De l’épidémiologie à la transcriptomique, une contribution à l’étude des cancers colorectaux : isolement et surexpression de deux ARNm codant deux gènes régulateurs de l’énergie cellulaire

Abstract

يشكل سرطان القولون والمستقيم مشكلة حقيقية للصحة العمومية، تتوفر لنا القليل من البيانات حول خصائص هذا المرض في الجزائر، ووتيرة تطوره في تزايد مستمر. يعد الـ CCR من الأمراض الوراثية المنتشرة على نطاق واسع، ويتميز بالتغيير الكمي والنوعي للعديد من الجينات، بعضها يشكل أهداف علاجية ممكنة، بينما البعض الآخر يمكنه أن يكون مؤشرا يسمح بالكشف المبكرعن المرض. في هذا السياق تندرج دراستنا في هذه الأطروحة التي كان هدفها الأساسي هو البحث عن هذه الجينات ذات الفائدة العلاجية، كان من الضرورة إجراء دراسة مسبقة للجوانب الوبائية والسريرية لدى 62 حالة إصابة بهذا النوع من السرطان في ولاية جيجل، وكذا دراسة نمط التغذية. أثبتت المعطيات الوبائية الوصفية نسبة تزايد مستمر، تشخيص متأخر واستعمال العلاج الكيميائي. الورم من نوع «Adénome lieberkuhnien bien différencié» هو النمط النسيجي السائد(%98) ، ثم إن طفرة الجين KRAS ارتبطت بمراحل متقدمة من المرض(%72,58). أثبتت دراسة مختلف المجموعات الغذائية ووتيرة استهلاكها بمقارنة الحالات مع الشواهد68) حالة (، وجود علاقة بين العوامل الاجتماعية والاقتصادية وظهور هذا النوع من السرطان. التدخين (RC=0,0751 ; p=0,0174) والتاريخ العائلي(OR=5,2500 ; p=0,0034) يمكن أن تكون عوامل مرتبطة به. لقد لوحظ وجود تأثير وقائي لاستهلاك منتجات الألبان(OR=0,9808 ; p=0,0437) والحبوب(RC=0,9865 ; p=0,0100) وارتباط الأورام في مستوى الــ Côlon proximal مع انخفاض استهلاك الفواكه والخضروات ،بينما استهلاك اللحوم الحمراء لم يكن له تأثير. لم يعد علم الأورام الجزيئي يركز على تحديد الحالات المرضية الوراثية، ولكنه أصبح يستخدم مقاربة ناجعة ومفيدة. لقد استخدمنا الفحص التفاضلي (Criblage différentiel sur filtres HD) للبحث عن جينات ذات التغير الكمي أو النوعي والتي يمكنها أن تشكل خزانا للجينات المرشحة لتطوير استراتيجيات علاجية و تشخيصية. لقد سمحت لنا النتائج المتحصل عليها بإنتقاء اثنين من الجينات المنظمة للطاقة الخلوية، ويتعلق الأمر بــ IF1 الذي يعتبر مثبط لإنزيم الـ ATPase ،إضافة إلى الـ GAPDH الميتوكوندري. على وجه الخصوص تمت دراستهما باستخدام تقنية الـ Northern blot في مستوى الأنسجة السرطانية و مقارنتها بالأنسجة السليمة. إضافة إلى ذلك تم تحديد السلسلة الكاملة للأحماض الأمنية المكونة لـ IF1. أخيرا اقترحنا أن التراكم المفرط لـ IF1 يمكن أن يكون مرتبط ولو جزئيا على الأقل، بزيادة انتاج IF1 و GAPDH داخل الخلايا السرطانية، مما يؤدي الى تثبيط تفكك الـ ATP . إن تراكم IF1 و GAPDH في ورم القولون و المستقيم يمكن أن يساهم في تطور السرطان عن طريق تحسين الأيض الطاقوي للخلية. هذه الفرضية إن تم تأكيدها، ستوفر علاجا ممكنا ضد سرطان القولون باستخدام، على سبيل المثال، استراتيجية ضد منظمات الطاقة الخلوية. الكلمات المفتاحية : CCR، الملامح الوبائية البيولوجية، السريرية والمرتبطة بالتغذية، KRAS، Transcriptome، النسخ، الفحص التفاضلي، زيادة التعبيرلــ IF1 وGAPDH، أيض طاقوي. ---------------------------------------Le CCR est un véritable problème de santé public, sa fréquence est en constante augmentation en Algérie. C’est une pathologie génétique complexe, caractérisée par l’altération qualitative et quantitative de l’expression de nombreux gènes. Certains de ces gènes sont des cibles thérapeutiques potentielles, alors que d’autres sont des marqueurs tumoraux probables. L’objectif majeur de ce travail de thèse était de chercher des gènes d’intérêts, cependant, il nous a été très judicieux et utile de le précéder par une étude rétrospective multifactorielle et une enquête nutritionnelle. Nous avons établi les profils épidémiologique et clinique de 62 cas de CCR dans la Wilaya de Jijel. Les données collectées ont permis de confirmer un état des lieux très sombre : progression accélérée, diagnostic tardif et traitement par chimiothérapie. La prédominance de l’adénome lieberkühnien bien différencié (98%) et de localisation colique droite a été observée. La mutation du gène KRAS était associée à des stades avancés et métastasiques (72,58%). Une enquête nutritionnelle de type cas-témoins (68 cas) a révélé des corrélations entre l’évolution des CCR et la situation socioéconomique, le tabagisme (RC=0,0751 ; p=0,0174) et les antécédents familiaux (OR=5,2500 ; p=0,0034). Un effet protecteur de la consommation de produits laitiers (OR=0,9808 ; p=0,0437) et des céréales (RC=0,9865 ; p=0,0100) a été démontré. Les tumeurs proximales du côlon étaient associées à une faible consommation de fruits, de légumes, de céréales et de produits laitiers, alors que, la consommation de viande rouge n’a eu aucun effet. La transcriptomique est devenue de plus en plus une approche efficace et pertinente. Ainsi, nous avons employé le criblage différentiel sur filtres HD pour chercher des ARNm dont l’expression est altérée et qui peuvent constituer un réservoir de gènes candidats pour développer des stratégies thérapeutique et/ou diagnostique. Nos résultats ont permis de présélectionner deux clones codant deux gènes régulateurs de l’énergie cellulaire comme étant potentiellement surexprimés. Il s’agissait d’IF1 et de la GAPDH. En particulier, l’expression de ces deux gènes a été analysée par Northern blot et la séquence complète de l’ARNm d’IF1 a été obtenue. Nous avons suggéré que la formation excessive de l’ATP pourrait être, du moins partiellement, due à l'expression accrue d’IF1 et de la GAPDH dans les cellules malignes, ce qui inhiberait leur activité de dégradation de l’ATP. L'accumulation d’IF1 et de la GAPDH dans la tumeur colorectale pourrait participer dans la promotion du cancer, par l'amélioration du métabolisme énergétique. Cette hypothèse, si elle est confirmée, fournirait une thérapeutique contre le CCR, en utilisant une stratégie anti-sens basée sur les régulateurs de l’énergie cellulaire. Les mots clés : CCR ; profils épidémiologique, biologique, clinique et nutritionnel ; KRAS ; transcriptome ; criblage différentiel ; surexpression ; ARNm ; IF1 ; GAPDH ; métabolisme énergétique.

