Contexte de la recherche

Le cancer de la vessie (Bladder Cancer) est une tumeur maligne très fréquente dans le monde, se classant au quatrième rang parmi les tumeurs malignes les plus courantes chez les hommes. Selon le rapport du Centre national chinois de lutte contre le cancer (NCCR) en 2016, le cancer de la vessie est classé sixième parmi les tumeurs malignes chez les hommes. Malgré les progrès constants des méthodes de diagnostic médical et des techniques chirurgicales, le taux de récidive et de progression du cancer de la vessie n’a pas connu d’amélioration significative. La compréhension insuffisante de ses caractéristiques physiopathologiques et de ses mécanismes biologiques constitue un défi majeur pour le diagnostic et le traitement actuels. Par conséquent, l’étude des mécanismes biologiques liés à l’apparition, à la récidive et à la progression du cancer de la vessie est essentielle pour améliorer le diagnostic, le traitement et le pronostic de cette maladie.

Ces dernières années, la désaturase stéaryle-CoA (Stearoyl-CoA Desaturase, SCD) du métabolisme lipidique est devenue une cible importante de la recherche. En tant que protéine transmembranaire du réticulum endoplasmique, la SCD joue un rôle clé dans la conversion des acides gras saturés en acides gras mono-insaturés (AGMI). Des études ont montré que les AGMI sont liés à la prolifération, à l’invasion et aux voies de survie dans les tumeurs. L’acide stéarique est le substrat de la SCD, alors que l’acide oléique (OA) est son produit. L’augmentation de l’activité de la SCD accroît la teneur en AGMI à l’intérieur des cellules, favorisant ainsi la croissance et l’invasion des cellules tumorales. En particulier dans les cellules souches cancéreuses de la vessie (Cancer Stem Cells, CSCs), une expression aberrante de la SCD pourrait avoir un rôle important dans la récidive du cancer et la résistance au traitement. Cependant, on ne connaît pas encore bien les raisons de l’expression anormale de la SCD et sa réponse spécifique aux inhibiteurs dans les CSCs. C’est pourquoi l’étude de Li et al. vise à révéler le mécanisme de régulation transcriptionnelle de la SCD dans les CSCs du cancer de la vessie, ainsi que le rôle du stress du réticulum endoplasmique/réponse des protéines non repliées dans la sensibilité aux médicaments.

Origine de la recherche

Cette recherche a été réalisée par Yuchen Li, Chiyuan Piao et Chuize Kong du département d’urologie du Premier hôpital de l’Université médicale de Chine, et publiée en 2024 dans la revue “Cancer Cell International”.

Processus de recherche

Conception de l’étude et procédures expérimentales

1. Culture cellulaire et induction des CSCs : L’étude utilise la lignée cellulaire de cancer de la vessie UMUC3 pour induire des cellules souches cancéreuses de la vessie (UMUC3-CSCs) par culture en suspension sans sérum et réalise une détection par puces à ADN pour confirmer l’expression significative de la SCD dans les CSCs du cancer de la vessie.

2. Analyse du site de démarrage de la transcription de la SCD : L’analyse de la méthylation de la région promotrice du gène SCD à l’aide de la base de données UALCAN montre que le niveau de méthylation du promoteur de la SCD est faible dans les tissus cancéreux de la vessie par rapport aux tissus normaux de la muqueuse vésicale, suggérant que l’activation de la transcription n’est pas significativement inhibée par la méthylation de l’ADN.

3. Sélection et validation des facteurs de transcription : Grâce à plusieurs bases de données (comme JASPAR, TRANSFAC), les sites de liaison des facteurs de transcription dans la région centrale promotrice de la SCD ont été analysés. Finalement, 11 facteurs de transcription candidats ont été sélectionnés, et l’analyse et les expériences supplémentaires ont confirmé que le facteur de transcription TFAP2A est probablement un facteur clé régulant la transcription de la SCD. La liaison entre TFAP2A et le promoteur de la SCD a été confirmée par des expériences ChIP et d’essais de gène rapporteur à double fluorescéine.

4. Effets des inhibiteurs de la SCD sur les CSCs du cancer de la vessie : En utilisant l’inhibiteur de la SCD A939572, il a été constaté que l’inhibition de la SCD induit une apoptose significative dans les UMUC3-CSCs, mais pas dans les cellules UMUC3 non induites. De plus, des expériences d’analyse par RNA-Seq et de métabolisme lipidique indiquent que l’inhibiteur de la SCD cause principalement des modifications du métabolisme lipidique et du stress du réticulum endoplasmique dans les CSCs du cancer de la vessie.

5. Expériences de prolifération cellulaire et de sensibilité aux médicaments : La recherche explore davantage la sensibilité des UMUC3-CSCs au traitement par cisplatine avec l’inhibiteur de la SCD. Les résultats montrent que l’inhibiteur de la SCD a considérablement augmenté la sensibilité des CSCs au cisplatine et cet effet est encore renforcé lorsqu’un inhibiteur de la protéine de réparation de l’ADN RAD51 est ajouté.

