Marqueurs génétiques et épigénétiques : ARNm, microARN et lncARN :

Les nouveaux marqueurs des TV sont devenus particulièrement utiles pour le diagnostic des TVNIM, mais aussi pour identifier de nouveaux sous-types moléculaires permettant de prédire les récidives et la progression des TVNIM en TVIM ou métastases.

Cependant, un marqueur donné doit permettre la différenciation des carcinomes à cellules transitionnelles (TCC) des autres états inflammatoires. Ces dernières années, les recherches ont porté sur les marqueurs moléculaires associés à des altérations au niveau moléculaire et à l'évolution de la maladie.

Un article de revue a été publié en 2017, cette revue fournit une mise à jour des découvertes récentes concernant le profil moléculaire du cancer de la vessie en tant que nouveaux marqueurs dans le diagnostic et le pronostic des tumeurs de la vessie [181]. On y décrit des biomarqueurs basés sur les ARNm (ARN messager), les microARN (miARN) et les ARNnc (ARN non-codants) impliqués dans la détection, le diagnostic, la prévision des récidives et la surveillance du cancer de la vessie après traitement.

Les nouveaux marqueurs des TV aideront à faire la distinction entre les sous-types génétiques de TV et devraient fournir un outil hautement sensible, spécifique et non-invasif pour diagnostiquer et établir un pronostic pour les TV. Le microarray (puce à ADN) à haut débit est un instrument puissant pour étudier la fonction biologique du profil d'expression génétique. La détection des transcrits codant pour une protéine dans une cellule ou un tissu peut être effectuée à l'aide des méthodes de qRT-PCR (PCR quantitative en temps réel).

De plus, les données de la qRT-PCR ont vérifié l'exactitude des résultats de la puce à ADN. La qRT-PCR a été reconnue pour quantifier les transcrits d'ARNm, mais

également les miARN et lncARN [182]. Par conséquent, pour détecter et surveiller les patients atteints de TV, on peut utiliser une méthode précise et sensible, telle que la qRT-PCR, et analyser les profils d’ARNm, de miARN et de lncARN.

Certains auteurs ont rapporté avoir utilisé un microarray puis vérifié les résultats via qRT-PCR [183-185]. Dans la plupart des études, l'expression des gènes a été évaluée dans des tissus fraîchement disséqués. La majorité des gènes étudiés étaient des oncogènes, qui ont une influence sur la promotion de la prolifération cellulaire, migration et invasion, incluant le ZKSCAN3 (zinc-finger transcription factor with KRAB and SCAN domains) [186].

Brooks et al. ont utilisé le microarray pour étudier l'ARNm du collagène de type I (COL1A1 et COL1A2). Ils ont rapporté que l'expression génique de cette composante majeure de la matrice extracellulaire de la vessie dans les tissus fixés au formol inclus dans la paraffine était significativement associée à une survie sans progression et à une survie globale médiocres [187].

De plus, une forte expression de l'importine-11 (IPO11) était corrélée à une survie globale à trois ans, à une survie spécifique au cancer et à une survie sans cancer médiocres [188].

Les études d'expression génique sur du matériel humain sont souvent combinées à des études de lignées cellulaires qui apportent des informations supplémentaires. Wu et al. ont découvert que le bromodomaine contenant le gène 4 (BRD4), qui était surexprimé dans les TV et inhibé dans les lignées cellulaires, atténue la prolifération et induit l’apoptose des cellules des TV. L'inhibition de BRD4 supprime l'expression de l'ARNm de l'amplificateur de l'homologue zeste 2 (EZH2), qui est inversée par l'expression ectopique de c-MYC [189]. Bacchetti et al. ont observé que la paraoxonase-2 (PON2) surexprimée dans les cellules de la vessie T24 a entraîné une

Les événements épigénétiques comprennent la régulation des miARN et des lncARN, mais aussi des modifications de la méthylation de l’ADN, des modifications de l’histone et du positionnement des nucléosomes. Ces événements régulent les résultats de l’expression des gènes sans changer la séquence de l’ADN. Les modifications épigénétiques sont déformées dans le cancer et peuvent affecter la probabilité d'occurrence des TV, ainsi que le type histologique et ses conséquences thérapeutiques [191].

