Impact des xénobiotiques sur la progression tumorale des cellules cancéreuses humaines

L’impact de l’environnement dans le développement de certaines pathologies est avéré bien qu’il soit difficile à évaluer. L’Homme est chroniquement exposé à des cocktails de xénobiotiques -des molécules étrangères à l’organisme- dont la nature, la concentration et les interactions sont variables avec des effets néfastes ou bénéfiques pour la santé humaine. Parmi ceux-ci, les polluants environnementaux jouent un rôle non négligeable dans l’apparition de certains cancers. Au contraire, des molécules naturelles comme le resvératrol, possède des propriétés anti-cancéreuses. Au cours de la cancérogenèse, les cellules tumorales acquièrent un phénotype métabolique réversible caractérisé par une glycolyse et une production de lactate élevées en présence ou non d’oxygène (effet Warburg). La flexibilité du métabolisme permet aux cellules cancéreuses d’assurer des niveaux d’énergie et de métabolites et de co-facteurs suffisants pour maintenir leur phénotype tumoral dans un microenvironnement qui fluctue. Dans cette étude, les effets de différents xénobiotiques seuls ou en mélange ont été évalués sur la progression du phénotype tumoral dans des cellules tumorales humaines. Dans une 1ère partie, les effets de 2 polluants organiques persistants agissant via des voies de signalisation différentes, la tétrachlorodibenzo-para-dioxine (TCDD) et l’a-endosulfan, un pesticide organochloré, ont été étudiés, seuls ou en mélange, sur le phénotype tumoral des cellules tumorales coliques humaines (Caco2). Nous avons montré que la TCDD (25 nM) et l’a-endosulfan (10µM) diminuent les capacités oxydatives des cellules tumorales. Cet effet est plus marqué lorsque les cellules sont exposées au mélange des 2 polluants, suggérant un effet synergique. Ces altérations sont associées à une diminution drastique de la respiration mitochondriale, corrélée à une forte réduction de l’activité du complexe I de la chaine respiratoire des mitochondries. Ces observations sont en partie liées à une diminution de l’expression de NDUFS3, l’une des sous unité du complexe I. Parallèlement, nous avons mis en évidence que l’exposition aux polluants entraine l’engagement des cellules tumorales vers une transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). Ces données suggèrent que les polluants favorisent la progression tumorale en altérant le métabolisme énergétique des cellules tumorales coliques humaines et en favorisant la mise en place d’une EMT. Le lien entre ces 2 processus ainsi que les voies de signalisation impliquées restent à élucider. Dans une 2ème partie, nous avons évalué les effets du resvératrol (RSV), un composé naturel présent entre autre dans le vin, sur sur la progression du phénotype tumoral. Ce polyphénol a été largement décrit pour ses effets bénéfiques sur le cancer et pour ses capacités à modifier le métabolisme, notamment en mimant la restriction calorique. Nous avons montré que le RSV, à une concentration proche des doses sériques mesurées chez l’Homme (10 µM), diminue la prolifération cellulaire sans affecter la viabilité. Le RSV réoriente le métabolisme énergétique des cellules tumorales en augmentant leurs capacités oxydatives et en diminuant leurs capacités glycolytiques et l’activité de la voie des pentoses phosphates. Nous avons identifié le complexe pyruvate déshydrogénase comme une cible du RSV, mis en évidence que le calcium est impliqué dans cette régulation et que les effets métaboliques induits par le RSV sont relayés en partie par la voie CamKKß/AMPK. L’ensemble de ces résultats démontre que l’environnement, via les xénobiotiques, peut moduler le phénotype tumoral, et que le métabolisme tumoral, en raison de son extrême flexibilité, est une cible majeure de ces modulations.