Boucle de rétroaction FUS/CircZEB1/miR-128-3p/LBH favorise le phénotype malin des GSCs via la voie de signalisation NF-κB médiée par TNF-α

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Glioblastome CircZEB1 Cellules souches de gliome Bourgeon des membres et cœur Voie de signalisation NF-κB

Le rôle du nouveau circRNA circZEB1 dans le phénotype malin des cellules souches de glioblastome et son mécanisme moléculaire

Contexte de l’étude

Le glioblastome (GBM) est l’une des tumeurs primitives les plus agressives et mortelles du système nerveux central, avec un pronostic très défavorable pour les patients. Même après chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie, la survie moyenne est inférieure à 15 mois. La croissance, l’invasion, l’auto-renouvellement et la récidive de cette tumeur maligne sont étroitement liés aux cellules souches de gliome (GSCs). En raison de leur rôle crucial dans la prolifération, l’invasion, l’auto-renouvellement et la résistance aux traitements radio-chimiques, les GSCs sont une cible clé dans la recherche thérapeutique du GBM. Ces dernières années, les rôles des ARN circulaires (circRNAs) dans différents cancers ont progressivement été révélés; ils régulent l’expression génétique en tant que “sponge” pour les microARN (miRNAs) et participent à divers processus physiologiques et pathologiques. Ainsi, identifier de nouveaux circRNA associés aux GSCs pourrait offrir de nouvelles voies thérapeutiques pour le GBM.

Origine de l’étude

Cette étude a été réalisée par une équipe de recherche de l’Hôpital affilié numéro un de l’Université de Médecine de Chine, l’Hôpital populaire affilié de l’Université de Médecine de Chine et l’Hôpital numéro dix de Shanghai. Les principaux chercheurs incluent Guoqing Zhang, Yang Jiang, Zhichao Wang, parmi d’autres. L’étude a été publiée dans la revue « Cancer Cell International » en 2024, sous le DOI 10.1186/s12935-024-03526-8.

Objectif de l’étude

Cette recherche vise à révéler le rôle mécanistique d’un nouveau circRNA - circZEB1 - dans le GBM, en explorant spécifiquement s’il influence le phénotype malin du GBM en régulant la voie de signalisation médiée par le facteur de nécrose tumorale α (TNF-α) - NF-κB dans les cellules souches de gliome. L’étude examine également si circZEB1 forme une boucle de rétroaction positive avec miR-128-3p, LBH et la protéine FUS, influençant ainsi la croissance et l’invasion tumorale.

Méthodes de l’étude

Processus expérimental et échantillons

L’étude a recueilli 70 échantillons de tissus tumoraux de patients atteints de gliome ayant subi une intervention chirurgicale à l’Hôpital Affilé Numéro Un de l’Université de Médecine de Chine entre 2015 et 2019, et les a classés selon les normes de l’OMS (20 cas de grade II, 25 cas de grade III et 25 cas de grade IV). En tant que groupe témoin, 10 échantillons de tissu cérébral normal ont également été collectés. En outre, l’équipe a isolé des cellules souches de gliome (GSC) primaires à partir de spécimens de grade IV de six patients atteints de GBM pour les expériences ultérieures.

Étapes expérimentales

  1. Sélection de circRNA : L’étude a utilisé la puce à gènes circRNA GSE109569 de la base de données GEO pour sélectionner les circRNA dans le GBM et a identifié 3377 circRNAs régulés à la hausse avec l’outil d’analyse des gènes différentiels LIMMA. Parmi les circRNAs sélectionnés, l’expression élevée de circZEB1 a été validée.

  2. Expériences d’immunoprécipitation d’ARN : Par immunoprécipitation d’ARN (RIP), l’étude a démontré que circZEB1 se lie directement à miR-128-3p et à la protéine FUS. Cette expérience a confirmé la fonction de circZEB1 comme “sponge” de miR-128-3p et a révélé le rôle de régulation de la protéine FUS sur la stabilité de circZEB1.

  3. Expériences fonctionnelles : En réduisant et surexprimant circZEB1 et LBH, une série d’expériences de prolifération cellulaire, d’invasion, de formation de sphères et d’essais ELDA ont été menées pour analyser l’impact de circZEB1 et LBH sur le phénotype malin des GSCs. Les résultats ont montré que la surexpression de circZEB1 améliore considérablement la capacité de prolifération et d’invasion des GSCs, tandis que sa silencing réduit ces capacités.

