Analyse moléculaire de l'expression de certains gènes affectés par le butyrate de sodium dans la lignée cellulaire Caco-2

Abstract

Le butyrate de sodium induit l'hyperacétylation des histones, bloque la synthèse d'ADN et altère la morphologie, le taux de croissance, et les activités enzymatiques des cellules en culture. Nous avons utilisé le butyrate de sodium (NaBu) pour modifier le programme de différenciation de cellules dérivées d'un adénocarcinome de colon humain (la lignée Caco-2) qui se différencient spontanément en entérocytes en culture. Dans le but de comprendre les effets du NaBu sur la prolifération et la différenciation au niveau moléculaire, nous avons analysé l'expression des proto-oncogènes c-myc et c-fos, et l'activité enzymatique de la sucrase isomaltase et de la phosphatase alcaline, enzymes de la bordure en brosse. Le traitement au NaBu arrête la synthèse d'ADN et réduit les niveaux des ARN messagers de myc après 1 heure. La réduction des niveaux d'ARNm de myc est inversée par un inhibiteur de la synthèse protéique. La régulation de l'expression de myc par le NaBu est post-transcriptionnelle, telle que montrée par l'analyse du "run-on", et n'affecte pas la quantité d'une protéine de 32 KD, liant une région riche en AU impliquée dans la dégradation des ARNm de myc. Ces résultats suggèrent que le NaBu induit une protéine impliquée dans la dégradation spécifique des ARNm de myc. Les niveaux d'ARNm de c-fos sont induits par le NaBu après 30 min. Bien que c-fos soit induit au niveau transcriptionnel tardivement, tel que montré par "runon", son expression nécessite principalement une stabilisation post-transcriptionnelle. Dans le but de définir la région du promoteur de c-fos impliquée dans l'activation transcriptionnelle induite par le NaBu, nous avons utilisé une série de mutants de délétion du promoteur fos et examiné l'activité chloramphénicol acétyl-transférase après transfection transitoire. Nos résultats montrent que le site de liaison ATF (cyclic AMP responsive element ou CRE) situé entre -63 et -54 du site d'initiation de transcription est la cible principale de l'expression de c-fos induite par le NaBu. De plus, la technique de gel à retardation montre une augmentation d'activité de liaison au site CRE dans les cellules traitées au NaBu. Ces résultats montrent que le NaBu peut activer des facteurs de transcription spécifiques. Nous avons par ailleurs montré que le NaBu réduit l'expression d'un marqueur spécifique de la différenciation entérocytaire, la sucraseisomaltase (SI), telle que montré par Northern et par immunofluorescence indirecte utilisant un anticorps dirigé contre la SI. Cependant, la phosphatase alcaline intestinale est induite. De plus, le NaBu altère la différenciation morphologique (absence de bordure en brosse et de morphologie cylindrique). Ainsi, le NaBu altère la croissance et la différenciation des cellules Caco-2.