, M. bovis BCG viu. Els beneficis del BCG com a teràpia per a pacients de NMIBC són clars: el BCG evita la recurrència i la progressió del BC, la qual cosa millora la supervivència dels pacients. Tot i així, cal no oblidar els desavantatges. La majoria de pacients pateixen efectes secundaris lleus i, fins i tot, severs i molts pacients han d’abandonar el tractament a causa de la seva toxicitat. Per tant, cal trobar alternatives més segures. Recentment s’ha descrit la capacitat antitumoral del micobacteri ambiental Mycobaterium brumae. M. brumae ha demostrat tenir una activitat antitumoral semblant al BCG sobre diferents línees cel·lulars de BC humanes. A més a més, aquesta espècie és capaç d’activar macròfags de ratolí i, també, d’activar cèl·lules mononuclears de sang perifèrica per a que siguin citotòxiques per a les cèl·lules de BC. Per tant, el següent pas seria estudiar la capacitat antitumoral de M. brumae i la seva capacitat estimuladora del sistema immunitari en el model animal de BC. Però primer, caldria abordar un altre qüestió important. Es coneix que els micobacteris, degut a l’alt contingut lipídic de la seva paret, són molt hidrofòbics i tenen tendència a formar agregats quan es troben en solucions aquoses. Aquests agregats dificultarien la interacció dels micobacteris amb les cèl·lules canceroses. En aquesta investigació, es van estudiar diferents emulsions amb l’objectiu de disminuir la mida d’aquests agregats. A més a més, l’emulsió escollida havia de mantenir la viabilitat d’M. brumae, de mantenir la seva capacitat antitumoral i de induir una resposta immunitària in vitro. Quan finalment es va escollir, es van aplicar diferents tractaments en el model animal. La supervivència dels animals amb tumor va ser registrada i la resposta immunitària generada es va estudiar mitjançant diverses tècniques. M. brumae ha mostrat resultats prometedors en el model animal i, per tant, podria ser considerat una alternativa segura al BCG per al tractament de pacients de NMIBC.

Bladder cancer (BC) is one of the most common cancers in Europe. Fortunately, most of the cases are diagnosed at early stages of the disease, when tumours are still confined to the mucosa. These are called non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC). The treatment consists on resecting the tumour and, then, on the intravesical administration of the attenuated stain of Mycobacterium bovis, M. bovis BCG in its live form. The benefits of BCG in NMIBC patients are clear; BCG avoids recurrence and progression of BC which improves the survival rate of the patients. Nevertheless, the drawbacks cannot be forgotten. Most treated patients experience mild to severe side effects and many patients have to abort the BCG treatment due to its toxicity. Thus, safer alternatives are needed. It has been recently described the antitumour capacity of Mycobacterium brumae, an environmental mycobacterium. M. brumae showed in vitro a similar antitumour activity to BCG on different BC cell lines. Moreover, this species showed to be able to activate murine macrophages and to activate peripheral blood mononuclear cells’ cytotoxicity against BC cells. Thus, the next step was to test M. brumae’s antitumour capacity and its ability to activate an immune response in an animal model of BC. Moreover, another important issue was addressed on the way. It is known that mycobacteria, due to the high lipidic content of their cell wall, are very hydrophobic and have the tendency to aggregate in aqueous solutions. These clumps might difficult the interaction between the bacteria and the BC cells. In this thesis, different emulsions were assayed in order to diminish the size of these aggregates. In addition, the chosen emulsion had to maintain M. brumae viability, to maintain its antitumour activity and its capacity to induce an immune response in vitro. Once one emulsion was chosen, different treatments were tested in the animal model. Survival rates of the treated tumour-bearing mice were recorded and the local and systemic immune response was also studied by using different techniques. In conclusion, emulsified M. brumae showed promising results in the BC mouse model which means it could be a safer alternative to BCG for NMIBC patients.