Dans une étude récente publiée dans la revue Avancées scientifiques, les chercheurs ont mené une multitude d’expériences sur des lignées cellulaires humaines et des modèles murins transgéniques visant à étudier la relation entre la protéine de réparation de l’ADN Ku70 et le cancer intestinal. Leurs résultats mettent en évidence la puissante fonction suppressive de tumeur de la protéine. Les mutations du gène codant pour la protéine ou les régulations négatives de son expression ont considérablement augmenté le risque de cancer intestinal spontané ultérieur. Les risques de colite et de cancer colorectal associé à la colite étaient également accrus.
Cette étude fait progresser la compréhension de la voie de signalisation Ras-ERK médiée par Ku70 et des mécanismes moléculaires de l’activation de Ku70. Ceux-ci pourraient à leur tour constituer la base du développement futur de thérapies basées sur l’ADN.
Étude : Ku70 détecte l’ADN cytosolique et assemble un signalosome suppresseur de tumeur
Qu’est-ce que le Ku70 ?
Ku70 est une protéine de sous-unité de réparation de l’ADN qui aide à réparer l’ADN via la voie de jonction d’extrémité non homologue (NHEJ). Chez l’homme, la protéine est codée par le gène XRCC6, dont les études ont révélé qu’il est conservé au cours de l’évolution. Ku70 peut être trouvé à la fois dans le noyau cellulaire et dans le cytoplasme et, jusqu’à récemment, on pensait qu’il était limité à son rôle principal (réparation de l’ADN). Au cours de la dernière décennie, cependant, un nombre croissant de publications suggèrent des fonctions secondaires des protéines, notamment antimicrobiennes et antitumorales.
Il a été démontré que le Ku70 cytoplasmique produit des interférons de type III (IFN) en réponse à l’ADN bactérien ou viral dans des systèmes modèles humains et murins. Il a également été démontré qu’il se lie à Rickettsia conorii, un pathogène bactérien humain, facilitant ainsi sa neutralisation par les cellules de mammifères non phagocytaires.
Récemment, des recherches ont suggéré que la protéine pourrait également jouer un rôle suppresseur de tumeur. Dans une expérience indépendante, des souris génétiquement modifiées dépourvues du gène Ku70 se sont révélées remarquablement sensibles au carcinome hépatocellulaire et au développement spontané d’un lymphome à cellules T. Une autre étude a révélé la suppression génétique de Ku70 pour augmenter le risque de cancer colorectal. Malheureusement, le gène Ku70 est impliqué dans la croissance, sa suppression entraînant un retard de croissance murin. Étant donné qu’une taille corporelle plus petite et une croissance médiocre auraient perturbé l’interprétation de ces résultats, l’association entre Ku70 et le cancer reste spéculative et jusqu’à présent non confirmée.
À propos de l’étude
La présente étude vise à élucider toute association entre l’expression de la protéine Ku70 et le risque de cancer intestinal. Une fois l’association identifiée, le mécanisme qui sous-tend la fonction protectrice anti-tumorale de Ku70 est exploré. Le groupe d’échantillons expérimentaux était composé de types sauvages (WT), Ku70+/−(hétérozygote pour Ku70), Ku70−/−(homozygotes récessives) et des souris transgéniques C57BL/6NcrlAnu. Les quatre types de souris ont été divisés à parts égales en cohortes de cas (AOM-DSS) et témoins (non traitées).
L’étude a commencé par l’induction expérimentale de la colite et de la tumorigenèse colorectale associée à la colite dans la cohorte de cas via l’injection intrapéritonéale de 10 mg d’azoxyméthane (AOM). Cela a été suivi cinq jours plus tard par l’administration de 1,5 % de sulfate de dextrane sodique (DSS) pendant six jours. Quatorze jours après l’administration de l’AOM, les souris ont été euthanasiées et leurs intestins et tissus du côlon ont été récoltés pour validation méthodologique et analyse en aval.
