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# Biologie# Biologie du cancer

Le rôle des SCFAs et des EVs dans la recherche sur le cancer colorectal

Une étude sur les SCFAs et les EVs donne de nouvelles pistes sur le cancer colorectal.

D. Macedo, S. Abalde-Cela, L. Diéguez, A. Preto, C. Honrado

― 8 min lire


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Table des matières

Le Cancer colorectal (CRC) est l'un des plus gros problèmes de cancer à travers le monde. Il est classé troisième en termes de personnes touchées et prend la deuxième place pour le nombre de décès causés par le cancer. La raison pour laquelle tant de gens meurent du CRC, c'est souvent parce qu'il est détecté trop tard et qu'il n'y a pas beaucoup de bons traitements disponibles. C'est pour ça qu'on a besoin de trouver de meilleures façons de le repérer tôt et de nouveaux traitements pour aider ceux qui en souffrent.

Un domaine de recherche passionnant explore comment les changements dans la flore intestinale pourraient être liés au CRC. Les chercheurs sont particulièrement intéressés par des substances minuscules appelées acides gras à chaîne courte (AGCC), qui semblent avoir une certaine influence sur l’environnement autour des Tumeurs.

C'est quoi les AGCC et pourquoi c'est important ?

Les AGCC, qui incluent l’acétate, le propionate et le butyrate, sont produits par des bactéries intestinales lorsqu'elles décomposent les fibres de notre nourriture. Ces substances aident à garder nos intestins en bonne santé et ont montré qu'elles pourraient lutter contre le cancer dans le CRC de différentes manières. Par exemple, le butyrate peut influencer l’activation ou la désactivation des gènes dans les cellules cancéreuses, ce qui peut arrêter leur croissance ou même les faire mourir. L’acétate et le propionate semblent également ralentir la croissance des cellules cancéreuses en provoquant un certain stress à l’intérieur des cellules.

En plus de tout ça, les AGCC ont des propriétés anti-inflammatoires, ce qui veut dire qu'ils pourraient aider à réduire l'inflammation nuisible qui peut aggraver le cancer. Même avec toutes ces bonnes nouvelles sur les AGCC, on a encore plein de questions sur leur fonctionnement et comment ils pourraient être utilisés dans le traitement du CRC.

Vésicules extracellulaires : le nouveau système de livraison en recherche sur le cancer

Un autre sujet brûlant en recherche sur le cancer, c'est un type de bulle minuscule appelé vésicules extracellulaires (VE). Ces bulles sont libérées par des cellules et peuvent transporter toutes sortes de matériaux importants, comme des protéines, des graisses, et même du matériel génétique. Elles aident les cellules à communiquer entre elles et peuvent donner des indications sur ce qui se passe dans les cellules du corps.

Le truc cool avec les VE, c'est qu'elles peuvent circuler dans nos fluides corporels, ce qui en fait de super candidates pour des tests non invasifs pour vérifier le cancer. Dans le CRC, les scientifiques constatent que les VE peuvent également jouer un rôle dans la croissance et la propagation des tumeurs. Certaines de ces VE portent des marqueurs spécifiques qui peuvent aider les médecins à décider comment traiter un patient.

Le lien entre les AGCC et les VE

Étant donné les rôles prometteurs des AGCC et des VE dans la recherche sur le CRC, on a décidé d’explorer comment les AGCC pourraient affecter la production et le contenu des VE libérées par les cellules de CRC. Regarder de plus près cette relation pourrait mener à de nouvelles idées pour des tests non invasifs et des traitements possibles pour le CRC.

Comment on a fait la recherche

Culture des cellules

Dans notre étude, on a étudié trois types de cellules. Deux provenaient du cancer colorectal humain (SW480 et RKO), et une venait de cellules normales du côlon (NCM460). Les cellules cancéreuses étaient spéciales parce qu’elles avaient été mutées, ce qui est courant dans le cancer. Toutes les cellules ont été cultivées dans des conditions spécifiques pour s'assurer qu'elles étaient en bonne santé et prêtes pour nos expériences.

