L’isoliquiritigénine induit la ferroptose médiée par HMOX1 et GPX4 dans les cellules du cancer de la vésicule biliaire
Le cancer de la vésicule biliaire (CVB) est la tumeur la plus fréquente et agressive des voies biliaires, caractérisé par un diagnostic tardif, des options thérapeutiques limitées et un pronostic sombre. Les traitements actuels (chirurgie, chimiothérapie, radiothérapie) montrent une efficacité réduite, soulignant le besoin de nouvelles stratégies. L’isoliquiritigénine (ISL), un flavonoïde extrait des racines de réglisse, possède des propriétés anticancéreuses dans plusieurs cancers. Cette étude explore son rôle dans l’induction de la ferroptose—une mort cellulaire dépendante du fer—dans le CVB, via l’activation de HMOX1 et la suppression de GPX4.
Effets antiprolifératifs de l’ISL sur les cellules du CVB
La cytotoxicité de l’ISL a été évaluée sur deux lignées cellulaires de CVB (NOZ et SGC996) par des tests CCK-8. Le traitement par ISL (0–100 μM) a inhibé la prolifération de manière dose- et temps-dépendante. Les concentrations inhibitrices médianes (CI50) pour NOZ après 24, 48 et 72 heures étaient respectivement de 151,3 μM, 59,5 μM et 54,2 μM. Pour SGC996, les CI50 étaient de 210,1 μM, 72,9 μM et 51,9 μM. Les tests de formation de colonies ont confirmé ces effets, avec une réduction significative dès 20 μM. Des modifications morphologiques (agrandissement cellulaire, détachement) suggéraient une mort cellulaire non apoptotique. L’ISL a montré une toxicité minimale sur les cellules biliaires normales (HiBEC et L-2F7), indiquant une sélectivité pour les cellules cancéreuses.
Le séquençage ARN identifie la ferroptose comme voie clé
L’analyse transcriptomique des cellules traitées a révélé 3 272 gènes différentiellement exprimés dans NOZ (1 311 surexprimés ; 1 961 sous-exprimés) et 4 406 dans SGC996 (1 967 surexprimés ; 2 439 sous-exprimés). L’enrichissement des voies KEGG a souligné la ferroptose comme processus le plus significatif. L’analyse GSEA a identifié une surexpression des gènes liés au métabolisme du fer (HMOX1, FTL, FTH1, TFRC), à la régulation redox (GCLC, GCLM, SLC7A11, SLC3A2) et au stress du réticulum endoplasmique (HSPA5, DDIT3), ainsi qu’une sous-expression des gènes antioxydants (GPX4). Ces résultats positionnent la ferroptose au cœur de l’activité anticancéreuse de l’ISL.
Mécanismes moléculaires : Activation de HMOX1 et suppression de GPX4
Des western blots ont confirmé l’augmentation de p62, de Nrf2 phosphorylé (p-Nrf2) et de HMOX1, et la diminution de Keap1 et GPX4. L’ISL active l’axe p62-Keap1-Nrf2-HMOX1, impliqué dans la surcharge en fer. L’induction de HMOX1 favorise la dégradation de l’hème, libérant du fer libre (Fe²⁺) et déclenchant la peroxydation lipidique. Parallèlement, la suppression de GPX4—une enzyme antioxydante dépendante du glutathion—affaiblit les défenses cellulaires.
Les inhibiteurs de ferroptose (ferrostatine-1, liproxstatine-1) et les chélateurs de fer (déféroxamine) ont inversé la mort cellulaire induite par l’ISL, contrairement aux inhibiteurs d’apoptose (Z-VAD-FMK) ou de nécroptose (nécrostatine-1). L’inhibition pharmacologique de HMOX1 (ZnPP) a réduit la cytotoxicité de l’ISL de 2 à 3 fois. Le knock-down de HMOX1 ou la surexpression de GPX4 ont restauré la viabilité cellulaire, validant leur rôle central.
Marqueurs métaboliques de la ferroptose
L’ISL a augmenté les niveaux de Fe²⁺ (sonde FerroOrange), d’espèces réactives de l’oxygène (ROS, DCFH-DA) et de peroxydes lipidiques (Liperfluo) de 4 à 100 fois. Ces effets ont été annulés par le silencement de HMOX1 ou la surexpression de GPX4, réduisant le Fe²⁺ de 80–90 %, les ROS de 70–80 % et la peroxydation lipidique de 70–80 %. L’épuisement du glutathion (rapport GSSG/GSH réduit de 50 %) a confirmé le stress oxydatif. La restauration de GPX4 a normalisé l’homéostasie redox.
Validation in vivo de l’activité antitumorale
Dans des modèles murins de xénogreffes NOZ, l’ISL (50 mg/kg, tous les 2 jours pendant 28 jours) a réduit le volume tumoral de 90 % par rapport aux témoins. L’immunohistochimie a montré une surexpression de HMOX1 et une sous-expression de GPX4 dans les tumeurs traitées. Le knock-down de HMOX1 ou la surexpression de GPX4 ont partiellement restauré la croissance tumorale (45–60 % du volume témoin). L’effet de l’ISL sur GPX4 prédomine in vivo, car les tumeurs surexprimant GPX4 conservaient une expression résiduelle de GPX4 post-traitement.
Implications thérapeutiques et perspectives
Cette étude révèle un double mécanisme de l’ISL : (1) activation de l’axe p62-Keap1-Nrf2-HMOX1 perturbant l’homéostasie du fer, et (2) suppression de GPX4 exacerbant la peroxydation lipidique. Cette synergie induit une ferroptose irréversible, offrant une nouvelle stratégie contre le CVB. Contrairement aux inducteurs synthétiques de ferroptose (erastin, RSL3), l’ISL est un composé naturel peu toxique pour les cellules saines, renforçant son potentiel clinique.
Les recherches futures devront identifier les cibles moléculaires directes de l’ISL, optimiser ses schémas posologiques, et évaluer son efficacité en combinaison avec des chimiothérapies. La validation dans des modèles dérivés de patients et des essais cliniques sera essentielle pour son application thérapeutique.
doi:10.1097/CM9.0000000000002675