L’impact spatial d’un régime occidental sur l’enrichissement des voies de signalisation Rho, ECM et SASP régulées par la Galectine-1 dans un nouveau modèle murin de MASH-HCC

Contexte académique

Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est la troisième cause de décès liés au cancer dans le monde, et la stéatohépatite associée à la dysfonction métabolique (MASH) est l’un des principaux facteurs de risque du HCC. Avec la popularité croissante du régime occidental (Western Diet, WD), l’incidence de la MASH continue d’augmenter, mais il n’existe actuellement aucun médicament efficace pour prévenir la MASH, et les options de traitement du HCC sont très limitées. La Galectine-1 (Gal-1) est un biomarqueur du HCC et joue un rôle clé dans la carcinogenèse hépatique. Des études antérieures ont montré que le silence de la Gal-1 peut traiter efficacement le HCC chez la souris, mais l’impact du WD sur les voies de signalisation de la Gal-1 dans la progression de la MASH vers le HCC reste mal compris. Cette étude vise à combler cette lacune en explorant comment le WD influence le microenvironnement tumoral du HCC via les voies de signalisation de la Gal-1.

Source de l’article

Cet article a été co-écrit par Tahereh Setayesh, Ying Hu, Farzam Vaziri, Dongguang Wei et Yu-Jui Yvonne Wan, tous affiliés à l’Université de Californie à Davis (University of California, Davis). L’article a été publié en 2024 dans la revue Biomarker Research sous le titre The spatial impact of a western diet in enriching galectin-1-regulated Rho, ECM, and SASP signaling in a novel MASH-HCC mouse model.

Processus de recherche

1. Établissement du modèle murin de MASH-HCC

L’étude a d’abord établi un nouveau modèle murin de MASH-HCC. Des souris mâles FVB/N ont été nourries avec un WD (21,2 % de matières grasses, 34 % de saccharose, 0,2 % de cholestérol) après le sevrage, pendant cinq mois. Dans le groupe expérimental, les souris ont reçu une injection hydrodynamique de plasmides contenant myr-Akt1 et N-RasV12 deux mois avant l’euthanasie pour induire le HCC. Les souris témoins ont été nourries avec un régime alimentaire sain.

2. Silencing et surexpression de la Gal-1

Pour étudier le rôle de la Gal-1, l’étude a utilisé un virus adéno-associé (AAV9) pour silencer ou surexprimer la Gal-1. Le siRNA de la Gal-1 a été administré par injection intraveineuse, et le groupe témoin a reçu un scramble-AAV9. La surexpression de la Gal-1 a été réalisée via AAV9-Gal-1, et le groupe témoin a reçu un AAV9 sans insertion.

3. Histologie et immunohistochimie multiplex (IHC)

Les tissus hépatiques ont été fixés, puis colorés à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E), et les marqueurs E-cadherine, N-cadherine, Gal-1 et F4/80 ont été détectés par immunohistochimie multiplex. Les signaux fluorescents ont été scannés à l’aide du système d’imagerie pathologique quantitatif automatisé Vectra 3, et les signaux ont été séparés à l’aide du logiciel INFORM.

4. Extraction d’ARN, séquençage et analyse

L’ARN a été extrait à partir d’échantillons de foie sain, de HCC et de MASH-HCC, puis synthétisé en ADNc et séquencé. Les gènes différentiellement exprimés ont été analysés via Reactome, et les voies enrichies ont été étudiées à l’aide de GSEA et iDEP.

5. Transcriptomique spatiale et analyse protéique

La technologie GeoMx DSP a été utilisée pour le séquençage du transcriptome entier et l’analyse protéique des sections de foie. Les régions d’intérêt à l’intérieur de la tumeur, à la marge de la tumeur et à l’extérieur de la tumeur ont été sélectionnées pour la collecte de données, et les données ont été analysées à l’aide du logiciel GeoMx NGS de Nanostring.

6. Analyse de déconvolution cellulaire

L’analyse de déconvolution cellulaire a été réalisée à l’aide de SpatialDecon GeoScript pour déterminer l’abondance des cellules immunitaires dans le microenvironnement tumoral.

Résultats principaux

1. Caractéristiques morphologiques du MASH-HCC

L’étude a révélé que les foies des souris MASH-HCC présentaient une stéatose, une fibrose et une formation tumorale marquées. Par rapport à la maladie hépatique graisseuse associée à la dysfonction métabolique (MAFLD) induite par le WD, la concentration de collagène hépatique était significativement plus élevée dans le MASH-HCC.

2. Impact du WD sur les caractéristiques moléculaires du foie sain et du HCC

La consommation de WD a activé de manière significative les voies de signalisation Rho, le remodelage de la matrice extracellulaire (ECM) et les phénotypes sécrétoires associés à la sénescence (SASP). Par rapport au foie sain, les voies de l’ECM, de la formation et de la dégradation du collagène étaient significativement enrichies chez les souris MAFLD.

3. Différences moléculaires entre le MASH-HCC et le HCC

Par rapport au foie sain, le MASH-HCC a montré un enrichissement significatif des voies de l’ECM, des voies de signalisation des cytokines et des SASP. De plus, le MASH-HCC a montré un enrichissement significatif des voies des effecteurs de la Rho GTPase, du remodelage de l’ECM et du cycle cellulaire dans les régions intratumorales et à la marge de la tumeur.

4. Effets spatiaux de la Gal-1

Le silence de la Gal-1 a significativement réduit la charge tumorale chez les souris MASH-HCC et a régulé à la baisse les voies immunitaires et de régulation de l’ECM à la marge de la tumeur. La surexpression de la Gal-1 a renforcé les voies de signalisation de la Rho GTPase et des SASP.

5. Impact du WD sur les voies de signalisation médiées par la Gal-1

La consommation de WD et la surexpression de la Gal-1 ont conjointement régulé à la hausse les voies des effecteurs de la Rho GTPase et de la dégradation de l’ECM, tandis que le silence de la Gal-1 a régulé à la baisse ces voies.

Conclusion

Cette étude révèle l’impact étendu du WD sur le microenvironnement tumoral du HCC via les voies de signalisation médiées par la Gal-1, y compris les voies Rho, le remodelage de l’ECM et les SASP. Ces changements non seulement favorisent la carcinogenèse hépatique, mais pourraient également influencer les résultats de l’immunothérapie du HCC. Les résultats de cette étude fournissent de nouvelles perspectives sur le rôle du WD dans le HCC et offrent des cibles potentielles pour les futures stratégies thérapeutiques.

Points forts de l’étude

1. Nouveau modèle murin de MASH-HCC : Cette étude a établi pour la première fois un modèle murin de MASH-HCC pertinent pour l’homme, offrant un outil important pour étudier l’impact du WD sur le HCC.
2. Technologie de transcriptomique spatiale : Grâce à la transcriptomique spatiale, l’étude a révélé l’impact spécifique du WD sur le microenvironnement tumoral.
3. Rôle clé de la Gal-1 : L’étude a confirmé le rôle clé de la Gal-1 dans la régulation des voies Rho, du remodelage de l’ECM et des SASP, ouvrant de nouvelles perspectives pour les thérapies ciblées.

Signification de l’étude

Cette étude comble une lacune importante dans la compréhension de l’impact du WD sur les voies de signalisation de la Gal-1 dans le MASH-HCC et fournit une base théorique pour le développement de nouvelles stratégies de traitement du HCC. En révélant les effets complexes du WD sur le microenvironnement tumoral, l’étude offre des références importantes pour les futures interventions diététiques et immunothérapies.