Le cancer du foie induit par la β-caténine oncogénique est sensible à la perturbation de la synthèse des nucléotides par le méthotrexate
Le cancer du foie demeure l’un des cancers les plus difficiles à traiter, principalement en raison de sa résistance à la chimiothérapie conventionnelle. Parmi les altérations moléculaires associées au cancer du foie, les mutations du gène CTNNB1, codant la β-caténine, sont les plus fréquemment observées. Ces mutations entraînent une activation constitutive de la β-caténine, un acteur clé de la voie de signalisation Wnt, et sont impliquées dans le développement et la progression du carcinome hépatocellulaire (CHC). Malgré le rôle central de la β-caténine dans la tumorigenèse hépatique, aucune thérapie ciblée n’a été approuvée pour les tumeurs avec activation de la β-caténine. Cette étude explore le potentiel du méthotrexate (MTX), un agent chimiothérapeutique connu, en tant qu’inhibiteur sélectif des cancers hépatiques dépendants de la β-caténine.
L’étude débute par la création de fibroblastes embryonnaires de souris (MEFs) avec activation constitutive de la β-caténine via la délétion de l’exon 3 du gène CTNNB1, un site mutationnel fréquent dans les néoplasmes hépatiques. Ces MEFs β-caténineΔ(ex3)/+ ont été utilisés pour cribler 12 agents chimiothérapeutiques afin d’identifier ceux capables d’inhiber sélectivement les cellules avec activation de la β-caténine tout en épargnant les MEFs sauvages (WT). Le MTX s’est révélé le plus efficace pour inhiber la prolifération des MEFs β-caténineΔ(ex3)/+. Des expériences ultérieures ont confirmé que le MTX réduisait significativement la formation de tumeurs chez des souris nude injectées avec des MEFs β-caténineΔ(ex3)/+, avec une diminution du volume et du poids des tumeurs, sans affecter le poids corporel des souris. De plus, le MTX inhibait la prolifération et induisait l’apoptose dans les MEFs β-caténineΔ(ex3)/+, soulignant son potentiel thérapeutique.
Sur le plan mécanistique, le MTX cible la synthèse des nucléotides en inhibant la dihydrofolate réductase (DHFR), bloquant ainsi la synthèse des purines et de la thymidylate. Étant donné que la β-caténine oncogénique stimule la synthèse des pyrimidines, les chercheurs ont postulé que l’augmentation de la synthèse des nucléotides dans les cellules activées par la β-caténine les rend vulnérables au MTX. Une analyse métabolomique non ciblée a révélé des niveaux élevés de métabolites impliqués dans les voies de biosynthèse des purines et pyrimidines (ex. : carbamoyl-aspartate, dihydroorotate, AMP, GMP) dans les MEFs β-caténineΔ(ex3)/+. Le MTX réduisait ces niveaux, confirmant son impact sur la synthèse des nucléotides. L’ajout de folinate de calcium (CF), atténuant la toxicité du MTX, a inversé la suppression de la prolifération cellulaire induite par le MTX, renforçant l’hypothèse d’un mécanisme dépendant de la synthèse des nucléotides.
L’efficacité du MTX a été évaluée dans des lignées cellulaires de cancer du foie avec différents statuts mutationnels des gènes de la voie Wnt (CTNNB1, APC, AXIN1/2). Les cellules mutées pour CTNNB1 (ex. : SNU398) étaient plus sensibles au MTX que les cellules WT. À l’inverse, la surexpression d’une β-caténine mutée dans les cellules Huh7 WT les rendait sensibles au MTX, tandis que l’invalidation de la β-caténine dans les cellules HCCLM3 mutées les rendait résistantes. Ces résultats confirment le rôle central de l’activation de la β-caténine dans la sensibilité au MTX.
Aucun effet du MTX sur l’expression des gènes régulés par la β-caténine (ex. : glutamine synthétase, cycline D1, Lgr5) ou sur la cascade AKT2/p-CAD n’a été observé, indiquant que le MTX n’interfère pas directement avec la signalisation de la β-caténine. Les modèles précliniques ont validé l’efficacité sélective du MTX : dans des xénogreffes de cellules Hepa1-6 (délétées pour l’exon 3 de Ctnnb1) ou SNU398 (mutées CTNNB1), le MTX a inhibé la croissance tumorale sans toxicité systémique notable. Enfin, dans un modèle murin de carcinogenèse hépatique combinant une mutation activatrice de CTNNB1 et une infection par le virus de l’hépatite B (VHB), le MTX a réduit l’incidence tumorale, le nombre et la taille des tumeurs, avec une inhibition de la prolifération et une induction de l’apoptose in vivo.
En conclusion, cette étude identifie le MTX comme un agent thérapeutique prometteur pour les cancers du foie dépendants de la β-caténine. La vulnérabilité de ces tumeurs résulte d’une synthèse accrue des nucléotides, ciblée par le MTX via l’inhibition de la DHFR. Les résultats précliniques, y compris dans des modèles mimant l’hétérogénéité moléculaire et étiologique du CHC humain, soutiennent la réorientation du MTX pour le traitement de ces cancers agressifs. La réutilisation de médicaments approuvés, associée à un profil de sécurité connu, offre une stratégie translationnelle rapide et à faible risque pour répondre à un besoin clinique non satisfait.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002816