Traitement avec des AGCC

On a mélangé les AGCC d’une manière qui reflète les conditions normales dans notre côlon. Les cellules ont été traitées avec ce mélange pour voir comment cela les affectait. Après le traitement, on a examiné différents aspects des cellules et des VE qu’elles produisaient.

Extraction des VE

On a collecté les liquides autour des cellules, qui contenaient les VE. Une série d'étapes de centrifugation a été utilisée pour séparer les VE des autres matériaux. On a fini avec différents types de VE pour pouvoir les étudier plus en profondeur.

Analyse des VE

Pour apprendre la taille, la forme et le nombre des VE, on a utilisé diverses techniques. Une méthode consistait à utiliser un microscope sophistiqué qui peut voir des structures minuscules. Une autre méthode suivait le déplacement des particules dans un fluide pour obtenir des informations sur les distributions de taille.

On a aussi vérifié combien de protéines étaient présentes dans les VE et quel type de matériel génétique elles transportaient. En analysant le matériel génétique, on pouvait voir à quel point il correspondait à ce qu’on trouve typiquement dans les cellules cancéreuses.

Ce qu'on a découvert

Plus de VE avec traitement aux AGCC

Quand on a traité les cellules cancéreuses avec des AGCC, on a remarqué une grande augmentation du nombre de VE qu'elles ont libérées. Cette augmentation pourrait signifier que le traitement causait un certain stress dans les cellules, peut-être même les poussant à mourir un peu. Plus on produit de VE, plus on a de chances de trouver des marqueurs qui pourraient aider à diagnostiquer le cancer.

Taille des VE

La taille des VE n’a pas beaucoup changé après le traitement, mais on a remarqué quelques différences entre les cellules cancéreuses et normales. Les VE provenant des cellules cancéreuses étaient légèrement plus grandes, ce qui pourrait être lié au processus de mort cellulaire et à la façon dont le matériel est emballé dans ces vésicules.

Niveaux de protéines

Fait intéressant, quand on a regardé les niveaux de protéines dans les VE, on a vu que les AGCC ne changeaient pas beaucoup la quantité de protéines dans les cellules cancéreuses. Cependant, il y avait une diminution des protéines dans les grandes VE des cellules normales. Ça pourrait indiquer que les cellules normales utilisaient les AGCC pour recycler leurs composants au lieu de les libérer.

Matériel génétique dans les VE

On a aussi examiné l'ADN trouvé dans les VE. C'est important parce que l’ADN peut nous en dire beaucoup sur le cancer. Après le traitement aux AGCC, il y a eu une augmentation significative de la quantité d'ADN dans les VE de certaines cellules cancéreuses. Ça pourrait faire des VE une bonne source pour extraire des informations spécifiques aux tumeurs de manière non invasive.

Vérification de la qualité de l'ADN

Pour s'assurer que l'ADN était de haute qualité, on a regardé de plus près son intégrité. On a trouvé que bien que les AGCC puissent causer une certaine fragmentation de l'ADN dans les cellules cancéreuses, les VE ne montraient pas de ruptures significatives. Cela suggère que même si les cellules cancéreuses sont sous stress, les VE peuvent toujours protéger l'ADN.

Et l’instabilité des microsatellites ?

L’instabilité des microsatellites (MSI) est un gros truc dans le CRC parce qu'elle indique une instabilité génétique-un signe de comment le cancer se comporte. On a utilisé une méthode spéciale appelée PCR digitale en gouttelettes (ddPCR) pour vérifier les marqueurs MSI dans l'ADN des VE. On a trouvé des marqueurs MSI dans les cellules cancéreuses et leurs VE. C'est excitant parce que ça montre que les VE peuvent garder des informations importantes sur le cancer, même si les quantités d'ADN sont très faibles.

Qu'est-ce que ça veut dire ?

