Rapport de recherche sur le mécanisme de limitation de la progression du cancer du pancréas par BAG6

Contexte de la recherche

L’adénocarcinome canalaire pancréatique (Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC) a un pronostic extrêmement mauvais, avec une survie médiane de seulement 6 mois, nécessitant de nouvelles méthodes de traitement. Ces dernières années, il a été découvert que les vésicules extracellulaires (Extracellular Vesicles, EVs) libérées par les cellules tumorales jouent un rôle important dans la progression du cancer du pancréas. Les EVs sont des nanoparticules à double couche phospholipidique sécrétées par les cellules, transportant des biomolécules telles que des protéines et de l’ARN de la cellule sécrétrice, qui influencent les voies de signalisation cellulaire dans les cellules cancéreuses et le microenvironnement tumoral (Tumor Microenvironment, TME) par interaction avec les récepteurs/ligands de surface ou par internalisation par les cellules réceptrices. Cependant, les gènes moteurs guidant la fonction des EVs, les cellules réceptrices des EVs et leurs réponses cellulaires à l’absorption des EVs restent flous. Cet article se concentre principalement sur le rôle de l’antigène 6 associé à BCL-2 (BAG6), un gène qui régule la production d’EVs, dans la progression du cancer.

Source de l’article

Cet article a été rédigé conjointement par plusieurs chercheurs, dont Bilal Alashkar Alhamwe, provenant principalement d’institutions renommées telles que l’Université Philipps, la Harvard Medical School et l’Université de Cologne. L’article a été publié dans le journal “Cellular & Molecular Immunology” en juin 2024.

Processus de recherche

L’équipe de recherche a utilisé un système de rapport basé sur la recombinaison Cre/LoxP combiné à un séquençage d’ARN unicellulaire pour surveiller l’absorption des EVs et les changements dans le microenvironnement tumoral dans un modèle murin de cancer du pancréas en l’absence de BAG6. Les étapes de recherche sont les suivantes :

1. Établissement du modèle : Des cellules tumorales Pan02 avec le gène BAG6 knock-out (KO) et de type sauvage (WT) ont été transplantées séparément dans des souris immunocompétentes pour observer la croissance des tumeurs sous-cutanées et orthotopiques.
2. Analyse immunohistochimique : L’infiltration des cellules T CD4+, T CD8+ et des cellules Natural Killer (NK) CD56+ dans les tissus tumoraux a été examinée, et les changements de ces cellules ont été confirmés par analyse de l’expression génique.
3. Expérience d’inhibition des EVs : GW4869 a été utilisé pour inhiber la production et la libération des EVs, observant son effet sur la croissance tumorale.
4. Système transgénique expérimental : Un système de rapport Cre-LoxP a été utilisé pour suivre le transfert des EVs libérées par les cellules tumorales dans les cellules réceptrices.
5. Séquençage d’ARN unicellulaire : Un séquençage d’ARN unicellulaire a été effectué sur les tumeurs orthotopiques, annotant différents groupes cellulaires et analysant l’absorption des EVs.
6. Expériences liées aux mastocytes (Mast Cells, MCs) : L’activation des MCs et l’expression génique ont été examinées par immunohistochimie et RT-qPCR, une expérience de déplétion des MCs a été réalisée en utilisant l’imatinib, et son impact sur la croissance tumorale a été analysé.
7. Analyse de la voie de signalisation IL33-IL33R : L’expression d’IL33 et de son récepteur (IL1RL1) dans les EVs a été détectée par ELISA et cytométrie en flux, et le rôle d’IL33 dans l’activation des MCs a été vérifié par des expériences in vitro.

Principaux résultats de la recherche

1. L’absence de BAG6 accélère la croissance tumorale et modifie le TME : Dans les tumeurs de souris déficientes en BAG6, l’infiltration des cellules T CD4+ et CD8+ était réduite, tandis que les fibroblastes associés au cancer inflammatoire (Inflammatory Cancer-Associated Fibroblasts, iCAFs) étaient augmentés. L’analyse de corrélation de Spearman a montré que l’absence de BAG6 était positivement corrélée à l’accumulation de MCs et d’iCAFs.
2. La libération d’EVs est associée à la progression tumorale : Les cellules BAG6 KO libéraient légèrement plus d’EVs que les cellules WT. Après injection de l’inhibiteur d’EV GW4869, la croissance des tumeurs BAG6 KO a été significativement réduite, indiquant que les EVs jouent un rôle clé dans la progression tumorale induite par l’absence de BAG6.
3. Les MCs sont les principales cellules réceptrices des EVs : Le séquençage d’ARN unicellulaire a montré que presque 100% des MCs dans les tumeurs BAG6 KO recevaient des signaux EV, et l’expression du récepteur IL33 (IL1RL1) était significativement augmentée dans les MCs. L’immunohistochimie a davantage validé cette découverte.
4. Rôle d’IL33 dans l’activation des MCs : Les expériences ont montré que les EVs libérées par les cellules BAG6 KO contenaient significativement plus d’IL33, activant les MCs via la voie IL33-IL1RL1, promouvant l’expression de facteurs inflammatoires (tels que IL6, LIF, TNFα, etc.). La cytométrie en flux et l’ELISA ont prouvé qu’IL33 est principalement libéré via la voie de la sphingomyélinase neutre 2 (nSMase).

Conclusions et signification

1. Nouveau mécanisme de suppression tumorale par BAG6 : BAG6 inhibe la libération d’EVs en régulant la dégradation et la sécrétion d’IL33, limitant ainsi l’activation des MCs et atténuant les effets pro-cancéreux du microenvironnement tumoral. Le niveau d’expression de BAG6 est positivement corrélé à la survie des patients, tandis que l’infiltration des MCs y est négativement corrélée. Cela suggère que cibler les MCs, en particulier par la déplétion des MCs avec l’imatinib, pourrait offrir un traitement efficace pour les patients atteints de cancer du pancréas avec une faible expression de BAG6 et une forte infiltration de MCs.
2. Points forts de la recherche : Cette étude révèle pour la première fois le mécanisme de biogenèse des EVs centré sur BAG6 dans le PDAC et son rôle dans le TME, propose le rôle clé des MCs dans la progression du cancer du pancréas, et fournit une base scientifique pour l’utilisation de stratégies de médecine de précision dans le traitement de patients spécifiques atteints de cancer du pancréas.

Cette recherche non seulement élargit notre compréhension du rôle de BAG6 dans le cancer du pancréas, mais fournit également des cibles potentielles pour de futurs traitements. En approfondissant notre compréhension des EVs et de leur rôle dans le microenvironnement cancéreux, nous pourrions être en mesure de développer des méthodes de traitement plus efficaces pour améliorer la survie des patients atteints de cancer du pancréas.