Etude sur l'effet anti-cancer colorectal des cellules HCT116 de la baicaline basée sur la voie de signalisation Hippo
Le cancer colorectal (CCR) est une tumeur maligne fréquente du tube digestif. Les dernières statistiques sur le cancer montrent que la prévalence et le taux de mortalité du CCR ont augmenté rapidement dans le monde en raison du vieillissement, des changements d'habitudes alimentaires, de l'obésité, du tabagisme et d'autres facteurs, se classant respectivement en troisième et deuxième position. Le taux d'incidence du cancer colorectal dans les pays développés est environ quatre fois plus élevé que dans les pays en développement. Bien que le cancer colorectal ait fait des progrès significatifs dans les techniques de diagnostic et les méthodes de traitement au cours des dernières années, son taux de survie à cinq ans est toujours inférieur à 10%. La chimiothérapie est la pierre angulaire du traitement antitumoral. Le 5-fluorouracile, l'oxaliplatine, l'irinotécan et d'autres médicaments couramment utilisés pour le traitement du cancer colorectal sont souvent limités dans leur application clinique en raison d'effets secondaires toxiques tels que la mucosite, la suppression de la moelle osseuse et la déshydratation. Par conséquent, l'exploration de la pathogenèse du CCR et la recherche de médicaments thérapeutiques peu toxiques et très ciblés restent au centre de la recherche actuelle sur le CCR.
La pratique a prouvé que la médecine traditionnelle chinoise présente de multiples avantages dans le traitement anti-tumoral. Elle peut non seulement renforcer l'efficacité des médicaments de chimiothérapie, réduire les effets indésirables, inverser la résistance aux médicaments, mais aussi améliorer le pronostic et la qualité de vie des patients. En outre, la médecine traditionnelle chinoise contient divers ingrédients actifs, et la recherche a montré que de nombreux ingrédients actifs peuvent exercer des effets antitumoraux en affectant la migration cellulaire, l'invasion et l'apoptose. Par conséquent, la médecine traditionnelle chinoise et ses principes actifs ont de bonnes perspectives de développement pour le traitement des tumeurs. La scutellarine (SCU), un composé flavonoïde principalement dérivé de la médecine traditionnelle chinoise Scutellaria baicalensis, Scutellaria baicalensis et Scutellaria baicalensis, a divers effets pharmacologiques tels que l'anti-inflammation, l'antioxydation, l'anti-fibrose, la neuroprotection et la protection cardiovasculaire et cérébrovasculaire. Des études récentes ont révélé que le SCU possède également une importante activité antitumorale, qui peut inhiber l'apparition et le développement de diverses tumeurs malignes telles que le cancer colorectal, le cancer du foie, le cancer du poumon, le carcinome épidermoïde de l'œsophage, etc. Il s'agit d'un médicament antitumoral potentiel.
La voie de signalisation Hippo a été largement étudiée dans le domaine de la recherche sur le cancer au cours de la dernière décennie. La recherche a confirmé que le blocage anormal de la voie de signalisation Hippo est étroitement lié à la survie, à la prolifération, à l'invasion et au développement de la résistance aux médicaments dans les cellules tumorales. Lorsque la voie de signalisation Hippo est inhibée, les principaux facteurs effecteurs de la voie, Yes associated protein (YAP)/Transcription co activator with PDZ binding motif (TAZ) 3, subissent une translocation nucléaire et s'agrègent dans le noyau, se liant aux facteurs de transcription TEA 1-4 et favorisant la transcription des gènes cibles en aval tels que le régulateur du cycle cellulaire cycline E1 et l'oncogène c-Myc. La voie de signalisation Hippo joue un rôle important dans le maintien de l'homéostasie intestinale normale et dans la réparation et la régénération des tissus endommagés. Une activité élevée de YAP/TAZ est souvent un prédicteur indépendant de mauvais pronostic dans le cancer colorectal et est positivement corrélée à la stadification de la tumeur, à l'état des ganglions lymphatiques et aux métastases. En outre, l'activation anormale de YAP/TAZ est associée à l'absence de facteurs de régulation en amont dans la voie de signalisation Hippo. L'absence de la kinase 1/2 (MST1/2) ou du grand suppresseur de tumeur 1/2 (LATS1/2) peut conduire à des degrés variables d'activation de YAP/TAZ.