Les cancers induits ont été identifiés et caractérisés à l’aide de techniques d’histologie, d’immunohistochimie et de microscopie. Ku70 et les protéines apparentées (par exemple, les cytokines) ont été identifiées et quantifiées à l’aide d’immunotransferts et de tests immuno-enzymatiques (ELISA), respectivement. La réaction quantitative en chaîne par polymérase en temps réel (qRT-PCR) a été utilisée pour isoler, amplifier et identifier l’ARN d’intérêt dans le tissu du côlon. L’ARN a ensuite été purifié par précipitation au chlorure de lithium (LiCl). L’ADN génomique obtenu à partir des selles de souris a été utilisé pour identifier et caractériser les assemblages du microbiome intestinal à l’aide du séquençage du gène de l’ARN ribosomal 16S (ARNr).
Séparément, des éléments de preuve basés sur des lignées cellulaires ont été obtenus en construisant un plasmide contenant le gène Ku70, qui a ensuite été transformé en NEB 5-alpha compétent. Escherichia coli. Enfin, le recombinant E. coli a été utilisé pour transfecter les sujets de l’étude, à savoir les lignées cellulaires humaines HEK293T et les cellules du côlon cultivées à partir de tissus du côlon récoltés.
Les analyses de lignées cellulaires ont incorporé des techniques de génomique, d’immunotransfert et d’immunofluorescence utilisées pour les modèles murins et ont inclus des analyses de co-immunoprécipitation, de prolifération et de culture organoïde. Active RAS a été sélectionné comme variable confondante à l’aide du kit de détection Active Ras. Le RAS est une famille de gènes dont les mutations seraient responsables de 95 % des cancers du pancréas et de 45 % des cancers colorectaux.
Résultats de l’étude
Le point culminant de cette étude est de valider que le capteur d’ADN cytosolique Ku70 joue le rôle secondaire de suppression des tumeurs. Les réductions de l’expression de Ku70 ou la mutation de son gène ont été rapidement suivies d’une tumorigenèse dans les modèles murins et dans les cultures cellulaires. Cette étude dévoile davantage le mécanisme d’action de Ku70, qui décrit une cooccurrence de mutations étonnamment élevée avec les gènes codant pour ARAF, RAF1, HRAS, NRAS et BRAF, gènes de la famille RAS précédemment impliqués dans les cancers intestinaux.
« Notre étude suggère que la voie de signalisation Ku70-ERK supprime la tumeur, ce qui contraste avec l’observation selon laquelle les mutations Ras/Raf, courantes dans le cancer colorectal, entraînent une activation aberrante de la signalisation ERK-MAPK en aval. »
Les résultats de l’étude suggèrent en outre que Ku70 pourrait fonctionner d’une manière spécifique à chaque cellule : les cellules épithéliales et stromales de patients atteints de la maladie de Crohn ou d’un cancer colorectal présentent une expression réduite du gène Ku70, même dans des conditions homozygotes dominantes. Parallèlement, Ku70 s’est avéré former un signalosome cytosolique composé de Ras, Raf et Ku70, qui s’ancre à la membrane de l’endosome et médie l’activation de l’axe de signalisation MEK-ERK-Cdc25A-CDK1, entraînant ainsi un effet antitumorigène.
« …l’activation de la voie Ras-ERK protège les souris contre la colite (83) et inhibe la prolifération des cellules de mammifères. D’autres études sont nécessaires pour élucider quels types de cellules subissent la signalisation Ras-ERK pour la progression du cancer colorectal et quels types de cellules subissent la signalisation Ku70 pour l’atténuation du cancer colorectal.
« Nous pensons que l’activation de la signalisation Ras-ERK médiée par Ku70 pourrait être initiée par l’ADN cytoplasmique provenant du microbiome intestinal introduit dans les cellules hôtes à la suite d’une rupture de la barrière intestinale. Cependant, il est également possible que le noyau endommagé et /ou les mitochondries peuvent être une source d’ADN cytoplasmique qui déclenche la signalisation Ras-ERK médiée par Ku70. »
