L’étude sur la suppression du mélanome par le plasma à pression atmosphérique non thermique via l’axe PI3K-AKT-ZEB1 en régulant les miRNA

Contexte académique

Le mélanome est le type de cancer de la peau le plus agressif et le plus mortel, en particulier aux stades avancés, où son traitement est extrêmement difficile. Bien que les progrès récents dans les thérapies ciblées et immunothérapies aient amélioré les taux de survie des patients, les résultats globaux restent insatisfaisants. Par conséquent, l’exploration de nouvelles approches thérapeutiques est devenue un axe de recherche majeur. Le plasma à pression atmosphérique non thermique (Non-Thermal Atmospheric Pressure Plasma, NTP), en tant que nouvelle méthode physique de traitement, a montré un potentiel prometteur dans le traitement du cancer ces dernières années. Le NTP génère des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote (Reactive Oxygen and Nitrogen Species, RONS), induisant un stress oxydatif dans les cellules cancéreuses, ce qui entraîne des effets antitumoraux. Cependant, les mécanismes moléculaires du NTP, en particulier sa régulation des microARN (microRNA, miRNA), n’ont pas encore été suffisamment étudiés.

Les miRNA sont une classe de petits ARN non codants qui régulent l’expression des gènes et participent à divers processus biologiques tels que la prolifération, la différenciation et l’apoptose cellulaire. Leur rôle dans le cancer est particulièrement significatif, de nombreux miRNA étant considérés comme des suppresseurs de tumeur ou des facteurs oncogènes. Ainsi, l’étude de la régulation des miRNA par le NTP pourrait contribuer à révéler les mécanismes moléculaires de son action antitumorale et fournir une base théorique pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Source de l’article

Ce rapport de recherche est basé sur les travaux collaboratifs de Pradeep Bhartiya, Apurva Jaiswal, Manorma Negi, Neha Kaushik, Eun Ha Choi et Nagendra Kumar Kaushik, entre autres auteurs. L’équipe est principalement issue du Centre de recherche en biosciences plasmatiques de l’Université Kwangwoon (Corée du Sud) et du Département de biotechnologie de l’Université de Suwon (Corée du Sud). L’article a été publié dans le Journal of Advanced Research, volume 68, pages 147-161, en 2025.

Processus de recherche

1. Culture cellulaire et traitement par NTP

L’étude a d’abord utilisé trois lignées cellulaires de mélanome humain (SK-MEL-2, SK-MEL-31 et G-361) pour les expériences. Les cellules ont été cultivées dans des conditions standards et traitées avec un dispositif NTP. L’appareil NTP, utilisant de l’air comme gaz de travail, a généré un plasma agissant sur les cellules. Pour déterminer la durée optimale du traitement NTP, l’équipe de recherche a testé différents temps d’exposition (0,5, 1, 1,5, 2 et 4 minutes) sur les cellules SK-MEL-2 et a mesuré la viabilité cellulaire par la méthode de coloration Alamar Blue. Les résultats ont montré que les traitements de 2 et 4 minutes réduisaient significativement la viabilité cellulaire. Les expériences ultérieures ont utilisé des temps de traitement de 3 et 5 minutes.

2. Test de viabilité et apoptose cellulaire

La mort cellulaire a été évaluée par la méthode de coloration au PI (iodure de propidium). Les résultats ont montré que le traitement NTP augmentait significativement l’absorption du PI, indiquant une augmentation de la mort cellulaire. De plus, l’analyse par PCR quantitative en temps réel (qPCR) a révélé une réduction significative de l’expression des gènes liés à la prolifération cellulaire (comme c-Myc, Ki67, AKT, CDKN2A, p53 et Casp9) après traitement NTP, tandis que l’expression de CDKN2A, p53 et Casp9 était augmentée, suggérant que le NTP inhibe la croissance des cellules de mélanome en induisant un arrêt du cycle cellulaire et une apoptose.

