Le rôle de CHRDL2 dans la progression du cancer colorectal

Le cancer colorectal (CRC) est le troisième type de cancer le plus courant dans le monde, avec plus d'un million de cas signalés en 2020. Ce type de cancer se développe à partir de mutations dans les cellules de l'intestin, ce qui entraîne la formation de croissances appelées polypes, qui peuvent se transformer en cancer.

#Le Rôle de la Signalisation WNT

Dans le CRC, divers chemins de signalisation sont touchés, mais le chemin WNT/β-cathénine est le plus souvent perturbé. La signalisation WNT est super importante pour réguler la croissance et le destin des cellules souches intestinales (ISCs). L'activation de ce chemin se fait à la base des structures intestinales appelées cryptes et est essentielle pour maintenir le revêtement intestinal. À l'intérieur de ces cryptes, les ISCs sont organisées en hiérarchie, avec les cellules souches qui poussent plus vite à la base, tandis que celles qui poussent plus lentement ou régénératives se trouvent juste au-dessus.

#Comprendre les ISCs et Leurs Marqueurs

On peut identifier les ISCs grâce à des marqueurs spécifiques, comme LGR5. D'autres cellules souches moins actives se trouvent à la position +4 et sont marquées par d'autres protéines. La signalisation WNT augmente les niveaux de β-cathénine, qui active les voies liées à la croissance des cellules souches. La perturbation de WNT peut entraîner la perte de ces cellules souches et affecter la formation des cryptes. Bien que la signalisation WNT soit essentielle pour maintenir l'intestin, trop d'activation peut mener à une croissance excessive et au cancer.

#Le Rôle de la Signalisation BMP

À l'opposé de WNT, la signalisation BMP se trouve dans les parties supérieures de la structure intestinale. Elle aide à la différenciation et à la croissance des cellules. Les BMP peuvent avoir des effets variés dans le cancer, parfois en promouvant la croissance, d'autres fois en l'inhibant. Les BMP font partie d'une grande famille de protéines qui se lient à des récepteurs spécifiques pour initier une série d'événements cellulaires influençant l'activité des gènes.

#Antagonistes BMP et Leur Impact

Certaines protéines, appelées antagonistes BMP, bloquent la signalisation BMP. Dans les intestins, ces antagonistes sont principalement produits par des cellules de soutien spécifiques. Ils aident à maintenir des niveaux élevés de signalisation WNT, ce qui est nécessaire pour garder les cellules souches actives. Parmi les antagonistes BMP bien connus, on trouve Noggin et les Gremlins, qui ont été liés à divers cancers. CHRDL2 est un autre antagoniste BMP qui a attiré l'attention ces dernières années.

#CHRDL2 et Son Rôle dans le Cancer

CHRDL2 interagit spécifiquement avec les BMP, les empêchant d'activer leurs récepteurs. La recherche a indiqué que des niveaux élevés de CHRDL2 se trouvent souvent dans différents types de cancer, et ces niveaux élevés peuvent mener à de moins bons résultats pour les patients.

#Utilisation des Lignes Cellulaires de Cancer Colorectal pour la Recherche

Dans des études, les chercheurs ont modifié génétiquement des lignées cellulaires de cancer colorectal pour surexprimer CHRDL2 de manière contrôlée. Cela permet aux scientifiques d’explorer comment CHRDL2 affecte le comportement cellulaire, y compris comment ces cellules répondent à des traitements comme la chimiothérapie.

#Effets de CHRDL2 sur la Prolifération Cellulaire

Les premières expériences ont montré que la surexpression de CHRDL2 réduisait la vitesse à laquelle les cellules cancéreuses croissent et forment de nouvelles colonies. Cette réduction était particulièrement visible lorsque les cellules cancéreuses étaient maintenues dans des conditions de faible glucose. Cela soutient l'idée que CHRDL2 pourrait modifier le comportement de ces cellules, les rendant potentiellement moins agressives.

#CHRDL2 et Migration des Cellules Cancéreuses

En plus de la prolifération, les scientifiques ont testé comment CHRDL2 influence la capacité des cellules cancéreuses à migrer. Les résultats ont montré qu'avec des niveaux plus élevés de CHRDL2, les cellules cancéreuses devenaient plus mobiles, une caractéristique souvent observée dans les Cellules souches cancéreuses. Cette mobilité accrue peut contribuer à la propagation ou à la métastase du cancer.

#Résistance à la Chimiothérapie avec CHRDL2

Un autre aspect crucial des cellules cancéreuses est leur capacité à résister à des traitements comme la chimiothérapie. Dans les expériences, les cellules surexprimant CHRDL2 ont montré un taux de survie plus élevé lorsqu'elles étaient traitées avec des médicaments de chimiothérapie courants utilisés pour le CRC. Cette résistance a été confirmée par des tests spécifiques pour mesurer le nombre de cellules survivantes après traitement.

