Le lncRNA TUG1 régule l’expression de Smac/DIABLO en inhibant compétitivement miR-29b et module l’apoptose des cellules épithéliales du cristallin dans la cataracte liée à l’âge
La cataracte, principale cause de cécité mondiale, se caractérise par une perte de transparence du cristallin, souvent associée au vieillissement, à des facteurs génétiques et à des influences environnementales. Parmi les différents types de cataractes, la cataracte liée à l’âge (CLA) est la plus répandue. La pathogenèse de la CLA implique l’apoptose des cellules épithéliales du cristallin (CEC), déclenchée par le stress oxydatif et d’autres mécanismes cellulaires. Des études récentes ont souligné le rôle des ARN longs non codants (lncRNA) dans la régulation des processus cellulaires, y compris l’apoptose. Cette étude examine le rôle du lncRNA TUG1 (taurine upregulation gene 1) dans l’apoptose des CEC au cours de la CLA, en se concentrant sur son interaction avec le microARN-29b (miR-29b) et la protéine Smac/DIABLO (second mitochondria-derived activator of caspases).
Expression de TUG1, miR-29b et Smac dans les tissus de CLA
L’étude a commencé par analyser les niveaux d’expression de TUG1, miR-29b et Smac dans les tissus de la capsule antérieure du cristallin de patients atteints de CLA. Une analyse par PCR quantitative en temps réel (RT-qPCR) a révélé que TUG1 et Smac étaient significativement surexprimés dans les tissus de CLA par rapport aux tissus témoins. À l’inverse, l’expression de miR-29b était fortement réduite. Ces résultats suggèrent que la dérégulation de TUG1, miR-29b et Smac est étroitement associée au développement de la CLA. Une analyse bioinformatique a prédit que miR-29b possède des sites de liaison pour TUG1 et la région 3’-non traduite (3’-UTR) de Smac, indiquant une relation régulatrice potentielle entre ces molécules.
Modèle d’apoptose induite par H2O2 dans les cellules épithéliales du cristallin
Pour explorer les mécanismes sous-jacents à la CLA, les chercheurs ont établi un modèle in vitro d’apoptose induite par un stress oxydatif utilisant du peroxyde d’hydrogène (H2O2) dans des cellules épithéliales du cristallin humaines (lignée HLE-B3). La concentration d’H2O2 induisant un taux d’inhibition de 50 % (IC50) a été déterminée à 200 mmol/L. Cette concentration a été utilisée pour traiter les cellules pendant 24 heures, mimant les conditions de stress oxydatif observées dans la CLA. Une analyse par cytométrie en flux a confirmé que le traitement par H2O2 augmentait significativement le taux d’apoptose des cellules HLE-B3. Les analyses par RT-qPCR et Western blot ont montré que TUG1 et Smac étaient surexprimés dans les cellules traitées, tandis que miR-29b était sous-exprimé. Ces résultats concordent avec les profils d’expression observés dans les tissus de CLA, validant le modèle in vitro.
Rôle de TUG1 dans l’apoptose des CEC
Pour approfondir le rôle de TUG1, son expression a été inhibée dans les cellules HLE-B3 à l’aide de shRNA (short hairpin RNA). La RT-qPCR a confirmé la suppression de TUG1, conduisant à une surexpression de miR-29b et une sous-expression de Smac. La cytométrie en flux a révélé une diminution du taux d’apoptose après inhibition de TUG1. Une immunofluorescence a également montré une réduction de l’expression de Smac. Ces résultats suggèrent que TUG1 promeut l’apoptose des CEC en régulant négativement miR-29b et en augmentant l’expression de Smac.
Mécanisme de TUG1 en tant qu’ARN endogène compétitif (ceRNA)
Des expériences de séparation nucléo-cytoplasmique ont démontré que TUG1 est principalement localisé dans le cytoplasme des cellules HLE-B3, soutenant son rôle potentiel de ceRNA. Des tests de luciférase ont confirmé que miR-29b se lie directement à TUG1. Une immunoprécipitation de l’ARN (RIP) a montré que TUG1 et miR-29b font partie du même complexe RISC (RNA-induced silencing complex), validant l’hypothèse que TUG1 agit comme un ceRNA en « épongeant » miR-29b, empêchant ainsi son interaction avec l’ARNm cible Smac.
Régulation de Smac par miR-29b
Des tests de luciférase ont montré que miR-29b se lie à la 3’-UTR de Smac, supprimant son expression. La surexpression de miR-29b dans les cellules HLE-B3 a entraîné une diminution de Smac et une réduction de l’apoptose, tandis que son inhibition a augmenté Smac et l’apoptose. Ainsi, miR-29b régule négativement Smac et protège contre l’apoptose.
Expériences de sauvetage : inversion des effets de TUG1 par miR-29b
La surexpression de TUG1 a induit une sous-expression de miR-29b, une surexpression de Smac et une augmentation de l’apoptose. Cependant, la co-expression de miR-29b a partiellement inversé ces effets, confirmant que miR-29b contrebalance les effets pro-apoptotiques de TUG1 via Smac.
Discussion et implications
Cette étude met en lumière un nouvel axe moléculaire impliqué dans la CLA : TUG1 agit comme ceRNA pour miR-29b, augmentant Smac et favorisant l’apoptose des CEC. Ces résultats ouvrent la voie à des stratégies thérapeutiques ciblant TUG1/miR-29b/Smac pour prévenir ou ralentir la progression de la cataracte, réduisant le recours à la chirurgie.
Conclusion
En conclusion, TUG1 promeut l’apoptose des CEC dans la CLA en compétitionnant avec miR-29b, conduisant à une régulation positive de Smac. Cette voie régulatrice élargit notre compréhension de la pathogenèse de la CLA et identifie des cibles potentielles pour des traitements non invasifs. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour exploiter le potentiel thérapeutique de cet axe.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002530