Jusqu'à présent, l'effet anti-CCR du SCU a été confirmé sous de multiples aspects. Des études ont montré que le SCU peut exercer ses effets par le biais de diverses voies de signalisation, notamment Hedgehog, Wnt/β - caténine et autres. Cependant, il n'existe actuellement aucun rapport de recherche sur l'effet anti-CCR de SCU par la régulation de la voie de signalisation Hippo. Par conséquent, cette étude utilise principalement les cellules HCT116 du cancer colorectal comme modèle in vitro pour étudier les effets du SCU sur la prolifération, la migration et l'apoptose des cellules tumorales colorectales, et explorer son mécanisme d'action, fournissant ainsi une référence et une base expérimentale pour le développement de médicaments thérapeutiques contre le cancer colorectal.

 

De plus en plus de preuves suggèrent que le SCU peut inhiber l'apparition et le développement de tumeurs par diverses voies, et qu'il a le potentiel d'être développé en tant que médicament anti-tumoral. Sun et al. ont découvert que le SCU peut inhiber de manière significative la prolifération des cellules PC-9 et H1975 du cancer du poumon non à petites cellules. Les résultats de la recherche de Han et al. indiquent également que le SCU peut inhiber de manière significative la prolifération des cellules humaines d'ostéosarcome 143B et U2OS en fonction de la concentration. Dans cette étude, le SCU a réduit de manière significative l'activité des cellules de la tumeur colorectale HCT116, a inhibé le clonage cellulaire et a entravé leur prolifération, ce qui va dans le sens de la conclusion ci-dessus.
Dans le cancer, les cellules cancéreuses acquièrent souvent la capacité de proliférer et d'envahir par le biais de la transition épithélio-mésenchymateuse. Dans le carcinome hépatocellulaire, Liu et al. ont découvert que le SCU peut inhiber la transition épithélio-mésenchymateuse des cellules cancéreuses du foie et réduire leur capacité à envahir et à métastaser en régulant l'activité de la voie de signalisation Janus kinase 2 (JAK2)/signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3). Li et al. ont découvert que dans le cancer gastrique, SCU peut réguler l'activité de la voie de signalisation PTEN/PI3K, réduire les niveaux d'expression de la E-cadhérine dans les cellules MGC-803 et AGS, augmenter les niveaux d'expression de la vimentine et de la N-cadhérine et inhiber la transition épithélio-mésenchymateuse des cellules cancéreuses gastriques. Dans cette étude, les résultats du test de grattage des cellules ont montré que, par rapport au groupe témoin vierge, le taux de migration des cellules HCT116 dans le groupe traité au SCU était significativement réduit en fonction de la concentration, ce qui indique que le SCU a un effet inhibiteur sur la capacité de migration des cellules tumorales colorectales, ce qui est cohérent avec les résultats de recherches antérieures.
Le point de vue actuellement largement accepté est qu'une apoptose cellulaire insuffisante est une cause importante de l'apparition et du développement des tumeurs. Par conséquent, l'induction de l'apoptose des cellules tumorales est considérée comme un moyen efficace de traitement des tumeurs. L'étude de Cao et al. a confirmé que le SCU peut bloquer les cellules de l'adénocarcinome pulmonaire A549 résistant au cisplatine dans la phase G0/G1 et induire l'apoptose en inhibant les voies AKT/mTOR/4EBP1 et STAT3. Dans le cancer du foie, Xu et al. ont découvert que SCU peut réduire l'activité de la voie de signalisation STAT3 en inhibant la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les cellules cancéreuses du foie HepG2, régulant ainsi à la baisse les niveaux d'expression des protéines cibles en aval BCL-XL et MCL-1 et induisant l'apoptose cellulaire. De même, dans cette étude, nous avons constaté par une double coloration Hoechst 33342/PI et une détection par cytométrie de flux que le SCU peut induire l'apoptose cellulaire et augmenter de manière significative le taux d'apoptose des cellules HCT116. Cependant, le mécanisme de régulation spécifique du SCU n'est toujours pas clair, c'est pourquoi des études ultérieures ont été menées pour l'explorer davantage.
