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Jun 07, 2023

Une blessure empêche l’expansion des cellules mutantes Ras dans la peau en mosaïque

Nature volume 619, pages 167-175 (2023)Citer cet article 11k Accès 154 Détails Altmetric Metrics Une peau saine est une mosaïque de clones sauvages et mutants1,2. Même si une blessure peut coopérer avec

Nature volume 619, pages 167-175 (2023)Citer cet article

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Une peau saine est une mosaïque de clones sauvages et mutants1,2. Bien que les blessures puissent coopérer avec les protéines mutées de la famille Ras pour favoriser la tumorigenèse3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, les conséquences sur la peau génétiquement mosaïque sont inconnues. Nous montrons ici qu'après une blessure, les cellules de type sauvage suppriment la croissance aberrante induite par Ras oncogène. Les cellules HrasG12V/+ et KrasG12D/+ supplantent les cellules de type sauvage dans les tissus en mosaïque non lésés, mais leur expansion est empêchée après une blessure en raison d'une augmentation de la fraction de cellules de type sauvage en prolifération. Mécaniquement, nous montrons que, contrairement aux cellules HrasG12V/+, les cellules de type sauvage répondent à la sécrétion autocrine et paracrine des ligands de l'EGFR, et cette activation différentielle de la voie de l'EGFR explique le changement compétitif lors de la réparation des blessures. L'inhibition de la signalisation EGFR via des approches médicamenteuses ou génétiques diminue la proportion de cellules de type sauvage en division après une blessure, conduisant à l'expansion des cellules HrasG12V/+. La prolifération accrue de cellules de type sauvage via la perte constitutive de l'inhibiteur du cycle cellulaire p21 contrecarre l'expansion des cellules HrasG12V/+ même en l'absence de blessure. Ainsi, les blessures jouent un rôle dans la modification de l’équilibre compétitif entre les cellules oncogènes et sauvages dans la peau génétiquement mosaïque.

Tout au long de notre vie, notre peau subit des mutations, en raison de son exposition constante aux agressions environnementales. En conséquence, une peau phénotypiquement normale contient une mosaïque de cellules souches épithéliales présentant des mutations somatiques, notamment dans les gènes associés au développement du cancer, comme la famille GTPase Ras1,2. L'activation constitutive des oncogènes Ras a été identifiée comme l'événement génétique initial dans 3 à 30 % des carcinomes épidermoïdes cutanés humains (cSCC) et dans les cSCC induits expérimentalement chez la souris. Dans les modèles murins présentant une expression épithéliale en mosaïque de la forme active constitutive de Hras (HrasG12V/+), les cellules mutantes supplantent les cellules de type sauvage et se développent dans l'épiderme cutané non lésé. Bien que les cellules mutantes Hras activées soient tolérées dans un épithélium cutané de type sauvage et non lésé18,19,20, il a été démontré que les lésions coopèrent avec des mutations oncogènes pour déclencher la tumorigenèse dans divers modèles de souris3,4,5,6,7,8,9. ,10,11,12. Nous avons émis l'hypothèse que l'expansion des cellules HrasG12V/+ dans l'épiderme pourrait représenter une vulnérabilité en cas de blessure ; Les cellules HrasG12V/+ pourraient encore se développer et conduire à des tumeurs. Par exemple, l’environnement hyperprolifératif généré lors de la réparation d’une blessure peut stimuler davantage le comportement prolifératif des cellules mutantes et briser la tolérance des tissus. Ici, nous avons étudié comment les blessures affectent le potentiel oncogène de HrasG12V/+ dans un contexte génétiquement mosaïque et phénotypiquement pertinent.

L’épiderme cutané stratifié est uniquement accessible pour l’observation directe, ce qui permet de visualiser l’émergence d’une croissance aberrante à une résolution unicellulaire. La couche basale contient des cellules souches épidermiques, qui peuvent s'auto-renouveler pour générer davantage de cellules basales ou se différencier et se délaminer vers le haut pour remplacer les cellules externes formant barrière (Extended Data Fig. 1a). Nous avons émis l'hypothèse que la réparation des blessures coopérerait avec l'activation constitutive de l'oncogène Hras (HrasG12V) pour favoriser la tumorigenèse dans une peau phénotypiquement normale et génétiquement mosaïque. Pour tester cette hypothèse, nous avons généré des souris chez lesquelles nous avons pu induire et suivre des populations de cellules mutantes HrasG12V/+ au sein de l'épithélium de type sauvage (Krt14-CreER ; flox et remplacer (FR)-HrasG12V/+ ; Lox-STOP-Lox (LSL )-tdTomato ; Krt14-H2B–GFP ; Méthodes). Chez ces souris, le traitement au tamoxifène active Cre dans les cellules basales exprimant la kératine 14 et, à son tour, induit la co-expression de HrasG12V/+ à partir de son promoteur endogène et d'un rapporteur tdTomato fluorescent cytoplasmique qui fournit une approximation des cellules mutantes. De plus, ces souris expriment également l'histone H2B-GFP dans les cellules basales, qui persiste tout au long de la différenciation, permettant la visualisation de toutes les cellules souches basales et de leur progéniture (Fig. 1a). Nous avons traité des souris avec du tamoxifène à l'âge de 3 semaines et, trois jours plus tard, nous avons introduit une lésion sur toute l'épaisseur du cartilage (biopsie à l'emporte-pièce de 4 mm de diamètre) dans une oreille. Nous avons utilisé deux doses de tamoxifène pour piloter l'expression de HrasG12V/+ dans environ 99 % des cellules basales (HrasG12V/+ max) pour récapituler des études antérieures de modèles homogènes3,4,5,24,25 ou dans environ 65 % des cellules basales. (Mosaïque HrasG12V/+) pour imiter la peau génétiquement en mosaïque (Fig. 1b). En guise de contrôle, nous avons également conçu Krt14-CreER ; LSL-tdTomate ; Krt14-H2B – GFP et les avons traitées de la même manière pour piloter l'expression de tdTomato dans environ 65% des cellules basales de type sauvage (mosaïque de type sauvage) (Fig. 1b). En imagerie longitudinalement les mêmes régions de l'épiderme cutané et en comparant toujours les modèles de mosaïque HrasG12V/+ aux modèles de mosaïque de type sauvage, nous avons pu contrôler toute fuite potentielle du système CreER et étudier les conséquences de l'expression de HrasG12V/+ sur les tissus. comportements globaux et cellulaires (voir Méthodes).