Dans une étude récente publiée dans le Journal of Experimental Medicine, des chercheurs ont étudié si les cellules dérivées de la moelle osseuse présentant une perte hétérozygote de Dnmt3a (Dnmt3a+/Δ), l’altération génétique la plus courante de l’hématopoïèse clonale (CH), contribuent à la pathogenèse du cancer du côlon associé à la colite (CAC).
Étude: La perte hétérozygote spécifique hématopoïétique de Dnmt3a exacerbe le cancer du côlon associé à la colite. Crédit d’image : vétérinairepathologiste/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
CH, l’expansion clonale de cellules souches hématopoïétiques mutantes, est associée à une survie plus courte chez les patients atteints de tumeurs solides, y compris le cancer du côlon.
L’acide désoxyribonucléique méthyltransférase trois alpha (DNMT3A) est fréquemment altérée dans l’hématopoïèse clonale, avec des mutations provoquant une perte de fonction hétérozygote.
Comprendre l’association causale entre l’hématopoïèse clonale et les phénotypes tumoraux agressifs est crucial pour des approches thérapeutiques optimales et de meilleurs taux de survie.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié le rôle de l’hématopoïèse clonale dans la pathogenèse du cancer du côlon associé à la colite C, provoquée par des altérations du gène DNMT3A.
L’équipe a utilisé un modèle murin combinant le CAC avec une hématopoïèse clonale expérimentale pilotée par Dnmt3a. Les tissus du côlon ont été soumis à une coloscopie, un examen histopathologique, un séquençage de l’acide ribonucléique (ARN), un profilage transcriptomique, un séquençage de nouvelle génération, une analyse d’enrichissement de l’ensemble génétique (GSEA), une immunofluorescence et une analyse immunohistochimique.
Les cellules d’hématopoïèse clonale pilotées par Dnmt3a ont été traitées avec un inhibiteur de l’angiogenèse, l’axitinib, pour évaluer le potentiel thérapeutique de l’axitinib.
Pour étudier l’impact de Dnmt3a+/Δ dans les organes hématopoïétiques caractéristiques de l’hématopoïèse clonale sur le développement du cancer du côlon associé à la colite, des animaux murins ont été sacrifiés pour une évaluation du côlon dix semaines après le début du traitement par sulfate de dextrane sodique (DSS) et par azoxyméthane (AOM).
Pour déterminer l’association entre les altérations génétiques du système sanguin et la gravité du CAC, l’équipe a examiné la présence de mutations CH parmi des échantillons de sang et de tumeur appariés obtenus auprès de 66 patients CAC.
Une approche basée sur la transplantation de moelle osseuse a été utilisée pour modéliser expérimentalement l’hématopoïèse clonale chez les animaux murins.
Pour simuler étroitement l’hématopoïèse clonale humaine dans laquelle des clones génétiques mutants contribuent au nombre de cellules matures dans le sang, des souris de type sauvage ont été transplantées en utilisant 10 % de Dnmt3a.+/Δ (le Dnmt3a+/+ ou groupe témoin) ainsi que 90 % de cellules de moelle osseuse concurrentes de type sauvage qui pourraient être différenciées par le groupe de marqueurs leucocytaires de différenciation 45.1 et 45.2.
Les animaux diagnostiqués avec des maladies hématopoïétiques par cytométrie en flux et par numération globulaire complète ont été exclus de l’analyse.
Résultats
La perte hétérozygote de Dnmt3a dans la moelle osseuse a conduit à un phénotype CAC accentué, avec une pénétrance tumorale plus élevée et une charge tumorale accrue dans le modèle murin combinant le cancer du côlon associé à la colite avec une hématopoïèse expérimentale Dnmt3a-clonale par rapport aux témoins.
L’haploinsuffisance hématopoïétique Dnmt3a spécifique a favorisé l’initiation et la progression du cancer du côlon associé à la colite, conformément aux études précédentes.
Les résultats histopathologiques ont indiqué une augmentation de l’infiltration de cellules immunitaires, de la formation d’ulcères, de lésions épithéliales du côlon, de dysplasie et de formation d’adénocarcinome. L’haploinsuffisance du gène Dnmt3a dans la moelle osseuse a entraîné une histopathologie avancée du cancer du côlon associé à la colite et une augmentation de la charge de cancer.
Le profilage du transcriptome des tumeurs du côlon a identifié des signatures d’une formation accrue de tumeurs du côlon associées à la colite chez les souris présentant une hématopoïèse clonale expérimentale pilotée par Dnmt3a, avec un enrichissement en gènes liés à la carcinogenèse, y compris l’angiogenèse.
En particulier, expression accrue du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF), du récepteur 1 du facteur de croissance des fibroblastes (Ffgr-1), de la transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT), de l’angiogenèse et du membre 1 de la famille β-caténine/Wnt (Wnt), du fuseau mitotique. , facteur de transcription E2F 1 (E2F), régulateur principal de l’entrée dans le cycle cellulaire et de la signalisation du gène du métabolisme prolifératif (MYC), et point de contrôle écart 2 (G2)/mitose (M).
En revanche, une régulation négative des gènes associés à l’adipogenèse ou au métabolisme des acides gras et à la phosphorylation oxydative a été observée.
Les résultats ont indiqué une prolifération accrue dans l’épithélium des cellules du côlon en régénération parmi les Dnmt3a.+/Δ souris, conduisant à une pathologie avancée du cancer colorectal associée à la colite.
Le traitement par axitinib a éliminé les effets du Dnmt3a favorisant le cancer du côlon+/Δ moelle osseuse directement par diminution de la densité vasculaire tumorale et indirectement par normalisation de l’hématopoïèse aberrante de Dnmt3a-CH, avec une diminution des cellules myéloïdes circulantes et une augmentation des lymphocytes T parmi les Dnmt3a+/Δ Chimères BM.
Les résultats ont indiqué que l’axitinib pourrait atténuer les effets défavorables de l’hématopoïèse clonale chez les patients atteints de cancer.
Neuf semaines après le début du traitement AOM/DSS, l’examen coloscopique a révélé une opacification accrue de la paroi du côlon, de nombreuses plaques de fibrine et des saignements, indiquant une pathologie accrue du côlon.
De plus, l’équipe a détecté des tumeurs plus grandes et plus nombreuses dans les zones accessibles du côlon chez Dnmt3a.+/Δ chimères de moelle osseuse comparées à Dnmt3a+/+-contrôles greffés.
L’indice endoscopique murin modifié des scores de gravité du cancer du côlon associé à la colite (MEICS) était significativement élevé dans l’étude Dnmt3a.+/Δ groupe.
Un patient atteint d’hématopoïèse clonale DNMT3A (R882) n’a pas développé de métastases à distance, alors que les deux patients présentant des mutations non R882 l’ont fait, ce qui indique la possibilité de différentes altérations de l’hématopoïèse clonale entraînant des conséquences fonctionnelles divergentes.
Conclusion
D’après les résultats de l’étude, la perte hétérozygote hématopoïétique spécifique de Dnmt3a exacerbe le cancer du côlon associé à la colite par divers mécanismes moléculaires.
Cette altération de la moelle osseuse a un impact sur la pathogenèse du cancer du côlon associé à la colite par des voies non autonomes des cellules tumorales, suggérant des stratégies thérapeutiques potentielles. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier les mécanismes sous-jacents, notamment l’implication immunologique.