Les miARN sont des familles de petits ARN non-codants. Les miARN se retrouvent dans divers types de fluides corporels et de tissus, notamment les exosomes [192]. Les miARN sont relativement stables dans les fluides corporels et ont suscité un intérêt considérable. Du fait que l'urine contient des acides nucléiques sans cellules, elle semble être une bonne source de biomarqueurs de miARN [193]. De plus, les miARN urinaires sont des biomarqueurs potentiels utiles pour la détection du cancer en raison des caractéristiques des TV [194]. Les miARN peuvent réguler diverses voies cellulaires telles que la voie MLK3 / NF-KB par miR-199a-5p [195], NGAL / MMP-9 par miR-214- 3p, c-Met / Akt / GSK-3β / Snail par miR-433 [196]. Des études ont montré que miR-199a-5p, miR-214-3p et miR-433 régulaient la transition épithélio-mésenchymateuse. Celle-ci est régulée par les miARN via la voie de signalisation c-Met / Akt / GSK-3β / Snail. Il est connu que des changements dans l'expression des miARN peuvent entraîner une expression de la régulation et des fonctions du gène dans de nombreux processus biologiques. L’expression de miARN a un rôle fonctionnel, tel que la participation à de nombreux processus physiologiques, mais aussi dans différentes voies incluses dans la pathogenèse, telles que la modulation des signaux de cancer. Les miARN peuvent réguler directement l'expression et peuvent supprimer l'expression des oncogènes. Le mécanisme de silençage important qui régule l'expression des gènes après la transcription est la liaison de l'ARNm par les miARN et la formation des complexes miARN-ARNm. En

raison de leur complémentarité avec les ARNm cibles, les miARN bloquent le processus de traduction. De plus, des découvertes récentes ont démontré que les ARN en circulation pouvaient interagir avec les miARN. La surexpression de circTCF25 pourrait diminuer l'expression de miR-103a-3p et de miR-107 chez les patients atteints de TV [197].

La majeure partie du génome humain contient une grande variété de transcrits d'ARN non-codants (ARNnc) d'une grande diversité et complexité, divisés en deux groupes, en fonction de leur taille, inférieurs ou supérieurs à 200 nucléotides. Comparés aux gènes codant pour les protéines présents dans environ 2% du génome humain, il a également été démontré que les ARNnc jouaient un rôle important dans divers processus pathologiques, y compris la carcinogenèse. La catégorie des petits ARNnc comprend entre autres les miARN, les petits ARNs interférents (siRNA= small interfering RNA) et les ARN courts promoteurs ou associés à un antisens, en plus des ARNs ribosomiques canoniques, des ARN de transfert, ainsi que d’autres, ayant fait l'objet de nombreuses recherches. Les LncRNA (long non-coding RNA) constituent une nouvelle famille d'ARN fonctionnellement actifs pouvant influencer la régulation des gènes aux niveaux transcriptionnel, post-transcriptionnel et épigénétique. Les LncRNAs, comme les ARNm, subissent une transcription et une modification post-transcriptionnelle, contrôlées à la fois par les facteurs transcriptionnels et épigénétiques. Les LncRNA manquent généralement d'un cadre de lecture ouvert, certains d'entre eux peuvent être polyadénylés et épissés et peuvent agir à la fois dans le noyau et dans le cytoplasme [198, 199].

Des études récentes de profilage d'ARNnc à haut débit ont révélé que divers ARNnc sont exprimés de manière différenciée dans les tumeurs solides et leurs tissus adjacents [200], y compris la tumeur vésicale [201, 202], ce qui indique l'importance des ARNnc spécifiques dans le développement et la progression du cancer.

