Paired Box 5 Augmente la Chimiosensibilité des Cellules du Carcinome Épidermoïde de l’Œsophage en Promouvant l’Activité de la Voie de Signalisation p53
Le cancer de l’œsophage (CO) constitue un problème de santé mondial majeur, se classant comme la sixième cause de décès liés au cancer. Parmi ses sous-types, le carcinome épidermoïde de l’œsophage (CEE) est particulièrement prévalent dans les pays asiatiques, représentant environ 90 % de tous les cas de CO. Malgré les avancées dans les traitements multimodaux tels que la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie, le taux de survie à 5 ans pour le CEE reste faible, à 20 %. Un facteur majeur contribuant à ce pronostic défavorable est la sensibilité limitée ou la résistance du CEE à de nombreux agents chimiothérapeutiques. Par conséquent, il est urgent d’identifier de nouvelles cibles moléculaires et biomarqueurs pouvant prédire la chimiosensibilité et améliorer les résultats thérapeutiques.
Les modifications épigénétiques, en particulier la méthylation de l’ADN, jouent un rôle crucial dans la carcinogenèse en silençant les gènes suppresseurs de tumeurs. L’hyperméthylation de la région promotrice a été impliquée dans l’inactivation de divers gènes suppresseurs de tumeurs dans le CO, notamment TFPI-2, RARB, P16INK4a, RASSF1, APC, RUNX3, p14ARF et PRSS8. L’étude des gènes régulés par la méthylation du promoteur dans le CEE pourrait révéler de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic et la thérapie.
Le gène paired box 5 (PAX5), situé sur le chromosome 9p13, code pour la protéine Pax-5, essentielle à la différenciation des cellules B et au neurodéveloppement embryonnaire. PAX5 fonctionne principalement comme un suppresseur de tumeurs, et son inactivation par hyperméthylation du promoteur a été observée dans plusieurs cancers, notamment le carcinome épidermoïde de la tête et du cou, le cancer gastrique, l’hépatome, le cancer du sein et le cancer du poumon. Dans le CEE, la méthylation du promoteur de PAX5 a été associée à de faibles taux de survie et à une sensibilité réduite au cisplatine. Cependant, le rôle précis de PAX5 dans la progression du CEE reste mal compris.
Cette étude visait à élucider le rôle de PAX5 dans le CEE en examinant son expression, son statut de méthylation et son impact fonctionnel sur la prolifération cellulaire, l’apoptose et la chimiosensibilité. La recherche a impliqué huit lignées cellulaires de CEE, 51 échantillons de tissus primaires de CEE et huit échantillons de muqueuse œsophagienne normale. Le Cancer Genome Atlas (TCGA) a également été interrogé pour analyser les données d’expression et de méthylation de PAX5.
La méthylation du promoteur de PAX5 a été détectée dans 37,3 % (19/51) des échantillons primaires de CEE, significativement associée à l’âge et au stade TNM (tumeur-node-métastase). L’analyse des données du TCGA a révélé une corrélation inverse entre l’expression de PAX5 et la méthylation du promoteur. La restauration de l’expression de PAX5 dans les lignées cellulaires de CEE a supprimé la prolifération cellulaire, promu l’apoptose et inhibé la croissance tumorale, comme vérifié chez des souris xénogreffées. L’expression ectopique de PAX5 a significativement augmenté l’activité de la luciférase du rapporteur p53 et élevé les niveaux d’ARNm et de protéine p53. Les essais d’immunoprécipitation de la chromatine ont confirmé une interaction directe de PAX5 avec la région promotrice de p53. La ré-expression de PAX5 a sensibilisé les lignées cellulaires de CEE KYSE150 et KYSE30 au fluorouracile et au docétaxel, tandis que le silence de PAX5 a induit une résistance dans les cellules KYSE450.
Les résultats suggèrent que PAX5 agit comme un suppresseur de tumeurs dans le CEE, inhibant la prolifération, promouvant l’apoptose et améliorant la chimiosensibilité par l’activation de la voie de signalisation p53. Le silence épigénétique de PAX5 contribue à la progression du CEE, en faisant une cible thérapeutique potentielle et un biomarqueur de chimiosensibilité pour le traitement du CEE.
Méthylation et Expression de PAX5 dans le CEE
L’étude a d’abord examiné le statut de méthylation et l’expression de PAX5 dans les lignées cellulaires et les tumeurs primaires de CEE. La PCR spécifique de méthylation (MSP) et le séquençage bisulfite (BSSQ) ont été utilisés pour analyser la région promotrice de PAX5. La méthylation a été détectée dans sept des huit lignées cellulaires de CEE, avec une méthylation complète observée dans les cellules KYSE150, KYSE30 et TE3. La RT-PCR semi-quantitative a révélé que l’expression de PAX5 était inversement corrélée à la méthylation du promoteur. Le traitement avec l’agent de déméthylation 5-aza-2-déoxycytidine (DAC) a restauré l’expression de PAX5 dans les cellules KYSE150 et KYSE30, confirmant que l’expression de PAX5 est régulée par la méthylation du promoteur.
Dans les tissus primaires de CEE, la méthylation du promoteur de PAX5 a été observée dans 37,3 % des cas, significativement associée à un âge plus jeune et à un stade TNM avancé. L’analyse des données du TCGA a montré que l’expression de PAX5 était négativement corrélée à la méthylation du promoteur à des sites CpG spécifiques (cg00464519 et cg02538199). Bien qu’aucune association significative n’ait été trouvée entre l’expression de PAX5 et la survie globale à 5 ans (OS), les niveaux de méthylation du promoteur de PAX5 étaient significativement plus élevés dans les tissus cancéreux par rapport aux tissus adjacents.