En gros, nos résultats suggèrent que les AGCC peuvent augmenter le nombre de VE libérées par les cellules de CRC et influencer ce qu'il y a à l’intérieur de ces VE. Ça ouvre de nouvelles opportunités pour utiliser les VE afin d'aider à diagnostiquer et surveiller le CRC, ce qui pourrait être moins invasif que les méthodes traditionnelles.

Aller de l’avant

Les résultats de cette étude ouvrent la voie à plus de recherches sur comment les AGCC et les VE interagissent. Le potentiel des VE pour être utilisées dans des tests non invasifs et le suivi des patients atteints de CRC est énorme. Imaginez ne pas avoir à subir une biopsie douloureuse mais pouvoir tester le cancer juste avec un échantillon de sang !

Pour conclure, combiner ce qu'on sait sur les AGCC avec les caractéristiques des VE pourrait mener à des avancées passionnantes dans le diagnostic et la gestion du CRC. On ne sait jamais, peut-être qu’un jour on aura un test rapide et facile pour détecter le cancer tôt et aider plus de gens à mener une vie plus saine.

Et qui ne voudrait pas de ça ? Après tout, on pourrait tous utiliser un peu plus de bonnes nouvelles dans le monde de la recherche sur le cancer.

Source originale

Titre: Investigating Short-Chain Fatty Acids Effects on Extracellular Vesicles Production in Colorectal Cancer

Résumé: Colorectal cancer (CRC) is the third most diagnosed and the second leading cause of cancer-related deaths globally, often due to late detection and limited treatment options. Recent studies have linked alterations in gut microbiota to CRC, particularly emphasizing the role of short-chain fatty acids (SCFAs) like acetate, propionate, and butyrate in shaping the tumor microenvironment (TME). SCFAs contribute to CRC pathogenesis by inducing lysosomal membrane permeabilization, cell cycle arrest, and apoptosis in cancer cells. Extracellular vesicles (EVs) are membrane-bound vesicles that facilitate intercellular communication and have gained attention as promising non-invasive biomarkers for cancer diagnosis and treatment monitoring. EVs participate in cellular response mechanisms to external stimuli by transferring proteins, lipids, and nucleic acids between cells, thus modulating target cell behavior and promoting coordinated responses to stress and environmental challenges. This process is essential for cellular adaptation and plays a significant role in pathophysiological processes, including tumor progression and immune modulation, making EVs highly relevant in clinical research. This study examined the impact of SCFAs on EV production and phenotype in CRC cells. The results indicated a notable increase in EV-sized particles following SCFA treatment of colorectal cell lines, particularly in the SW480 CRC cell line. For CRC cell lines, while co-precipitated protein levels remained stable, there was a slight decrease in cellular DNA and an increase in EV-associated DNA. KRAS-mutant SW480 cells exhibited the most pronounced response, emphasizing their heightened sensitivity to SCFA. Notably, microsatellite instability - a key biomarker for immunotherapy in CRC - was detected in both small and large EV populations from BRAF-mutant RKO cells after SCFA treatment, even at low DNA concentrations. These findings underscore the potential of EVs for non-invasive detection of molecular markers, paving the way for further exploration of their role in precision oncology. O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=100 SRC="FIGDIR/small/620636v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (25K): [email protected]@9e75a5org.highwire.dtl.DTLVardef@13dccfcorg.highwire.dtl.DTLVardef@5cdf15_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG Graphical Abstract. Effects of SCFA on EV production and characteristics in CRC cells. Treatment with SCFA led to a significant increase in the number of EV-sized particles, a decrease in cellular DNA and a corresponding increase in EV-DNA. This study also identified MSI in both s-EV and L-EV, even following SCFA treatment and at low DNA concentrations. Created using BioRender. C_FIG

Auteurs: D. Macedo, S. Abalde-Cela, L. Diéguez, A. Preto, C. Honrado

Dernière mise à jour: 2024-11-02 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.620636

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.30.620636.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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