L’intelligence artificielle et le microbiome oral : une nouvelle voie pour mieux comprendre et prédire le cancer de la bouche

Cet article est un décryptage de la review suivante :

Soghli, N.,  Aminollah Khormali, Darius Mahboubi, Aimin Peng, Patricia A. Miguez. (2025). Recent advancements in artificial intelligence-powered cancer prediction from oral microbiome. Periodontology 2000, av.-p., https://doi.org/10.1111/prd.70000

Le cancer oral : un défi mondial

Le cancer de la bouche, et en particulier le carcinome épidermoïde oral (OSCC), représente un problème de santé majeur à l’échelle mondiale. Il touche notamment les lèvres, la langue, la gencive, le palais ou encore l’intérieur des joues. Selon les données les plus récentes, on comptait près de 390 000 nouveaux cas dans le monde en 2022, et plus de 188 000 décès liés à cette maladie. Malgré les progrès chirurgicaux, la radiothérapie et la chimiothérapie, le taux de survie à cinq ans reste limité, surtout lorsque la maladie est détectée tardivement.

Aujourd’hui, le défi est clair : diagnostiquer plus tôt et mieux comprendre les mécanismes qui favorisent l’apparition de ces cancers. C’est dans ce contexte que la recherche s’intéresse de près au microbiome oral, c’est-à-dire l’ensemble des micro-organismes présents dans notre bouche.

Le microbiome oral : un acteur clé de notre santé

Notre bouche abrite une communauté immense et variée de bactéries, virus, champignons et autres micro-organismes. Cet écosystème vivant joue un rôle essentiel dans l’équilibre de notre santé : il participe à la digestion, protège contre certaines infections et influence même le système immunitaire.

Mais lorsque cet équilibre est perturbé - lorsqu'il subit ce phénomène appelé dysbiose - des conséquences négatives peuvent apparaître. Une diminution de la diversité bactérienne, ou au contraire la prolifération de certaines espèces, peut favoriser des maladies comme la parodontite (atteinte des gencives), mais aussi contribuer à des processus plus graves, tels que la progression de cancers.

Les chercheurs ont ainsi montré que certains microbes pouvaient participer à l’inflammation chronique, à des perturbations de la barrière épithéliale (qui protège les tissus) ou encore à des modifications génétiques favorisant le développement tumoral. Par exemple, des bactéries comme Fusobacterium nucleatum ou Porphyromonas gingivalis sont régulièrement citées comme liées aux cancers de la bouche.

Quand le mode de vie influence le microbiome

Le microbiome n’évolue pas seul : il est directement influencé par notre environnement et nos habitudes. Les facteurs de risque connus du cancer oral (tabac, alcool, mastication de noix d'arec - fruit utilisé traditionnellement dans certaines cultures pour ses effets stimulants, mauvaise hygiène bucco-dentaire) sont aussi des facteurs qui modifient la composition microbienne de la bouche.

• Le tabac réduit la diversité bactérienne et favorise des espèces pro-inflammatoires.
• L’alcool, notamment par la production d’acétaldéhyde, endommage l’ADN et crée un terrain favorable aux bactéries nocives.
• L’alimentation joue également un rôle : une consommation excessive de sucres ou une alimentation déséquilibrée favorisent un environnement acide qui perturbe l’équilibre microbien.

Autrement dit, nos choix de vie façonnent directement notre microbiome, et par ricochet influencent le risque de développer des pathologies graves.

L’intelligence artificielle au service de la recherche

Le microbiome est extraordinairement complexe : des centaines d’espèces différentes coexistent dans la bouche, chacune interagissant avec l’autre et avec notre organisme. Pour analyser cette masse gigantesque de données issues des séquençages génétiques modernes, les chercheurs se tournent vers un nouvel outil : l’intelligence artificielle (IA).

Les algorithmes de machine learning (apprentissage automatique) sont capables de détecter des motifs invisibles à l’œil humain dans ces ensembles de données. Ils peuvent, par exemple :

• Identifier des signatures microbiennes propres aux personnes atteintes de cancer.
• Faire la distinction entre des tissus sains, précancéreux et cancéreux.
• Prédire la progression d’une lésion ou la réponse à un traitement.

