Rôle d'IL6 dans le développement - d'un CAC (colitis associated cancer) Article; IL-6 and Stat3 Are Required

Rôle d’IL6 dans le développement
 d’un CAC (colitis associated cancer)
    Article; IL-6 and Stat3 Are Required
  for Survival of Intestinal Epithelial Cells
  and Development of Colitis-Associated
                    Cancer

Le cancer colorectal en chiffre
• 5% de la population américaine développe le cancer colo rectal (CRC), la
  moitié en succombe
• 2e cause de mortalité associé au cancer dans le monde
• 660000 morts/ans appelé a augmenté
• Il y a plusieurs causes ou facteurs de risques ( âge, hérédité , maladie
  inflammatoire)

L’évolution d’une tumeur
         • La séquence d’événement amenant
           un adénome a un carcinome invasif
           est connu. Une série de mutation va
           lever des verrous et permettre le
           stade le plus grave, les métastases…

Inflammation et cancer
• Les personnes atteinte d’inflammation
  chroniques des intestins ont 10 fois plus de
  chance de développer un cancer colorectal.
• Il a été clairement mis en évidence une
  relation entre inflammation et cancer
  colorectal
• Cependant les déterminants moléculaires
  restent peu connus

Modèle: souris traité avec AOM/DSS

• DSS (Dextran Sulfate Sodium)
Induit l’inflammation intestinal ( colite)
• AOM (azoxymethane)
agent carcinogène (alkylation de l’ADN)

Le fond génétique de la souris influe sur l’incidence de tumeur

Exemple de traitement

Modèle: souris traité avec AOM/DSS

-Plusieurs traitements ont été testé afin de visualiser celui qui mimé au mieux les effets
causés par des colites ulcérative.

-On voit que l’utilisation d’aom permet d’obtenir de façon certaine des tumeurs et ceci
plus rapidement car il permet la suppression d’un cycle de dss.

IL6, cytokine proinflammatoire
• Les cellules immunitaires vont souvent infiltrer
  les tumeurs et produire une grande variété de
  cytokine proinflammatoire

• Parmis celle-ci il y a IL-6

• Elle a en particulier un rôle dans l’inflammation, il
  a été émis l’hypothèse qu’Il-6 avait un rôle
  promoteur de tumeur dans le contexte colite
  ulcéreuse.

IL6 favorise la croissance de tumeur

Génération de souris KO IL6 dans le
cadre du modèle murin CAC:
La tumorigénèse est réduite dans le cas
ou IL6 est absent
Données montrant l’importance d’IL6
dans la taille et nombre des tumeurs

IL6 régule la survie et prolifération des
                   IEC
• IL6 réduit la sévérité des colites
• IL6 favorise la prolifération des IEC

IL6 va donc avoir un double effet: Survie et prolifération de IEC

D’où provient IL6?
• Génération de chimère
(souris irradiés) receveuse de
moelle osseuse. Le but étant de déterminer la
Source d’IL6 (IEC ou cellule hématopoïétique)

Ce sont bien les cellules hématopoïétiques qui
sécrètent l’IL6 favorisant la tumorigénèse

La source majeur d’IL6 provient des DC et Mφ suivit des LT

STAT3 est impliqué
•En absence d’Il6 , la voie STAT3 est nettement moins
activé au niveau des IEC.

•Or on sait que la voie STAT3 aboutit a l’expression de
gène impliqué dans la prolifération (cyclin D , PCNA),
suppresseur de l’apoptose (bcl-2 , bcl X-L) et
cytoprotecteur.

•Il-6 active donc la voie STAT-3 au niveau des IEC ce
qui entraine une prolifération et une diminution de
l’apoptose de celle-ci.

STAT3 est un FT qui se dimèrise et induit l’expression des gènes cible évoqués

Rôle de TNFα
• Autre cytokine inflammatoire, critique dans le développement de l’IBD.
• Des anticorps anti TNFα réduisent en effet le nombre de tumeur dans le
  cas d’un CAC
• Cross régulation de TNFα et IL6 toute les 2 des cytokines régulé par NF-kB

• Complexité de voie TNFR;
3 voies possible, dépend du type
cellulaire, contexte…

Rôle de NF-kB et IKK-β
• D’autre gènes cible de la voie IKK-β NF-kB tel IL1, IL8, IL6, TNF
  sont associé a la progression tumoral
NF-kB agit sur 2 niveau dans CAC:
• L’activation de NF-kB dans la cellule inflammatoire→ cytokine pro-
    inflammatoire
• L’activation de NF-kB
dans l’entérocyte → gène
cible anti apoptotique

Conclusion
• L’inflammation favorise la progression tumoral
  mais ne l’induit pas
• L’immunité inné qui a un rôle de réparation
  tissulaire peut être détourné par les cellules
  maligne pour crée un environnement propice
  a leur propre survie
• IL6 est un exemple de ce détournement
• NF-kB est un acteur central…

Thérapie
• L’utilisation de substance anti inflammatoire (NSAID) réduisent l’incidence
    de nombreux cancers, bien que le lien soit complexe…
• Thérapie génique,
utilisation de vecteur viraux,
 injection intra tumoral, problème
de ciblage des cellules tumoral…

Colitis Associated Cancer: IL-6 et
 Stat 3 sont requis pour la survie et
le développement des IEC malignes

Facteurs liés a des IBD

Les maladies chroniques inflammatoire de l'intestin (IBD) ont plusieurs facteurs prédisposants
le développement de cancer. La colite ulcérative, maladie inflammatoire de l'intestin est un
facteur de risque majeur dans le développement de CAC(colitis associated cancer).