  4. Analyse des voies de signalisation : Par analyse GSEA et Western blot, l’étude a révélé que dans des conditions de surexpression, LBH peut augmenter le niveau de transcription de TNF-α, activant ainsi la voie de signalisation NF-κB, ce qui pousse davantage le phénotype malin du GBM.

  5. Expériences sur les animaux : L’étude a aussi vérifié les effets pro-tumoraux de circZEB1 in vivo dans un modèle murin. En injectant sous-cutanément des cellules GSC surexprimant ou réduisant circZEB1, la surexpression de circZEB1 a démontré une augmentation significative de la croissance et de l’invasion tumorales, soulignant son rôle clé dans le phénotype malin du GBM.

Résultats de l’étude

  1. L’expression élevée de circZEB1 est étroitement liée à la progression maligne et au mauvais pronostic du GBM : circZEB1 montre une expression significativement élevée chez les patients atteints de GBM et est associée à un mauvais pronostic de survie. L’analyse de survie de Kaplan-Meier indique que les patients avec une expression élevée de circZEB1 ont un temps de survie significativement réduit.

  2. circZEB1 favorise le phénotype malin des GSCs : Les résultats des expériences fonctionnelles montrent que l’expression élevée de circZEB1 favorise la prolifération, l’invasion et la capacité d’auto-renouvellement des GSCs, alors que sa réduction inhibe significativement ces caractéristiques malignes. De plus, la surexpression de circZEB1 peut augmenter l’expression des marqueurs de cellules souches (tels que Nanog, Nestin, Oct4, Sox2 et CD133), renforçant davantage le caractère souche des GSCs.

  3. LBH renforce le phénotype malin des GSCs via la voie de signalisation NF-κB : L’étude a découvert que la surexpression de LBH peut augmenter significativement l’expression de TNF-α, activant la voie de signalisation NF-κB. L’inhibition de l’expression de TNF-α peut inverser efficacement la prolifération et l’invasion des GSCs induites par LBH, démontrant l’activation de la voie de signalisation NF-κB par LBH.

  4. circZEB1 régule à la hausse LBH via “sponge” miR-128-3p : L’étude démontre que circZEB1 peut réguler la hausse de l’expression de LBH via le “sponge” miR-128-3p. Une série d’expériences fonctionnelles et d’essais avec rapporteur Luciferase ont confirmé l’interaction de circZEB1 avec miR-128-3p et ont démontré le rôle important de miR-128-3p dans le phénotype malin des GSCs.

  5. La protéine FUS a un impact important sur la stabilité de circZEB1 : L’étude a également trouvé que la protéine liant l’ARN FUS peut se lier à circZEB1 et prolonger sa demi-vie pour maintenir la stabilité de circZEB1. De plus, LBH peut amplifier l’expression de FUS, formant une boucle de rétroaction positive FUS/circZEB1/miR-128-3p/LBH, promouvant ainsi la croissance tumorale et le phénotype malin.

Conclusions de l’étude

Cette recherche a révélé le nouveau mécanisme d’action de circZEB1 dans les GSCs, et à travers sa boucle de rétroaction positive avec miR-128-3p, LBH et la protéine FUS, a activé la voie de signalisation NF-κB médiée par TNF-α, entraînant finalement une augmentation du phénotype malin du GBM. L’étude montre que circZEB1 pourrait constituer un biomarqueur potentiel et une cible thérapeutique pour le GBM, offrant une nouvelle direction pour le traitement futur du GBM.

Signification et perspectives de l’étude

Cette étude offre de nouvelles perspectives sur le mécanisme d’action des circRNAs dans le GBM, en particulier pour la régulation du phénotype malin des GSCs. L’expression élevée de circZEB1 dans les GSCs et sa boucle de rétroaction avec miR-128-3p, LBH et FUS, non seulement révèle la base moléculaire de la progression maligne des GSCs, mais fournit également des cibles thérapeutiques potentielles pour le GBM. En outre, le rôle de la voie de signalisation TNF-α/NF-κB révélé dans la recherche des tumeurs offre de nouvelles idées pour d’autres types de recherche sur les tumeurs malignes.