Étude du rôle d’une protéine impliquée dans la croissance cellulaire dans le développement du cancer du côlon

Le cancer colorectal est le troisième cancer le plus fréquent et la quatrième cause de mortalité liée au cancer dans le monde. Il résulte d’une accumulation d’anomalies moléculaires perturbant les mécanismes normaux de contrôle de la croissance et de la survie des cellules intestinales. Bien que les traitements actuels aient permis d’améliorer la prise en charge des patients, une récidive survient encore chez environ 50% d’entre eux. Les mécanismes responsables de cette rechute restent en partie inconnus et doivent être élucidés afin de réduire le risque de progression tumorale et de mortalité. Ces dernières années, des facteurs mécaniques tels que l’augmentation de la rigidité tissulaire, les modifications du flux sanguin et la pression due à la croissance tumorale, ont été proposés comme éléments favorisant la progression du cancer. Dans ce contexte, la protéine d’intérêt, présente à la surface des cellules, agit comme un récepteur capable de capter ces signaux de l’environnement et de déclencher à l’intérieur de la cellule des mécanismes contrôlant sa croissance et sa survie. Elle pourrait ainsi fonctionner comme un capteur mécanique, transformant les forces physiques exercées sur les cellules en signaux biologiques qui activent des gènes impliqués dans l’aggravation du cancer. Dans certains cancers, des anomalies (comme de mutations ou une activité trop élevée) ont été décrites . Toutefois, son rôle précis dans le développement et la progression du cancer colorectal reste insuffisamment caractérisé. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment des forces physiques exercées sur les cellules peuvent favoriser l’apparition et la progression des cancers. Nous étudierons plus particulièrement le rôle de notre protéine dans les processus conduisant à la transformation tumorale des cellules du côlon. Pour cela, nous analyserons sa présence et son activité dans les cellules, ainsi que ses effets sur leur comportement, comme leur multiplication, leur survie et leur capacité à envahir les tissus voisins. Une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et contribuer à l’amélioration des stratégies de prise en charge des patients atteints de cancer colorectal.

Les résultats de ce projet permettront, à court terme, d’approfondir les connaissances sur les mécanismes impliqués dans le développement tumoral et la formation de métastases dans le cancer du côlon chez la souris. Ce travail explore un axe encore peu étudié, à l’interface entre la physique et la biologie, en analysant l’impact des contraintes mécaniques sur les processus biochimiques et cellulaires impliqués dans la progression tumorale. À plus long terme, ces connaissances pourraient être transposables au cancer colorectal humain, compte tenu de la forte conservation des mécanismes moléculaires impliqués dans la formation des tumeurs entre la souris et l’homme. Par ailleurs, des données disponibles suggèrent une activation anormale de la protéine étudiée dans plusieurs autres tumeurs solides humaines, ce qui pourrait élargir la portée des résultats obtenus au-delà du cancer du côlon. Enfin, une meilleure compréhension des mécanismes reliant contraintes mécaniques (comme les pressions exercées dans l’intestin par le passage des aliments, appelé bol alimentaire, ou par la croissance d’une tumeur qui pousse sur les tissus environnants) et progression tumorale pourrait contribuer à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Ces travaux pourraient donc participer au développement de stratégies visant à limiter les effets favorisant le cancer associés à la pression mécanique exercée par la croissance tumorale, notamment la formation de métastases, l’échappement au système immunitaire, la résistance aux traitements et la récidive.

Dans un premier temps, une biopsie d’oreille sera réalisée sur les animaux vigiles (durée du geste inf à 10 sec) puis les souris seront réparties en deux groupes. Le groupe contrôle ne fera l’objet d’aucune intervention chirurgicale. L’autre groupe subira une intervention chirurgicale consistant en l’implantation sous-cutanée d’un aimant dans le dos, suivie d’une injection intraveineuse de nanoparticules magnétiques (administrée une seule fois au cours de l’expérience). La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale et ne dépassera pas 15 minutes. Ensuite, chaque groupe sera subdivisé en deux sous-groupes. L’un des groupes recevra une injection (une fois; durée du geste < 10 secondes). L’autre groupe ne recevra pas cette injection. Une partie des souris sera ensuite suivie par imagerie (colonoscopie) sous anesthésie, à raison d’une fois par semaine pendant 4 semaines. La durée de chaque procédure sera inférieure à 20 minutes par animal. À des temps prédéterminés (30 minutes, 4 heures, 5 jours ou 1 mois), les animaux seront mis à mort afin de prélever des échantillons du côlon et de l’intestin.

Le génotypage par biopsie d’oreille peut provoquer une douleur légère et de très courte durée, comparable à une petite piqûre, ainsi qu’un léger stress lié à la manipulation. Une petite plaie peut apparaître à l’endroit du prélèvement, avec un faible saignement. Ces effets sont transitoires. Les effets indésirables attendus suite à l’injection de particules magnétiques et à l’implantation d’un petit aimant sous la peau sont une douleur transitoire liée à la piqûre et à l’incision. La contrainte mécanique appliquée ne devrait pas induire de douleur persistante en dehors de la phase post-opératoire immédiate. L’injection de traitement est susceptible d’entraîner une gêne transitoire liée à la piqûre de courte durée et entrainer une perte de poids. Le développement tumoral attendu au niveau de l’intestin et du côlon pourra être associé à des signes cliniques tels qu’une perte de poids, des difficultés à d’alimenter, une déshydratation, des saignements, des diarrhées, prolapsus ou des douleurs d’intensité moyenne Le temps maximal prévu pour les expériences sera de 1 mois.

Les animaux inclus dans les procédures expérimentales sont mis à mort à l’issue des expériences afin de permettre la réalisation d’analyses post-mortem nécessaires à l’atteinte des objectifs scientifiques. Les animaux issus de l’élevage ne présentant pas le génotype d’intérêt pour le projet ne peuvent être inclus dans les procédures expérimentales et sont donc également mis à mort conformément à la réglementation en vigueur.

L’utilisation des souris transgéniques constitue un modèle pertinent et largement validé pour l’étude des mécanismes de cancérogenèse colorectale. Les lignées disponibles permettent de reproduire de manière contrôlée des altérations génétiques et des processus physiopathologiques proches de ceux observés chez l’homme. Ce projet nécessite un modèle in vivo intégrant l’architecture tissulaire du côlon, les contraintes mécaniques locales, les interactions avec le microenvironnement tumoral, la vascularisation et le système immunitaire. À ce jour, la souris représente l’organisme le plus adapté pour étudier conjointement ces dimensions dans un contexte expérimental maîtrisé. Par ailleurs, la souris constitue le modèle de référence en cancérogenèse colorectale préclinique. Elle bénéficie d’outils génétiques étendus, d’un recul bibliographique important et d’une bonne caractérisation des réponses aux agents thérapeutiques, facilitant ainsi la transposition des résultats vers la recherche clinique. Les souris utilisées dans ce projet seront des adultes âgés de 3 à 8 mois. Cet âge est choisi afin d’éviter l’apparition spontanée de tumeurs liées à leur modification génétique, qui surviennent généralement à partir d’un an.