Étude bioinformatique du pronostic clinique du cancer du foie et thérapie ciblée par la médecine traditionnelle chinoise basée sur le dépistage des gènes pathogènes clés
Le cancer primitif du foie est la troisième cause de décès liés au cancer dans le monde, et le carcinome hépatocellulaire (CHC) est le type le plus courant de cancer primitif du foie. Ses facteurs de risque comprennent principalement l'infection par le virus de l'hépatite B (VHB)/virus de l'hépatite C (VHC), la consommation excessive d'alcool à long terme, la consommation d'aliments contaminés par Aspergillus flavus, la cirrhose du foie causée par diverses raisons et les antécédents familiaux de carcinome hépatocellulaire. Le diagnostic précoce du carcinome hépatocellulaire repose souvent sur les biomarqueurs, qui sont largement utilisés dans la pratique clinique. Les biomarqueurs proviennent principalement du sérum, du plasma, des microARN présents dans les tissus, des gènes mutés, des protéines, etc. De nombreux patients chez qui l'on a diagnostiqué un cancer du foie sont généralement à un stade avancé non résécable. Après un traitement palliatif, la durée médiane de survie n'est que de 6 à 12 mois, et le taux de survie à 5 ans n'est que de 10%. Par conséquent, le criblage des gènes pathogènes clés du cancer du foie revêt une importance clinique considérable pour le diagnostic précoce et l'analyse du pronostic du cancer du foie chez les patients atteints de cette maladie.

Le développement rapide de la technologie de séquençage à haut débit a modifié le mode de recherche de la science biomédicale. Le séquençage des gènes permet de mieux comprendre les questions de biologie tumorale, telles que la pathogenèse des tumeurs, et a une valeur de référence importante pour le diagnostic, le pronostic et le choix du traitement des tumeurs. Les algorithmes bioinformatiques sont essentiels pour traiter les données omiques à haut débit. Cette étude prend comme point de départ l'exploration des données des puces à ADN à haut débit, introduit la connaissance des algorithmes bioinformatiques, obtient des ensembles de données liés au cancer du foie à partir de la base de données GEO et analyse les gènes différentiellement exprimés entre les tissus cancéreux du foie et les tissus hépatiques normaux. Le dépistage des gènes pathogènes clés du cancer du foie à partir des gènes exprimés de manière différentielle, l'exploration des fonctions biologiques des gènes clés et leur implication dans les voies de signalisation, les mutations, l'infiltration immunitaire et leur impact sur le pronostic clinique, ainsi que le dépistage des médicaments traditionnels chinois potentiels pour le traitement du cancer du foie, visent à fournir une référence théorique et une base scientifique pour le diagnostic clinique, le traitement et l'évaluation du pronostic du cancer du foie.

 

Le cancer du foie est l'un des cancers les plus répandus dans le monde, avec environ 840000 personnes qui en souffrent chaque année et au moins 780000 décès qui lui sont imputables. La Chine est un grand pays touché par l'hépatite. L'augmentation du taux d'incidence de l'hépatite a fait croître le nombre de patients atteints de cancer du foie. Environ 50% des patients atteints de cancer du foie dans le monde viennent de Chine. À l'heure actuelle, le traitement du cancer du foie au stade précoce comprend principalement la résection chirurgicale, l'ablation par radiofréquence et la transplantation du foie. Au stade intermédiaire, une combinaison de diverses méthodes telles que la chirurgie, l'ablation par radiofréquence, la thérapie ciblée, l'immunothérapie et la chimiothérapie est généralement utilisée. Le cancer du foie est une tumeur maligne dont le taux de récidive est très élevé. Avec des méthodes de traitement radicales telles que la résection chirurgicale, le taux de récidive dans les 5 ans est toujours aussi élevé que 77%. Par conséquent, un traitement clinique combinant la médecine traditionnelle chinoise et occidentale et la médecine traditionnelle chinoise peut être envisagé. La médecine traditionnelle chinoise n'a pas de terme spécifique pour le cancer du foie. Sur la base de ses symptômes, il est souvent classé dans une catégorie de maladie telle que "différenciation de syndrome", "accumulation de foie", "jaunisse" et "gonflement". Le traitement du cancer du foie par la médecine traditionnelle chinoise comprend le traitement de la médecine traditionnelle chinoise composée, le traitement de la médecine chinoise unitaire/des médicaments traditionnels chinois brevetés et des préparations simples, ainsi que le traitement externe tel que l'acupuncture, la moxibustion et l'application d'acupoints. La combinaison de la médecine traditionnelle chinoise et de la médecine occidentale comprend principalement la médecine traditionnelle chinoise combinée au traitement chirurgical, la médecine traditionnelle chinoise combinée à l'ablation par radiofréquence, la médecine traditionnelle chinoise combinée à la thérapie ciblée et la médecine traditionnelle chinoise combinée à la chimiothérapie, afin de réduire les complications, d'atténuer les effets secondaires et de retarder la récurrence de la tumeur et la formation de métastases. Cet article analyse l'ensemble des données de la puce du cancer du foie au niveau du mécanisme moléculaire en utilisant les connaissances liées à la bioinformatique, en extrayant ses gènes clés pathogènes et en analysant l'importance des gènes clés dans le pronostic du cancer du foie. En outre, les médicaments traditionnels chinois potentiels pour le traitement du cancer du foie sont examinés par le biais d'un dépistage des gènes clés. Cette étude vise à fournir une base scientifique et une référence pour le diagnostic différentiel, le pronostic et le traitement du cancer du foie.

