Rôle de la Protéine Liant le Syndecan (SDCBP) dans la Régulation du Microenvironnement Tumoral, la Progression Tumorale et l’Efficacité de l’Anti-PD1 dans le Cancer Colorectal

Introduction

Ces dernières années, l’immunothérapie a apporté des avancées révolutionnaires dans le traitement du cancer. Cependant, pour le cancer colorectal (Colorectal Cancer, CRC), le traitement par anti-Programmed Cell Death 1 (Anti-Programmed Cell Death 1, APD1) montre une efficacité relativement limitée chez les patients. Seuls les patients présentant une instabilité des microsatellites (Microsatellite Instability, MSI) élevée (MSI-H) bénéficient du traitement par les inhibiteurs des points de contrôle immunitaires (Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs), mais ces patients ne représentent que 15 % des cas globaux de CRC, et encore moins dans les cas de cancer avancé, seulement 4 à 5 %. Il est donc urgent de rechercher de nouvelles cibles pour améliorer l’efficacité de la thérapie par ICIs dans le CRC.

Le microenvironnement tumoral (Tumor Microenvironment, TME) joue un rôle crucial dans la régulation de la résistance à l’immunothérapie du cancer. Les macrophages associés aux tumeurs (Tumor-Associated Macrophages, TAMs) sont les cellules immunitaires les plus abondantes dans le TME. Les TAMs se divisent en macrophages activés classiquement (M1) et macrophages activés alternativement (M2), les premiers déclenchant l’activation immunitaire et les seconds favorisant la progression tumorale et affectant l’efficacité de la thérapie par anti-PD1 via la surexpression de facteurs immunosuppressifs TREM2 et CCL2. En outre, les M2-TAMs affectent directement la migration et l’infiltration des cellules T CD8+ dans la tumeur. Par conséquent, la réduction de l’infiltration des M2-TAMs ou la promotion de leur repolarisation est une stratégie importante pour améliorer l’efficacité immunitaire.

La Protéine Liant le Syndecan (Syndecan Binding Protein, SDCBP), également connue sous le nom de Syntenin1 ou de gène associé à la différenciation du mélanome 9 (Melanoma Differentiation-Associated Gene-9, MDA-9), est un membre de la famille des protéines contenant des domaines PDZ, impliquées dans l’adhésion cellulaire, la migration et la transduction de signaux. Des études antérieures ont montré que SDCBP est étroitement associé à l’invasion et à la métastase du cancer, et favorise la résistance à la chimiothérapie dans le CRC en régulant l’expansion et la migration des cellules souches cancéreuses (Cancer Stem Cells, CSCs). L’expression élevée de SDCBP chez les patients atteints de CRC est significativement associée à une survie globale et à une survie sans maladie médiocres. Cependant, le rôle de SDCBP dans le TME complexe et son effet sur l’immunothérapie ne sont pas encore entièrement élucidés.

Origine de la Recherche

Cette recherche a été réalisée par les chercheurs Jiahua Yu, Shijun Yu, Jin Bai, Zhe Zhu, Yong Gao et Yandong Li, de la faculté de médecine de l’Université Jiaotong de Shanghai, affiliée à l’Hôpital oriental de Shanghai, dans les départements d’oncologie et de chirurgie colorectale. Les résultats de cette recherche ont été publiés en 2024 dans la revue Cancer Gene Therapy.

Processus de Recherche

a) Flux de Travail de la Recherche

1. Culture et Traitement des Cellules

   • Utilisation de la lignée cellulaire humaine de CRC RKO, de la lignée cellulaire murine de CRC CT26 et de la lignée cellulaire murine de macrophages RAW264.7.
   • Les différentes lignées cellulaires sont cultivées dans un milieu contenant 10 % de sérum fœtal bovin.
   • Traitement ZnPT : Traitement des cellules avec ZnPT (0,25, 0,5, 1, 1,5, 2,0 µM) pendant 24 heures.

2. Interférence par ARN et Établissement de Lignées Cellulaires Stables

   • Synthèse de petits ARN interférents (siRNA) ciblant SDCBP pour une transfection, et criblage avec de la puromycine pour obtenir des lignées cellulaires transfectées stables.

3. Expérience de Prolifération Cellulaire

   • Réalisation des essais CCK-8 et de formation de colonies pour évaluer la capacité de prolifération des cellules.

4. Expérience de Migration Cellulaire

   • Utilisation de la méthode Transwell pour évaluer la capacité de migration des cellules de CRC.

