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Theses Year : 2021

Study of the biliary microbiota associated with cholangiocarcinomas (CCA) and characterization of the mechanisms involved

Etude de microbiote biliaire associé aux cholangiocarcinomes (CCA) et caractérisation des mécanismes impliqués

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Abstract

Cancer is the leading cause of death in France. Cholangiocarcinomas (CCAs) orcancers of the bile ducts represent 3% of all digestive cancers. Intrahepatic CCAs, with 10 to 20% of the total, are the second most common primary malignant tumor of the liver after hepatocarcinoma. Bile is a biologically sterile fluid, synthesized in the liver, housed in the gallbladder and released into the duodenum after food intake.Microbial populations in different parts of the mammalian gastrointestinal tract (stomach, small intestine, colon, stool) have been studied. Changes in the human microbiota have been associated with the development of colorectal, pancreatic and lung cancer. In most of the series studied, the mechanism linking the microbiota tocarcinogenesis seems to be of epigenetic type. Biliary carcinogenesis is poorly understood, with genetic characteristics of individuals and environmental factors playing a major role. The characterization of the biliary microbiota has only been approached in a fragmentary way until now.We characterized the biliary microbiota in patients with extrahepatic ACC and in control subjects without tumors. Bile samples were collected by ERCP endoscopic retrograde pancreatic cholangiography from 28 sporadic patients CCA and 47 control subjects (gallstone carriers).Bile was subjected to bacterial DNA extractions as well as human genome methylation characterization using bacteria 16S ribosomal RNA sequencing and methylation arrays (Illumina). In addition, gene methylation profiles were characterized in tissue samples of pancreatic adenocarcinoma and CCAs.We were able to show a biliary dysbiosis associated with CCAs, identified a signaturenepigenetic linked to CCAs and distinguished its specificity versus that of peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Two candidate genes were selected by methylation microarray analysis and their expression was then studied by immunohistochemistry (IHC) in tumor tissues of intra- and extrahepatic CCAs and pancreatic adenocarcinoma. We concluded on a possible relationship between biliary dysbiosis and the expression level of the two genes through the phenomenon of dysmethylation. These results could have a diagnostic impact and become therapeutic targets.
Le cancer est la première cause de mortalité en France. Les Cholangiocarcinomes (CCAs) ou cancers des voies biliaires représentent 3% de l’ensemble des cancers digestifs. Le CCA intrahépatique avec 10 à 20 % de l’ensemble, est derrière l’hépatocarcinome, la deuxième tumeur primitive maligne du foie. La bile est un fluide stérile biologique, synthétisé dans le foie, hébergé dans la vésicule biliaire et libéré dans le duodénum après la prise alimentaire. Les populations microbiennes des différentes parties du tractus gastro-intestinal des mammifères (estomac, intestin grêle, colon, selles) ont été étudiées. Des changements dans le microbiote humain ont été associés au développement de cancer colorectal, du pancréas et du poumon. Dans la plupart des séries étudiées le mécanisme reliant le microbiote à la carcinogenèse semble être de type épigénétique. La carcinogenèse biliaire est mal connue, les caractéristiques génétiques des individus et les facteurs environnementaux y jouent un rôle prépondérant. La caractérisation du microbiote biliaire n’a été abordée que de façon fragmentaire jusqu’à présent. Nous avons caractérisé le microbiote biliaire chez des patients atteints du CCA extra-hépatique et chez des sujets témoins sans tumeurs. Des échantillons de biles ont été prélevés par la Cholangiographie pancréatique rétrograde par voie endoscopique CPRE chez 28 patients atteints de CCA sporadiques et 47 sujets témoins (porteurs de calculs biliaires).La bile a été soumise aux extractions d’ADN bactérien ainsi qu’à la caractérisation de méthylation du génome humain grâce aux séquençage d’ARN16s bactérien et des puces de méthylation (Illumina). De plus, les profils de méthylation des gènes ont été caractérisés dans des échantillons tissulaires d’adénocarcinomes pancréatique et de CCAs.Nous avons pu montrer une dysbiose biliaire associées aux CCAs, identifié une signature népigénétique liée aux CCAs dont nous avons distingué la spécificité versus celle des cellules mononuclées du sang périphérique (PBMC). Deux gènes candidats ont ainsi été sélectionnés à l’issu d’analyses de puces des méthylations et leurs expressions ont été ensuite étudiées par la technique d’immunohistochimie (IHC) dans les tissus tumoraux de CCAs intra- et extra-hépatiques et d’adénocarcinome pancréatique. Nous avons conclu sur une possible relation entre la dysbiose biliaire et le niveau d’expression des deux gènes par le phénomène de dysméthylation. Ces résultats pourraient avoir un impact diagnostique et devenir des cibles thérapeutiques.
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Cite

Massa Saab. Etude de microbiote biliaire associé aux cholangiocarcinomes (CCA) et caractérisation des mécanismes impliqués. Médecine humaine et pathologie. Université Paris-Est, 2021. Français. ⟨NNT : 2021PESC0053⟩. ⟨tel-03667959⟩

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