L'analyse fonctionnelle GO et l'analyse d'enrichissement des voies KEGG ont révélé que les gènes différentiellement exprimés sont principalement impliqués dans des processus biologiques tels que la réponse immunitaire, la réponse inflammatoire et l'adhésion cellulaire, impliquant des voies de signalisation telles que p53, mTOR, ErbB, etc. La recherche a montré que la réaction entre l'antigène du testicule de la tumeur et la protéine Sal like 4 avec des cellules T spécifiques peut jouer un rôle important dans le contrôle du cancer du foie à un stade précoce ; la suppression du domaine d'oligomérisation de liaison du nucléotide 2 dans le foie peut induire l'apparition du cancer du foie par l'inflammation, les dommages à l'ADN et l'instabilité génomique ; l'interféron γ dérivé des cellules NK peut favoriser l'apparition du cancer du foie par le processus de transition épithélio-mésenchymateuse de la molécule d'adhésion cellulaire chez les souris transgéniques du VHB ; En outre, des études ont montré que le miR-621 peut améliorer la radiosensibilité des cellules cancéreuses du foie en activant la voie de signalisation p53 ; la sous-unité 4 de l'activité du protéasome, fortement exprimée, peut favoriser la prolifération des cellules cancéreuses du foie par la voie de signalisation mTOR ; l'antigène 1 de type V épithélial peut réguler à la hausse la voie de signalisation ErbB3-PI3K, ce qui favorise la progression et les métastases du cancer du foie.

L'analyse des interactions protéiques a identifié 10 gènes clés fortement exprimés dans les tissus du cancer du foie, à savoir CDC20 CCNB2、CCNB1、BUB1、BIRC5、AURKA、TOP2A、NCAPH、CDK1。 L'analyse pronostique de ces 10 gènes clés a révélé que le groupe d'expression élevée des gènes clés réduisait significativement la survie globale des patients atteints de cancer du foie, et que ces gènes clés étaient positivement corrélés avec les résultats de l'analyse pathologique du cancer du foie. La recherche a montré que l'expression de CDC20 dans les tissus du cancer du foie est plus élevée que dans les tissus normaux (P<0,05), et que les patients atteints de cancer du foie ayant une forte expression de CDC20 ont un taux de survie globale plus faible ; la recherche a montré que les patients atteints de cancer du foie ayant des niveaux élevés de CCNB2 ont une survie globale à 5 ans et une survie sans maladie plus courtes que ceux ayant des niveaux faibles de CCNB2 ; d'autres études ont montré que des niveaux plus élevés de BUB1B peuvent être détectés dans les tissus du cancer du foie, et que la surexpression de BUB1B est positivement corrélée avec des manifestations cliniques et pathologiques défavorables.