Des études ont montré que la voie de signalisation Hippo peut participer à la régulation de la prolifération cellulaire et qu'une activation ou une expression excessive de YAP peut entraîner une prolifération cellulaire excessive dans de nombreux tissus tels que le foie, le tractus gastro-intestinal, la peau et le cœur. En outre, YAP et TAZ sont des inducteurs actifs de la transition épithélio-mésenchymateuse dans les cellules. Une activité élevée de YAP et TAZ peut induire l'expression du régulateur de transcription clé ZEB1/2 dans la transition épithélio-mésenchymateuse, favorisant ainsi la transition épithélio-mésenchymateuse. La voie de signalisation Hippo joue également un rôle important dans la régulation de l'apoptose cellulaire. YAP peut promouvoir l'apoptose cellulaire en régulant la transcription des gènes antiapoptotiques en aval, tels que COX-2, Survivor et Glut1 ; en outre, YAP surexprimé peut également bloquer l'apoptose induite par le facteur de nécrose tumorale, le FAS et la chimiothérapie ; l'étude de He et al. a également confirmé que YAP peut entraîner la phosphorylation dépendante d'AKT de NR4A1 par Ser351, l'isolant dans le noyau et affaiblissant son rôle dans la promotion de l'apoptose cellulaire.
Les résultats de cette étude indiquent que SCU peut augmenter les niveaux d'expression de l'ARNm et des protéines de MST1 et de LATS1 dans les cellules HCT116, diminuer les niveaux d'expression de l'ARNm et des protéines de YAP1 et de TAZ, promouvoir la phosphorylation de YAP et augmenter le niveau d'expression des protéines de p-YAP (Ser127). Par conséquent, on suppose que le rôle de SCU peut être lié à l'activation de la voie de signalisation Hippo. Les résultats de la détection par PCR qRT ont montré que le traitement par SCU pendant 24 heures augmentait effectivement les niveaux d'expression de l'ARNm de Bax, de la caspase-3 et de la caspase-9 dans les cellules HCT116, tout en réduisant le niveau d'expression de l'ARNm de Bcl-2 ; l'analyse par Western blot a également montré que SCU augmentait de manière significative le niveau d'expression de la protéine pro-apoptotique Bax et diminuait le niveau d'expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-2 dans les cellules HCT116. En outre, les niveaux d'expression de l'ARNm et de la protéine c-Myc ont été significativement réduits après 24 heures de traitement au SCU. Les résultats ci-dessus suggèrent que le SCU peut activer la cascade Hippo YAP/TAZ, promouvoir la phosphorylation de YAP/TAZ, inhiber son activité transcriptionnelle, supprimer l'expression du gène cible en aval c-Myc, réduire le niveau d'expression du membre de la famille des protéines de l'apoptose Bcl-2, augmenter le niveau d'expression de Bax, et migrent dans les mitochondries pour favoriser la libération du cytochrome C et la formation du complexe d'apoptose, activant ainsi le facteur d'initiation de l'apoptose, la caspase-9 de la famille des caspases, et le facteur d'exécution de l'apoptose en aval, la caspase-3, induisant finalement l'apoptose cellulaire par la voie mitochondriale, entravant la croissance des cellules cancéreuses colorectales, et exerçant des effets anti-cancer colorectal.
En résumé, cette étude a montré que le SCU peut inhiber de manière significative la prolifération et la migration des cellules du cancer colorectal HCT116 et induire l'apoptose des cellules. Son mécanisme d'action peut être lié à l'activation de la voie de signalisation Hippo. Toutefois, compte tenu des causes complexes de la formation du cancer colorectal et des différences entre les lignées cellulaires tumorales provenant de différentes sources, l'effet anti-cancer colorectal du SCU doit encore être validé sur plusieurs autres lignées cellulaires de cancer colorectal et faire l'objet d'une étude plus approfondie par le biais d'expériences in vivo sur des animaux. En outre, il a été signalé que les voies de signalisation Wnt, Notch, Hedgehog et BMP peuvent toutes participer à la régulation de l'homéostasie et de la régénération intestinales, et des études ont montré que la voie de signalisation Hippo peut interagir avec ces voies, ce qui entraîne une diaphonie. Par conséquent, il est nécessaire d'étudier plus avant si SCU exerce son effet anti-cancer colorectal en régulant de manière globale l'activité de la voie de signalisation Hippo et de sa voie de diaphonie.