Modulation de la viabilité, de la prolifération et de la souche par l'acide rosmarinique dans les cellules de médulloblastome : implication des HDAC et de l'EGFR
Le médulloblastome infantile (Medulloblastoma, MB) est la tumeur cérébrale maligne pédiatrique la plus courante. En raison de ses caractéristiques moléculaires et cliniques uniques, le traitement de ce type de tumeur a toujours été au cœur de la recherche clinique. Les méthodes de traitement existantes comprennent principalement une résection chirurgicale maximale, la radiothérapie et la chimiothérapie, mais ces traitements entraînent souvent une faible qualité de vie à long terme pour les patients, y compris des déficits cognitifs, moteurs et neuropsychiatriques. Par conséquent, la recherche de nouveaux médicaments capables de combattre efficacement la tumeur tout en préservant la qualité de vie des patients est urgente.
Dans ce contexte, l’équipe de chercheurs a mené une série d’études sur l’acide rosmarinique (Rosmarinic Acid, RA), un composé d’origine végétale. L’acide rosmarinique a déjà été étudié pour son action potentielle contre diverses maladies, y compris le cancer. Dans cette étude, les auteurs ont exploré pour la première fois le mécanisme d’action de l’acide rosmarinique sur le médulloblastome.
Équipe de recherche et publication de l’article
Cet article a été rédigé conjointement par Alice Laschuk Herlinger, Gustavo Lovatto Michaelsen, Marialva Sinigaglia et plusieurs autres chercheurs. Les institutions de recherche impliquées comprennent le Laboratoire de cancérologie et de neurobiologie de l’Université fédérale de Rio Grande do Sul au Brésil, l’Institut national de science et de technologie en oncologie pédiatrique et en cancer infantile du Brésil, et le Programme de troisième cycle en bioinformatique de l’Université fédérale du Nord de Rio Grande au Brésil. L’article a été publié le 23 septembre 2023 dans la revue “Neuromolecular Medicine”.
Contexte et objectifs de la recherche
Cette étude visait à explorer l’action de l’acide rosmarinique et ses mécanismes moléculaires potentiels dans deux lignées cellulaires de médulloblastome humain (DAOY et D283). La lignée cellulaire DAOY représente le sous-groupe SONIC HEDGEHOG (SHH), tandis que la lignée cellulaire D283 représente le sous-groupe moléculaire 3.
Processus de recherche
1. Culture cellulaire
Les lignées cellulaires DAOY (HTb186™) et D283 (HTb185™) ont été obtenues auprès de l’American Type Culture Collection (ATCC) et ont été authentifiées pour garantir leur identité et l’absence de contamination. Les cellules ont été cultivées dans du milieu Eagle modifié de Dulbecco (DMEM) à faible teneur en glucose, contenant 2 % (p/v) de L-glutamine et 10 % (v/v) de sérum de veau fœtal (FBS).
2. Traitement médicamenteux
L’acide rosmarinique (RA) a été acheté auprès de Sigma-Aldrich et dilué à une concentration de 100 mM. Le diméthylsulfoxyde (DMSO) a été utilisé comme solvant pour la dilution, et les préparations ont été faites fraîchement avant les expériences.
3. Évaluation de la viabilité cellulaire
La viabilité cellulaire a été évaluée par la méthode de comptage cellulaire au bleu de trypan. Le taux de survie cellulaire a été calculé après 48 heures de traitement à différentes concentrations d’acide rosmarinique, et les valeurs IC50 ont été estimées par régression non linéaire.
4. Test de capacité de formation de colonies
Après 48 heures de traitement à l’acide rosmarinique, les cellules ont été remises en culture à faible densité, et le nombre et la surface des colonies formées ont été observés.
5. Évaluation de la prolifération cellulaire
L’impact de l’acide rosmarinique sur la prolifération cellulaire a été évalué en estimant le doublement cumulatif de la population (CPD) sur 12 jours.
6. Évaluation de la formation de neurosphères
La capacité de prolifération des cellules souches cancéreuses (CSC) a été évaluée par des expériences de formation de neurosphères, y compris la surface des neurosphères et l’expression des marqueurs CSC après traitement à l’acide rosmarinique.
7. Réaction en chaîne par polymérase quantitative après transcription inverse (qPCR)
L’ARN total des cellules a été extrait et les niveaux d’ARNm des gènes cibles ont été mesurés par qPCR.
8. Western blot
Les niveaux d’expression des protéines cibles ont été évalués par Western blot après 48 heures de traitement à l’acide rosmarinique.
9. Analyse de survie
Des ensembles de données d’expression génique publics ont été utilisés pour analyser la survie globale et les sous-groupes moléculaires des patients atteints de médulloblastome.
10. Analyse statistique des données
Diverses méthodes d’analyse statistique ont été utilisées pour vérifier la significativité des résultats expérimentaux.
Principaux résultats
Cytotoxicité de l’acide rosmarinique sur les lignées cellulaires : L’acide rosmarinique a significativement réduit le taux de survie des cellules DAOY et D283, avec des IC50 respectives de 168 μM et 334 μM.
Capacité de formation de colonies : L’acide rosmarinique a significativement réduit la surface des colonies formées par les cellules DAOY, mais n’a pas eu d’effet significatif sur les cellules D283.
Prolifération cellulaire : Le CPD des cellules DAOY a été significativement réduit après traitement à l’acide rosmarinique, tandis que l’effet sur la prolifération des cellules D283 était moins prononcé.
Formation de neurosphères et marqueurs CSC : L’acide rosmarinique a significativement réduit la surface des neurosphères formées par les deux lignées cellulaires et a régulé à la baisse l’expression du marqueur CSC (PROM1/CD133).
Mécanismes moléculaires : Dans les cellules DAOY, l’acide rosmarinique a induit l’arrêt du cycle cellulaire et réduit la survie cellulaire en régulant à la baisse l’expression de HDAC1, en augmentant l’expression de H3K9Ac et CDKN1A/P21, en inhibant SOX2, et en réduisant l’activité des voies de signalisation EGFR et ERK/AKT.
Conclusion
Cette étude révèle pour la première fois les effets cytotoxiques et cytostatiques de l’acide rosmarinique sur les cellules de médulloblastome, ainsi que son action inhibitrice sur les caractéristiques des cellules souches cancéreuses, sans toxicité pour les cellules cérébrales saines. L’acide rosmarinique influence la prolifération et la stemness des cellules MB en affectant les voies de signalisation HDAC et EGFR. En résumé, la valeur et le potentiel de l’acide rosmarinique en tant que médicament potentiel pour le traitement du MB méritent d’être explorés davantage.
Signification et valeur
Cette étude confirme les effets anticancéreux potentiels de l’acide rosmarinique dans le médulloblastome et propose un mécanisme moléculaire par lequel il induit l’arrêt du cycle cellulaire et la mort cellulaire en inhibant les voies de signalisation HDAC et EGFR. De plus, la faible toxicité et l’efficacité élevée de l’acide rosmarinique observées dans d’autres recherches fondamentales et précliniques sur le cancer renforcent son potentiel en tant que nouveau médicament anticancéreux.
Cette recherche fournit de nouvelles idées et données à l’appui du développement futur de médicaments et d’applications cliniques, en particulier dans le contexte de la recherche de traitements anticancéreux plus sûrs et plus efficaces, où l’étude de l’acide rosmarinique attirera certainement plus d’attention.