La validation de l'expression et l'analyse des mutations de 10 gènes clés ont révélé qu'ils étaient fortement exprimés dans les tissus du cancer du foie, les niveaux d'expression des protéines de CDC20, CCNB1, TOP2A et NCAPH augmentant à des degrés divers dans les tissus du cancer du foie ; en outre, il existe un certain degré de mutation des gènes clés dans les tissus du cancer du foie, et les patients atteints de cancer du foie porteurs de ce gène clé muté ont un pronostic plus défavorable. L'analyse de l'infiltration des cellules immunitaires par les gènes clés a révélé que l'expression des gènes clés est positivement corrélée au degré d'infiltration des cellules B, des cellules CD8+T, des cellules CD4+T, des macrophages, des neutrophiles et des cellules dendritiques. Yang Gang et al. ont utilisé l'immunohistochimie pour détecter le niveau d'expression protéique des CDC20 dans les tissus du cancer du foie, et les résultats ont montré qu'une forte expression des CDC20 était observée dans 59,2% des échantillons de carcinome hépatocellulaire. Rong Min Hua et al. ont découvert que l'ARNm et la protéine CCNB1 sont surexprimés dans les tissus de carcinome hépatocellulaire, et que CCNB1 peut participer au cycle cellulaire du CHC en régulant la réplication de l'ADN. Ces résultats indiquent que les résultats prédits dans cet article sont fiables et précis.

Les résultats du criblage de médicaments thérapeutiques potentiels ont révélé que CCNB1, BIRC5, CDK1 et CDC20 ont criblé un grand nombre de médicaments traditionnels chinois, et que CDK1, CCNB1, BIRC5 et TOP2A ont lié un grand nombre d'ingrédients thérapeutiques naturels potentiels. CDK1, CCNB1 et BIRC5 pourraient être des cibles universelles pour la pharmacothérapie. L'Artemisia annua, le galanga et l'herbe d'hiver peuvent agir sur 2 ou 3 gènes clés et sont des médicaments traditionnels chinois potentiels pour le traitement du cancer du foie. La recherche a montré que l'artémisinine, l'ingrédient actif de l'Artemisia annua, peut réguler la prolifération, l'apoptose et l'angiogenèse des cellules cancéreuses du foie par le biais de diverses voies telles que l'EGFR ; l'ingrédient efficace du galanga est la galangine, qui peut prévenir le carcinome hépatocellulaire par le biais du stress du réticulum endoplasmique et de l'apoptose dépendante des mitochondries ; l'herbe d'hiver peut améliorer la sensibilité du cancer du foie aux effets anticancéreux du sorafenib en ciblant la voie AKT. Selon la théorie de la médecine traditionnelle chinoise, la pathogenèse principale du carcinome hépatocellulaire est la "stase sanguine", la "toxicité" et la "carence". La médecine traditionnelle chinoise joue un rôle dans le soutien de l'organisme, l'élimination du mal, l'attaque des toxines et la lutte contre le cancer au niveau moléculaire, en parvenant à un état d'équilibre entre le yin et le yang dans l'organisme. Par rapport au traitement traditionnel occidental, la médecine traditionnelle chinoise présente des avantages potentiels dans le traitement du carcinome hépatocellulaire, qui se traduisent par de faibles effets secondaires, une faible incidence d'effets indésirables, une croissance tumorale ralentie, une réduction des récidives et des métastases, une amélioration de la qualité de vie des patients et une prolongation du cycle de survie.

En résumé, cette étude a révélé que l'apparition et le développement du cancer du foie présentent les caractéristiques de plusieurs gènes, voies et fonctions. Les niveaux d'expression de ces gènes et de leurs produits protéiques sont élevés chez les patients atteints de cancer du foie et sont étroitement liés au mauvais pronostic du cancer du foie et au degré d'infiltration des cellules immunitaires. Une exploration plus poussée a révélé 36 médicaments traditionnels chinois potentiels pour le traitement ciblé du cancer du foie, y compris l'artemisia annua, le galanga et l'herbe d'hiver, ainsi que 105 ingrédients actifs naturels. Les résultats de recherche de cet article peuvent fournir une base scientifique pour le diagnostic clinique, l'évaluation du pronostic et le traitement connexe du cancer du foie.