Impact Fonctionnel de PAX5 sur la Prolifération et l’Apoptose des Cellules de CEE
Pour étudier le rôle suppresseur de tumeurs de PAX5, des essais de formation de colonies et des essais MTT ont été réalisés. La restauration de l’expression de PAX5 dans les cellules KYSE150 et KYSE30 a significativement réduit le nombre de colonies et la viabilité cellulaire. Inversement, l’inhibition de PAX5 dans les cellules KYSE450 a augmenté le nombre de colonies et la viabilité cellulaire. Les essais de prolifération à la bromodéoxyuridine (BrdU) ont confirmé que le traitement au DAC réduisait le pourcentage de cellules en phase S du cycle cellulaire dans les cellules KYSE150 et KYSE30, mais pas dans les cellules KYSE450, indiquant que PAX5 inhibe la prolifération des cellules de CEE.
La cytométrie en flux et l’analyse par Western blot (WB) ont été utilisées pour évaluer l’effet de PAX5 sur l’apoptose. La restauration de l’expression de PAX5 dans les cellules KYSE150 et KYSE30 a augmenté le pourcentage de cellules apoptotiques et régulé à la hausse l’expression de la caspase-3 clivée, de la caspase-7, de la caspase-8, de la caspase-9 et de la poly (ADP-ribose) polymérase (PARP) clivée. Inversement, l’inhibition de PAX5 dans les cellules KYSE450 a diminué l’apoptose et régulé à la baisse ces marqueurs apoptotiques. Ces résultats suggèrent que PAX5 promeut l’apoptose dans les cellules de CEE en activant la cascade des caspases.
Effet Suppresseur de Tumeurs de PAX5 In Vivo
L’effet suppresseur de tumeurs de PAX5 a été validé in vivo en utilisant des modèles de souris xénogreffées. Les cellules KYSE150 et KYSE30 transfectées de manière stable avec PAX5 ou un vecteur vide ont été injectées par voie sous-cutanée dans des souris nues. L’expression de PAX5 a significativement réduit le volume et le poids des tumeurs par rapport au groupe témoin. Les essais TUNEL ont révélé un pourcentage plus élevé de cellules apoptotiques dans les tumeurs exprimant PAX5. La coloration immunohistochimique (IHC) a confirmé que l’expression de PAX5 était positivement corrélée à l’expression de p53 dans les tumeurs xénogreffées, indiquant que PAX5 promeut l’apoptose in vivo par la voie de signalisation p53.
PAX5 Active la Voie de Signalisation p53
L’étude a exploré le mécanisme par lequel PAX5 exerce ses effets suppresseurs de tumeurs. Les essais de rapporteur de luciférase double ont montré que l’expression ectopique de PAX5 augmentait l’activité de la luciférase du rapporteur p53 dans les cellules KYSE150 et KYSE30. Les essais d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) ont confirmé que PAX5 se lie à la région promotrice de p53, indiquant que PAX5 régule positivement l’expression de p53 au niveau transcriptionnel. La RT-PCR quantitative a démontré que l’expression de PAX5 augmentait significativement les niveaux d’ARNm de p53 dans les cellules KYSE150 et KYSE30, tandis que l’inhibition de PAX5 dans les cellules KYSE450 réduisait les niveaux d’ARNm de p53. Ces résultats suggèrent que PAX5 active la voie de signalisation p53 en se liant directement au promoteur de p53 et en améliorant sa transcription.
PAX5 Améliore la Chimiosensibilité des Cellules de CEE
L’étude a également examiné l’impact de PAX5 sur la chimiosensibilité des cellules de CEE. Les essais MTT ont été utilisés pour déterminer la concentration inhibitrice médiane (IC50) du fluorouracile (5-FU) et du docétaxel dans les cellules de CEE avec ou sans expression de PAX5. La restauration de l’expression de PAX5 dans les cellules KYSE150 et KYSE30 a significativement réduit les valeurs IC50 du 5-FU et du docétaxel, indiquant une chimiosensibilité accrue. Inversement, l’inhibition de PAX5 dans les cellules KYSE450 a augmenté les valeurs IC50, suggérant une résistance induite à ces agents chimiothérapeutiques.
Pour confirmer l’implication de la voie de signalisation p53 dans la chimiosensibilité induite par PAX5, l’inhibiteur de p53 pifithrin-m a été utilisé. Le traitement avec le pifithrin-m a augmenté les valeurs IC50 du 5-FU et du docétaxel dans les cellules KYSE150 et KYSE30 exprimant PAX5, bien que ces valeurs soient restées inférieures à celles du groupe témoin. Ces résultats indiquent que PAX5 améliore la chimiosensibilité des cellules de CEE en activant la voie de signalisation p53.
Conclusion
En résumé, PAX5 fonctionne comme un suppresseur de tumeurs dans le CEE en inhibant la prolifération cellulaire, en promouvant l’apoptose et en améliorant la chimiosensibilité par l’activation de la voie de signalisation p53. Le silence épigénétique de PAX5 contribue à la progression du CEE, en faisant une cible thérapeutique potentielle et un biomarqueur de chimiosensibilité pour le traitement du CEE. Les résultats de cette étude fournissent des informations précieuses sur les mécanismes moléculaires sous-jacents au CEE et mettent en lumière le potentiel de PAX5 comme nouvelle cible thérapeutique.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002018