5. Analyse par Western Blot

   • Extraction des protéines cellulaires à l’aide du tampon RIPA, analyse par SDS-PAGE et transfert sur membrane.

6. Détection de l’Apoptose Cellulaire

   • Utilisation de la cytométrie en flux pour détecter le pourcentage de cellules en apoptose.

7. Polarisation des Macrophages M1 et M2

   • Traitement des cellules RAW264.7 avec LPS et IL-4 pour obtenir des macrophages M1 et M2 respectivement, puis co-culture avec des cellules de CRC.

8. PCR Quantitative en Temps Réel

   • Extraction de l’ARN total, transcription inverse en cDNA, et PCR quantitative en temps réel.

9. Coloration Immunofluorescente

   • Utilisation de la méthode d’immunofluorescence pour détecter l’expression des marqueurs de surface.

10. Cytométrie en Flux

    • Détection de l’expression des protéines CD86 et CD206 dans les sous-populations de macrophages.

11. Expériences Animales

    • Modèle murin BALB/c, étude de l’effet du ZNPT sur la croissance tumorale, la métastase et l’efficacité combinée avec APD1.

12. Coloration Immunohistochimique

    • Réalisation de la coloration immunohistochimique des échantillons tumoraux.

13. Analyse CyTOF

    • Utilisation de la méthode Cytometry by Time-Of-Flight pour analyser l’infiltration des cellules immunitaires dans les échantillons tumoraux de souris.

14. Analyse Bioinformatique

    • Analyse de l’expression de SDCBP chez les patients atteints de CRC et de ses relations avec les cellules immunitaires à l’aide des plateformes BEST et SangerBox.

15. Analyse Statistique

    • Utilisation de GraphPad Prism pour les analyses statistiques.

b) Résultats de la Recherche

1. Expression de SDCBP dans le Cancer et sa Signification Clinique

   • SDCBP est surexprimé chez les patients atteints de CRC et est associé à un pronostic défavorable.
   • L’expression élevée de SDCBP est significativement associée à une absence de réponse à l’immunothérapie.

2. Vérification In Vivo et In Vitro du Rôle de SDCBP dans le CRC

   • La suppression de SDCBP inhibe significativement la prolifération et la migration des cellules de CRC.
   • Dans un modèle de xénogreffe murine, la suppression de SDCBP combinée au traitement par APD1 inhibe significativement la croissance tumorale.

3. Efficacité du Traitement Combiné ZnPT et APD1

   • ZnPT réduit significativement l’expression de SDCBP dans les cellules de CRC, inhibe la prolifération cellulaire et favorise l’apoptose.
   • Dans un modèle de métastase hépatique, le traitement combiné ZnPT et APD1 réduit significativement les métastases tumorales.

4. Changements des Cellules Immunitaires du TME

   • L’analyse CyTOF montre qu’après traitement par ZnPT, le pourcentage de macrophages M1 augmente tandis que celui des macrophages M2 diminue.

5. Impact de SDCBP sur la Polarisation des Macrophages

   • Dans les expériences de co-culture, la suppression de SDCBP favorise la repolarisation des macrophages de M2 à M1.

c) Conclusion de la Recherche

La SDCBP favorise la progression du CRC et la résistance immunitaire en régulant la polarisation des macrophages dans le TME. ZnPT, en tant qu’inhibiteur efficace de SDCBP, peut réduire l’infiltration des macrophages M2 et augmenter la proportion de macrophages M1, renforçant ainsi de manière significative l’efficacité du traitement APD1.

d) Points Forts de la Recherche

• Découverte Importante : L’expression élevée de SDCBP est associée à une faible efficacité du traitement anti-PD1 dans le CRC.
• Méthode Innovante : Améliorer l’efficacité de l’immunothérapie en inhibant SDCBP et repolarisant les macrophages.
• Application Large : ZnPT en tant qu’inhibiteur de SDCBP montre un potentiel considérable dans la thérapie immunitaire combinée.

Importance et Valeur de la Recherche

Cette recherche met en lumière le rôle clé de SDCBP dans l’immunothérapie du CRC, offrant de nouvelles perspectives pour améliorer l’efficacité de l’immunothérapie. ZnPT, en inhibant SDCBP et remodelant l’état de polarisation des macrophages dans le TME, montre un potentiel thérapeutique significatif, offrant une nouvelle option de traitement pour les patients atteints de CRC.