6. Impact de la supplémentation en acide lignocérique sur la capacité de prolifération cellulaire : Dans des modèles in vitro et de xénogreffe sous-cutanée chez la souris, la supplémentation en acide lignocérique inversait l’effet inhibiteur de l’inhibiteur de la SCD sur la prolifération des cellules du cancer de la vessie, et des grains de graisse anormaux ont été observés chez les animaux traités par l’inhibiteur de la SCD.

Analyse et statistiques des données

L’analyse des données dans cette étude a principalement été réalisée à l’aide du logiciel GraphPad Prism 9. Pour comparer deux groupes de données, un test t de Student bilatéral ou un test de Mann-Whitney U a été utilisé. Pour les comparaisons multiples, une analyse de variance à un facteur (ANOVA) combinée à un test de Dunnett a été utilisée et pour les données non normalement distribuées, le test de Kruskal-Wallis suivi d’un test de Dunn a été appliqué.

Résultats de la recherche

Mécanismes de la régulation transcriptionnelle de la SCD dans le cancer de la vessie

L’étude a révélé que le niveau de méthylation de la région promotrice de la SCD est faible et n’est pas inhibé par la méthylation de l’ADN. Une analyse plus approfondie a révélé que TFAP2A est probablement le facteur clé régulant l’expression de la SCD. Par des expériences ChIP et d’essais de gène rapporteur à double fluorescéine, la liaison directe entre TFAP2A et la région promotrice de la SCD a été validée, et le rôle activateur de ce facteur de transcription sur la transcription de la SCD a été confirmé.

Effets des inhibiteurs de la SCD sur les CSCs du cancer de la vessie

Dans les UMUC3-CSCs, l’inhibiteur de la SCD A939572 induit significativement l’apoptose cellulaire, un phénomène qui n’est pas observé dans les cellules UMUC3 non induites. De plus, il est prouvé que cet effet est principalement réalisable par la réponse au stress du réticulum endoplasmique/réponse des protéines non repliées, causée par l’accumulation d’acides gras, et cet effet peut être partiellement inversé par l’ajout d’acides gras insaturés.

Augmentation de la sensibilité aux médicaments des CSCs du cancer de la vessie

Dans les CSCs du cancer de la vessie, l’inhibiteur de la SCD renforce de manière significative l’effet thérapeutique du cisplatine et cet effet est lié à l’inhibition de l’expression de la protéine RAD51 de réparation de l’ADN, indiquant que l’inhibiteur de la SCD améliore la sensibilité des CSCs aux médicaments en inhibant la voie de réparation des dommages à l’ADN.

Effet de réversion de l’acide lignocérique

Après supplémentation en acide lignocérique, l’effet inhibiteur de l’inhibiteur de la SCD sur la prolifération des cellules cancéreuses de la vessie est significativement affaibli. Les résultats in vivo montrent également qu’après supplémentation en acide lignocérique, la masse tumorale augmente de manière significative et la formation de grains de graisse anormale est observée dans le groupe traité par l’inhibiteur de la SCD.

Conclusion de l’étude

Cette étude a révélé le mécanisme de régulation transcriptionnelle de la SCD dans le cancer de la vessie et confirmé que TFAP2A est un facteur de régulation clé de la SCD, dévoilant pour la première fois le mécanisme d’induction apoptotique sélective des CSCs du cancer de la vessie par un inhibiteur de la SCD. L’étude indique que l’inhibiteur de la SCD induit l’apoptose des CSCs via la réponse du stress du réticulum endoplasmique/réponse des protéines non repliées, tout en inhibant la protéine de réparation de l’ADN RAD51 pour améliorer la sensibilité des CSCs au cisplatine. De plus, l’acide lignocérique pourrait jouer un rôle important dans la régulation de la prolifération cellulaire et du métabolisme lipidique.

Importance et perspectives de la recherche

Cette étude explore en profondeur les fonctions biologiques de la SCD dans le cancer de la vessie et ses mécanismes de régulation transcriptionnelle, révélant la réponse particulière des CSCs du cancer de la vessie aux inhibiteurs de la SCD, offrant ainsi de nouvelles perspectives pour la thérapie ciblée du cancer de la vessie. En particulier, les inhibiteurs de la SCD montrent un effet cytotoxique sélectif sur les CSCs du cancer de la vessie, suggérant leur potentiel en tant que cible thérapeutique pour les cellules souches cancéreuses de la vessie. Les recherches futures pourraient optimiser les stratégies de traitement avec des inhibiteurs de la SCD, prolonger les cycles expérimentaux et améliorer leur application thérapeutique en tumorologie grâce à des inhibiteurs plus efficaces. En outre, le rôle de l’acide lignocérique dans la biologie tumorale mérite d’être étudié plus intensément afin de trouver de nouvelles approches thérapeutiques pour le cancer de la vessie et d’autres types de tumeurs.