De plus, l'activité fonctionnelle des ARN lnc a également été dérégulée dans divers types de cancer. La détérioration de l'activité des ARN lnc peut affecter les composants clés des réseaux de régulation des gènes cellulaires et est associée à la dérégulation d'un grand nombre de voies oncogènes cellulaires. Cependant, le mécanisme de l'activité des ARNnc reste insaisissable, même s'il a été découvert que les ARNnc sont impliqués dans des processus cellulaires fondamentaux, y compris la régulation de l'expression des gènes, modification de la chromatine, transcription et post-traduction. Il est proposé que l'activité fonctionnelle des ARNnc repose sur leur capacité à former des complexes avec des ARNm, des miARN et des protéines, en exploitant les structures secondaire et tertiaire des ARNnc [199]. Il convient de noter que les lncARN situés dans le noyau peuvent affecter la transcription de l'ARNm en raison du recrutement de protéines modificatrices épigénétiques et d'une interaction avec des facteurs de transcription. Les ARNnc cytoplasmiques sont engagés dans des modifications post-transcriptionnelles des ARNm qui conduisent à leur stabilité ou décroissance. De plus, formant des complexes avec des miARN, les lncRNA peuvent moduler l'expression des miARN et par conséquent l'expression de leurs gènes cibles [203].

Au cours des dernières années, les lncRNA ont été évalués en tant que biomarqueurs diagnostiques et pronostiques possibles et pourraient servir de cibles pour des applications thérapeutiques potentielles en matière de TV. Les preuves de plus en plus récapitulées au cours des dernières années résumées dans la présente analyse impliquent que les lncRNA exprimés de manière aberrante dans les tissus des TV peuvent être impliqués dans le développement, la progression, la récurrence et la survie du cancer.

De la même manière que les ARNm et les miARN, les lncRNA peuvent agir à la fois comme des gènes oncogènes et suppresseurs de tumeurs, en présentant des signatures spécifiques des lncARN avec une régulation à la hausse et à la baisse de leur expression, qui ont été identifiés dans les TV.

L'utilisation standard de marqueurs de TV en pratique clinique est encore peu fréquente, en raison du manque de spécificité et du coût élevé de son utilisation. Les nouveaux marqueurs moléculaires, en raison de leur potentiel de détection précoce et d'identification des lésions précurseurs, peuvent contribuer à réduire les taux de morbidité et de mortalité, ainsi que les coûts. En matière de TV, un diagnostic précoce avec un traitement individualisé sont la clé du succès. De plus, leur taux de récurrence est toujours élevé et le pronostic est sombre malgré l'efficacité de la cystectomie radicale et du traitement systémique. À mesure que la technologie de la PCR progresse et que le rôle des marqueurs dans la biologie des tumeurs est mieux compris, il semble plausible d'obtenir de meilleurs résultats thérapeutiques chez les patients atteints de cancer de vessie. L'expression du gène dans les biopsies liquides (surnageant d'urine et plasma) peut avoir un potentiel de biomarquage énorme. Les études menées jusqu'à présent démontrent la possibilité d'utiliser le test de l'ARNm pour le diagnostic de TV [204]. Dans la plupart des cas, l'analyse qRT-PCR est utilisée pour décrire le niveau d'expression d'ARNm, d'ARNmi ou d'ARNnc dans les tissus, le sang et l'urine, souvent en combinaison avec des lignées cellulaires telles que T24 et RT4, et pourrait expliquer leur fonction dans des processus biologiques.

Ainsi, l’utilisation de combinaisons de plusieurs marqueurs, notamment des marqueurs génétiques (ARNm) et épigénétiques (miARN, lncRNA), devrait permettre d’améliorer la sensibilité et la spécificité pour le diagnostic et le pronostic de la maladie. Les différentes études ont démontré que les biomarqueurs génétiques et épigénétiques sont exprimés de manière différenciée chez les patients atteints de TV. Il est important de noter qu’un panel ou un modèle peut conduire à des traitements plus efficaces du cancer de la vessie.