Grâce à ces modèles, il devient possible de développer des outils de diagnostic non invasifs à partir d’échantillons simples, comme la salive.

Comment fonctionne cette approche ?

Le processus décrit par les chercheurs suit plusieurs étapes clés :

1. Collecte d’échantillons : salive, rinçages buccaux, écouvillons ou tissus.
2. Séquençage génétique des microbes : grâce aux techniques de nouvelle génération, on obtient une “carte” détaillée des espèces présentes.
3. Analyse par IA : les algorithmes détectent les combinaisons microbiennes associées à la présence ou à l’absence de cancer.
4. Validation : pour s’assurer que les résultats ne sont pas dus au hasard, les modèles sont testés sur différentes cohortes de patients.
5. Visualisation et interprétation : des méthodes comme l’analyse en composantes principales permettent de repérer des regroupements entre patients selon leur profil microbien.

En résumé, il s’agit d’apprendre à la machine à “reconnaître” un microbiome à risque et à signaler une possible évolution vers un cancer.

Ce que montrent les études

La revue a analysé 44 études publiées entre 2014 et 2024. Ces travaux présentent plusieurs enseignements importants :

• Les patients atteints de cancer oral présentent souvent une diminution de certaines bactéries bénéfiques (Actinobacteria, Streptococcus) et une augmentation d’espèces pro-inflammatoires (Fusobacterium, Prevotella).
• Des différences notables existent entre la salive, les tissus tumoraux et les tissus sains adjacents. Cela confirme que le cancer s’accompagne d’un véritable "remodelage" du microbiome.
• Dans certains cas, les changements apparaissent dès les lésions précancéreuses comme la leucoplasie, ce qui ouvre la voie à une détection très précoce.
• L’IA permet d’améliorer la précision des diagnostics, certains modèles atteignant des taux de classification supérieurs à 80 % entre patients atteints et non atteints.

Quelques bactéries impliquées

Une question de prévention et de santé publique

Au-delà de la recherche, ces résultats rappellent une vérité simple : préserver un microbiome équilibré est un facteur de protection. Cela passe par :

• une bonne hygiène bucco-dentaire,
• la limitation de la consommation de tabac et d’alcool,
• une alimentation variée et riche en fibres.

Ces gestes, en apparence banals, contribuent non seulement à prévenir les maladies des gencives et des dents, mais aussi à maintenir un environnement buccal défavorable au développement du cancer.

Limites et perspectives

Si les avancées sont prometteuses, les chercheurs restent prudents. Plusieurs obstacles doivent encore être surmontés avant que ces méthodes puissent être intégrées à la pratique clinique :

• Standardisation : les protocoles de prélèvement et d’analyse varient encore beaucoup d’une étude à l’autre.
• Cohortes diversifiées : il faut s’assurer que les résultats soient valables pour différentes populations, cultures et environnements.
• Validation clinique : de grandes études longitudinales sont nécessaires pour confirmer que les signatures microbiennes sont fiables dans le temps.

Malgré ces défis, le potentiel est immense. L’intégration de l’IA dans le suivi du microbiome pourrait aboutir à des outils de dépistage simple, peu coûteux et non invasif, accessibles à un large public.

Conclusion

Le cancer de la bouche reste une maladie grave et fréquente, souvent détectée trop tard. La recherche autour du microbiome oral et de l’intelligence artificielle ouvre une voie nouvelle et passionnante : comprendre comment les microbes qui vivent dans notre bouche influencent notre santé, et utiliser cette information pour prédire plus tôt l’apparition de cancers.

En apprenant à "lire" les signaux invisibles laissés par notre microbiome, les scientifiques espèrent transformer la manière dont nous détectons, suivons et traitons les cancers oraux.

Ces travaux rappellent aussi une évidence : notre santé est intimement liée à celle de nos micro-organismes. Prendre soin de son microbiome, c’est déjà agir pour sa prévention.