Intestinal epithelial cell(IEC)

                  Les cellules de l‘épithélium intestinal
                  sont reliées à la circulation sanguine
                  mais aussi au système lymphatique

                  L‘épithélium intestinal joue un rôle de
                  barrière protectrice contre des
                  attaques d'origine bactérienne, dues
                  à une modification de la flore
                  intestinale

                  -Les IEC sécrètent pour se protéger
                  des molécules de protection: les
                  défensines

Épithélium: barrière de protection

Lors d'une infection chronique , la rupture de l'intégrité de l'épithélium active le système
immunitaire(DC, macro Tcell) qui va détecter la menace et secréter en retour des cytokines
et des facteurs trophiques utiles à l’inflammation et à la restauration de l’homeostasie de
l’épithélium.

Rôle de NF-kB

NF-KB joue un rôle important dans la tumorigenèse lors d’une inflammation chronique:
Il induit l’expression de TNFα qui permet le recrutement des cellules du SI qui vont
secréter de l'IL-6 et d’autres facteurs ce qui va au final activer les voies de survie et de
prolifération des IEC, devenant ainsi pré-malignes.

IL-6 signaling pathway

L'activation du récepteur de l'IL-6 par son ligand active la voie JAK/STAT qui va conduire a
la phosphorylation de STAT3 et ainsi à l'activation de nombreux gènes nécessaires à la
survie des cellules.

IL-6, survie et cancérisation des IEC

IL-6 joue un rôle important dans l'homéostasie des tissus mais également dans la
régénération, notamment en activant les voies de survie
 Effets anti-apoptotiques, immunosuppresseurs, anti-inflammatoires et de
prolifération.

IL-6 est aussi essentielle à la survie et la différenciation des cellules T helper qui sont
des acteurs centraux dans les inflammations chroniques (libèrent des cytokines et des
facteurs de croissance)

De nombreuses études démontrent le lien entre l'augmentation de la concentration en
IL-6 et son lien avec l'apparition d'IBD.

L'absence d'IL-6 conduit a une diminution de la croissance des tumeurs dans les
stades précoces de CAC

Comment et par quelle(s) voie(s) de signalisation l'IL-6 induit la promotion et la
prolifération des IEC pré-malignes, une étape clé dans les processus CAC?

Modèle CAC
●   Colitis associated cancer: c’est la complication
    la plus grave d’IBD
●   Génération de CAC via induction de colites
    applicable au modèle d’étude murin
   Administration de carcinogène AOM
    (mutagène) suivie d’induction de colites avec
    du DSS qui provoque des ruptures de
    l’épithélium intestinal
   Activation possible d’éléments liés aux IBD:
    NFKB, cytokines, etc étude de leur rôle dans
    la tumorigenese CAC

Rôle de l’IL-6 et STAT3 dans les
               CAC
                      ●   Etude du lien
                          entre CAC et
                          activation de la
                          voie IL-6/Stat3

                      ●   Quel est le rôle
                          de cette voie
                          dans la survie et
                          la prolifération
                          des cellules
                          malignes?

Rôle IL-6
     ●   IL-6 est produite
         majoritairement par
         les DC et les
         macrophages
     ●   Utilisation de souris
         IL-6 -/- démontre que
         l’ablation d’IL-6 réduit
         le nombre/charge
         tumorale
     ●   IL-6 est essentielle
         à l’apparition de
         tumeurs

Rôle IL-6

En absence d’Il-6, présence moindre de PCNA, Stat3 phosphorylé et de Reg3/Tff3 (facteurs
antimicrobiens de protection des IEC)
 Dans les CAC, IL-6 ne joue pas seulement un rôle dans l’inflammation mais est aussi
indispensable pour la cytoprotection et la prolifération cellulaire.

Rôle Stat3                        ●   Ablation de
                                                                        Stat3 spécifique
                                                                        dans les IEC
                                                                        par délétion
                                                                        conditionnelle:
                                                                        croisement
                                                                        souches Stat3
                                                                        f/f et villin-Cre

Absence stat3 dans les IEC diminue fortement la prolifération et la taille des cellules tumorales
mais aussi les signaux de survie.
La déplétion de la voie Stat3 augmente l’apoptose dans les cellules IEC.

Conclusion
●   La voie IL-6/Stat3 est fortement impliquée dans
    l’apparition de cellules tumorales via sa capacité à
    induire des facteurs de survie et de prolifération
    cellulaire en sollicitant l’action d’éléments de
    cytoprotection tels qu’Hsp70, Bcl et PCNA.
●   La déplétion de cette voie réduit sensiblement
    l’apparition et la croissance de cellules tumorales.
●   Utilisation de bloqueurs de l’IL-6 et d’inhibiteurs de
    Stat 3 pourraient être une piste de thérapie
    envisageable pour prévenir et traiter l’apparition de
    cancers associés aux colites

Modèle
               Lésions ADN

             Activation NFKB

    Libération cytokines par IEC (TNFα)

    Activation Macro et DC sécrétion IL-6

    Activation voie IL-6/Stat 3 dans les IEC

    Augmentation expression facteurs de
    survie et de prolifération

    Promotion IEC tumorales

Annexes: TNFα et dev. tumoral

Annexes: Voies TNF, IL-6, Stat 3

Annexes: Ablation spécifique de
     Stat3 dans les IEC