3. Expériences de formation de colonies et de migration

L’expérience de formation de colonies a montré que le traitement NTP réduisait significativement la capacité de formation de colonies des cellules SK-MEL-2. Par ailleurs, l’expérience de guérison par scratch a révélé que le traitement NTP inhibait significativement la migration des cellules.

4. Séquençage et analyse des miRNA

Pour approfondir les mécanismes moléculaires du NTP, l’équipe de recherche a effectué un séquençage à haut débit des miRNA (miRNA-seq) sur les cellules SK-MEL-2 traitées par NTP. L’analyse a identifié 82 miRNA significativement surexprimés et 66 miRNA sous-exprimés dans le groupe traité pendant 5 minutes. Parmi eux, miR-200b-3p et miR-215-5p présentaient les augmentations les plus marquées. L’analyse bioinformatique a montré que ces miRNA étaient principalement impliqués dans les voies de signalisation PI3K-AKT, la régulation du cycle cellulaire et l’apoptose.

5. Validation fonctionnelle des miRNA

Pour valider les fonctions de miR-200b-3p et miR-215-5p, l’équipe de recherche a utilisé des inhibiteurs spécifiques pour réduire l’expression de ces miRNA et a mesuré leurs effets sur la viabilité et la migration cellulaires. Les résultats ont montré que l’inhibition de miR-200b-3p et miR-215-5p atténuait significativement l’effet inhibiteur du NTP sur les cellules de mélanome, indiquant que ces deux miRNA jouent un rôle clé dans la suppression du mélanome par le NTP.

Principaux résultats

1. Le traitement NTP inhibe significativement la viabilité et la capacité de formation de colonies des cellules de mélanome : Les données expérimentales montrent que le traitement NTP de 5 minutes réduit significativement la viabilité des cellules SK-MEL-2, SK-MEL-31 et G-361, tout en inhibant la formation de colonies et la migration.
   
2. Le NTP régule l’expression des miRNA : Le séquençage des miRNA a révélé que le traitement NTP augmentait significativement l’expression de miR-200b-3p et miR-215-5p, tout en influençant de nombreux miRNA liés à la voie PI3K-AKT et à la régulation du cycle cellulaire.
   
3. miR-200b-3p et miR-215-5p jouent un rôle clé dans la suppression du mélanome par le NTP : Les expériences de validation fonctionnelle montrent que l’inhibition de ces deux miRNA atténue significativement l’effet inhibiteur du NTP sur les cellules de mélanome.
   

Conclusions de l’étude

Cette étude révèle pour la première fois que le NTP inhibe le mélanome en régulant les miRNA, en particulier miR-200b-3p et miR-215-5p. Le NTP induit un arrêt du cycle cellulaire et une apoptose en augmentant les miRNA suppresseurs de tumeur et en réduisant les miRNA oncogènes, inhibant ainsi la croissance et la migration du mélanome. Cette découverte fournit une base théorique pour l’application du NTP dans le traitement du mélanome et ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de stratégies thérapeutiques combinées basées sur les miRNA.

Points forts de la recherche

1. Innovation : Première démonstration des mécanismes moléculaires par lesquels le NTP inhibe le mélanome via la régulation des miRNA.
   
2. Valeur clinique : Fournit une base théorique pour l’application du NTP dans le traitement du mélanome et propose des stratégies thérapeutiques combinées basées sur les miRNA.
   
3. Avancée technologique : Combine le séquençage à haut débit des miRNA et l’analyse bioinformatique pour étudier en profondeur les mécanismes moléculaires du NTP.

Signification et perspectives

Cette étude éclaire non seulement les mécanismes du NTP dans le traitement du mélanome, mais fournit également une référence importante pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur les miRNA. Les recherches futures pourraient explorer l’application combinée du NTP avec d’autres méthodes de traitement (comme la chimiothérapie ou l’immunothérapie) pour améliorer l’efficacité du traitement du mélanome. De plus, miR-200b-3p et miR-215-5p, en tant que cibles thérapeutiques potentielles, pourraient également jouer un rôle dans le traitement d’autres types de cancer.