Etude des effets de la 3-hydroxy-3', 4,4', 5'-tétra-méthoxychalcone sur le cycle cellulaire et l'apoptose de cellules cancéreuses colorectales : Analyse des voies de signalisation impliquées

Effects of 3-hydroxy-3', 4, 4', 5'-tetra-methoxychalcone on cell cycle and apoptosis of colorectal cancer cells : Analysis of involved signaling pathways

• Auteur / Autrice : Josiane Semaan
• Direction : Bertrand Liagre, Mona Diab-Assaf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Moléculaire
• Date : Soutenance le 29/01/2016
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale biologie-santé - Bio-santé (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles
• Jury : Président / Présidente : Vincent Sol
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Liagre, Mona Diab-Assaf, Vincent Sol, Jean-Louis Beaudeux, Yves Artur, David Léger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Beaudeux, Yves Artur

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cyclo-oxygénase-2

Apoptose

Cancer colorectal

Mots clés libres

3-HTMC

Apoptose

Cancer colorectal

PI3K/Akt

ERK

COX-2

3-HTMC

Apoptosis

Colorectal cancer

PI3K/Akt

ERK

COX-2

Résumé

L'augmentation de l'incidence et de la mortalité du cancer colorectal nécessitent la découverte de nouvelles méthodes de prévention et de traitement. Les chalcones ont été identifiées comme des composés intéressants ayant des propriétés chimiopreventives et antitumorales. Dans cette étude, nous avons étudié les effets de la 3-hydroxy-3', 4, 4', 5'-tétra-méthoxy-chalcone (3-HTMC), une chalcone synthétisée par notre laboratoire, sur la prolifération, la distribution du cycle cellulaire, l'apoptose et son mécanisme d'action sur les cellules cancéreuses colorectales humaines HT-29 (COX-2 sauvage) et HCT116 (déficientes en COX-2). Nous avons montré que la 3-HTMC diminue la viabilité cellulaire d'une façon dose dépendante avec un effet antiprolifératif plus puissant sur les cellules HCT116 que les cellules HT-29. L'analyse par cytométrie en flux a révélé une accumulation des cellules en phase G2/M du cycle cellulaire pour les cellules HT-29 et un arrêt significatif en G2/M pour les cellules HCT116 avec une apparition du pic sub-G1 caractéristique de l'apoptose. Nous avons démontré que le traitement des deux lignées cellulaires par la 3-HTMC induit un processus apoptotique associé à la surexpression du récepteur de mort DR5, l'activation des caspase-8 et -3, le clivage de la PARP et la fragmentation de l'ADN. De plus, la 3-HTMC induit l'activation des voies de survie PI3K/Akt et MEK/ERK qui sont impliquées dans la résistance à l'apoptose. De même, la 3-HTMC induit une surexpression de la COX-2 dans les cellules HT-29 qui contribue aussi à la résistance à l'apoptose, ceci expliquant la différence de sensibilité entre les cellules HT-29 et HCT116 traitées par la 3-HTMC. Donc, malgré l'activation des voies de résistance à l'apoptose, la 3-HTMC peut être un agent chimiopréventif ou thérapeutique prometteur pour le traitement du cancer colorectal.

Increasing incidence and mortality of colorectal cancer brings the necessity to uncover new possibilities in its prevention and treatment. Chalcones have been identified as interesting compounds having chemopreventive and antitumor properties. In this study, we investigated the effects of the synthetic chalcone derivative 3-hydroxy-3',4,4',5'-tetra-methoxy-chalcone (3-HTMC) on proliferation, cell cycle distribution, apoptosis and its mechanism of action in human colorectal HT-29 (COX-2 sufficient) and HCT116 (COX-2 deficient) cancer cells. We showed that 3-HTMC decreased cell viability in a dose-dependent manner with a more potent antiproliferative effect on HCT116 than HT-29 cells. Flow cytometric analysis revealed G2/M cell cycle accumulation in HT-29 cells and significant G2/M arrest in HCT-116 cells with a subsequent apoptosis shown by appearance of Sub-G1 peak. We demonstrated that 3-HTMC treatment on both cell lines induced apoptotic process associated with overexpression of death receptor DR5, activation of caspase-8 and -3, PARP cleavage and DNA fragmentation. In addition, 3-HTMC induced activation of PI3K/Akt and MEK/ERK principal survival pathways which delay 3-HTMC-induced apoptosis in both cell lines. Furthermore, COX-2 overexpression in HT-29 cells contributes to apoptosis resistance which explains the difference of sensitivity between HT-29 and HCT116 cells to 3-HTMC treatment. Even if resistance mechanisms to apoptosis reduced chalcone antitumoral potential, our results suggest that 3-HTMC may be considered as an interesting compound for colorectal cancer therapy or chemoprevention.