-----------------------------------------The CRC is a real public health problem; its frequency is constantly increasing in Algeria. It is a complex genetic pathology characterized by qualitative and quantitative alteration of the expression of many genes. Some of these genes are potential therapeutic targets, while others are likely tumor markers. The main objective of my thesis work was to look for genes with therapeutic and/or diagnostic interest; however, it was very judicious and useful to precede it by a multifactorial retrospective study and a nutritional investigation. We have established the epidemiological, pathological and clinical profiles of 62 cases of CRC in the Wilaya of Jijel. The data collected allowed us to confirm a very dark state of the CRC: accelerated progression, late diagnosis and chemotherapy treatment. The predominance of well-differentiated adenomas of Lieberkühn (98%) and right colic localization was observed. The KRAS gene mutation was associated with advanced and metastatic stages (72.58%). A case-control nutrition survey (68 cases) revealed correlations between CRC trends and socioeconomic status, smoking (RC=0.0751; p=0.0174) and family history (OR=5.2500; p=0.0034). A protective effect of the consumption of dairy products (OR=0.9808; p=0.0437) and cereals (RC=0.9865; p=0.0100) has been demonstrated. Proximal tumors of the colon were associated with low consumption of fruits, vegetables, cereals and dairy products, while consumption of red meat had no effect. The transcriptome alteration is becoming an original and useful approach. Thus, we have used differential screening on high-density filters to look for mRNAs whose expression is impaired and which can constitute a reservoir of candidate genes for developing therapeutic and/or diagnostic strategies. We preselected two clones, encoding two cell energy regulatory genes, as potentially overexpressed. These were IF1 and GAPDH. In particular, the expression of these two genes was analyzed by Northern blot, and the complete sequence of the IF1 mRNA has been obtained. We suggested that the excessive formation of ATP could be, at least partially, due to the increased expression of IF1 and GAPDH in malignant cells, which would inhibit their ATP hydrolysis activity. The accumulation of IF1 and GAPDH in the colorectal tumor could participate in the promotion of cancer by improving cellular energy metabolism. This hypothesis, if confirmed, will provide possible treatment against CRC, using an antisense strategy against the regulators of energy metabolism. Keywords: CRC; epidemiological, biological, clinical and nutritional profiles; KRAS; transcriptome; differential screening; overexpression; mRNA; IF1; GAPDH; energy metabolism.