#Comment CHRDL2 Affecte les Dommages et Réparations de l'ADN

La chimiothérapie peut causer des dommages significatifs à l'ADN d'une cellule. Les chercheurs ont examiné si CHRDL2 pouvait aider à réparer ces dommages plus efficacement. Les résultats ont indiqué que les cellules avec des niveaux élevés de CHRDL2 avaient moins de signes de Dommages à l'ADN après chimiothérapie. Cela suggère que CHRDL2 pourrait améliorer les processus de réparation à l'intérieur des cellules.

#Étudier les Organoïdes Intestinaux

Pour explorer davantage les effets de CHRDL2, les chercheurs ont créé des modèles 3D appelés organoïdes à partir de cellules intestinales. Ces organoïdes imitent la structure des intestins et permettent aux scientifiques d'étudier comment CHRDL2 influence le comportement des cellules souches dans un environnement plus réaliste. Lorsque les organoïdes étaient traités avec CHRDL2, ils montraient moins de différenciation en types cellulaires matures, indiquant une rétention des propriétés de cellules souches.

#Séquençage d'ARN et Analyse des Voies

Les chercheurs ont aussi examiné les changements dans l'expression génique liés à la surexpression de CHRDL2 en utilisant des techniques avancées comme le séquençage d'ARN. Ce processus a révélé un certain nombre de gènes affectés, en particulier ceux impliqués dans les caractéristiques des cellules souches et la croissance du cancer. La signalisation WNT était particulièrement élevée, indiquant comment CHRDL2 impacte les voies cellulaires.

#Conclusion et Directions Futures

Les résultats suggèrent que CHRDL2 joue un rôle important dans le cancer colorectal en inhibant la signalisation BMP et en boostant la signalisation WNT. Cela renforce non seulement les propriétés semblables à celles des cellules souches dans les cellules cancéreuses, mais contribue aussi à la résistance au traitement. Les études en cours visent à mieux comprendre les mécanismes impliqués, ce qui pourrait aider à développer de nouvelles stratégies pour la thérapie du CRC. Mieux comprendre CHRDL2 pourrait conduire à de meilleurs outils diagnostiques et potentiellement à de nouveaux traitements pour les patients confrontés à cette maladie difficile.

#Matériaux et Méthodes

#Culture Cellulaire et Maintenance

Les lignées cellulaires humaines de cancer colorectal CACO2, COLO320, LS180 et RKO ont été utilisées pour les expériences. Ces cellules ont été cultivées dans un type spécial de solution nutritive qui soutient leur croissance tout en contrôlant l'environnement pour imiter les conditions corporelles.

#Création de Lignées Cellulaires Surexprimant CHRDL2

Pour étudier CHRDL2, les chercheurs ont créé de nouvelles lignées cellulaires qui produisent plus de CHRDL2 que d'habitude. Cela a impliqué d'ajouter le matériel génétique de CHRDL2 dans les cellules et de sélectionner celles qui ont intégré ce matériel avec succès.

#Mesure des Niveaux de Protéines

Pour voir combien de CHRDL2 était produit, les scientifiques ont utilisé des techniques qui séparent les protéines par taille et mesurent leurs quantités. Cela donne une image claire de l'efficacité du processus de surexpression.

#Évaluation de la Prolifération Cellulaire

Les chercheurs ont testé la vitesse à laquelle les cellules cancéreuses croissent en utilisant une méthode qui mesure la survie des cellules et les taux de croissance dans le temps. Cela aide à déterminer l'impact de CHRDL2 sur le comportement cellulaire.

#Réalisation de Cytométrie de Flux

La cytométrie de flux a été utilisée pour évaluer les caractéristiques des cellules au fil du temps, en particulier leur capacité à passer par différentes étapes de croissance et à quelles mesures elles étaient résistantes aux traitements.

#Étude de la Clonogénicité

Un essai clonogénique a été réalisé pour voir à quel point des cellules cancéreuses individuelles peuvent bien croître en nouvelles colonies au fil du temps lorsqu'elles sont exposées à différentes conditions.

#Évaluation de la Réponse aux Médicaments

Pour découvrir à quel point les cellules étaient résistantes aux médicaments de chimiothérapie, les chercheurs les ont traitées avec diverses doses et mesuré leurs taux de survie.

#Analyse des Dommages à l'ADN

Pour examiner comment CHRDL2 affecte la capacité à réparer l'ADN, les scientifiques ont examiné la présence de marqueurs de dommages à l'ADN dans les cellules traitées.

#Organisation et Culture d'Organoïdes

Les chercheurs ont généré des organoïdes intestinaux en 3D à partir de cellules de souris, ce qui leur a permis d'étudier les effets de CHRDL2 dans un environnement plus naturel qui ressemble à l'intestin.

#Réalisation de Séquençage d'ARN

Des techniques de séquençage d'ARN ont été utilisées pour analyser les changements dans l'expression des gènes en réponse à CHRDL2. Cela a fourni des perspectives sur les voies susceptibles d'être actives dans les cellules surexprimant CHRDL2.

En identifiant ces voies et marqueurs, les scientifiques peuvent mieux comprendre les complexités du cancer colorectal et développer de meilleurs traitements à l'avenir.