Vitamine D et prévention du cancer colorectal associé à la

Université de Montréal
Vitamine D et prévention du cancer colorectal associé à la colite ulcéreuse :
modèles murins
Ihsan Elimrani
Département de biochimie et médecine moléculaire
Faculté de médecine
Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures
en vue de l'obtention du grade de Maîtrise
en Science (M.Sc) en Biochimie
option Génétique Moléculaire
Mars, 2016
© Ihsan Elimrani, 2016

i
Université de Montréal
Faculté des études supérieures et postdoctorales
Ce mémoire intitulé :
Vitamine D et prévention du cancer colorectal associé à la colite ulcéreuse :
modèles murins
Présenté par :
Ihsan Elimrani
A été évalué par un jury composé des personnes suivantes :
Nikolaus Heveker, président-rapporteur
Pierre Haddad, membre du jury
Edgard Delvin, directeur de recherche
Ernest Seidman, codirecteur de recherche

ii
Résumé
Les patients atteints de maladies inflammatoires de l'intestin (MII) ont un risque accru
de développer un cancer colorectal dû aux lésions épithéliales secondaires à l’inflammation
chronique. La vitamine D (vD) régule NOD2, gène impliqué dans la réponse inflammatoire et
dans la susceptibilité aux MII, et induit son expression dans les monocytes et dans l’épithélium
intestinal. Dans ce projet, nous avons d’abord induit le cancer colorectal associé à la colite
ulcéreuse (CAC) en administrant un traitement combiné d’azoxyméthane (AOM) et de dextran
de sulfate de sodium (DSS) aux souris C57BL/6J. Par la suite, nous avons étudié l'effet d’une
carence en vD3 sur le développement du CAC et évalué la capacité préventive d’une
supplémentation en vD3 sur la tumorigenèse, et vérifié si cet effet est médié par NOD2, en
utilisant les souris Nod2-/-. Les C57BL/6J et les Nod2-/-, ayant reçu une diète déficiente en vD3,
étaient moins résistantes au CAC par rapport aux souris supplémentées. Le pourcentage de
perte de poids, l’indice d’activation de la maladie (DAI), le taux de mortalité et le poids relatif
du côlon (mg/cm) chez les souris déficientes en vD3 étaient plus élevés en comparaison avec
celles supplémentées en vD3. Une augmentation du score d'inflammation et de la multiplicité
tumorale corrélait avec une expression accentuée de l’Il6 dans les colonocytes des souris
déficientes en vD3. La vD3 régulait l’expression génétique de Cyp24, Vdr et de gènes pro-
inflammatoires chez les C57BL/6, comme chez les Nod2-/-. En conclusion, la supplémentation
en vD3 peut prévenir le développement du CAC indépendamment de NOD2.
Mots-clés : Vitamine D, 25-hydroxyvitamine D3, maladies inflammatoires de l’intestin, colite
ulcéreuse, cancer colorectal, NOD2, murin, AOM/DSS

iii
Abstract
Patients with inflammatory bowel disease (IBD) have an increased risk of developing
colorectal cancer due to continuing epithelial cell injury from the chronic inflammatory process.
Vitamin D (vD) regulates NOD2, a gene involved in the inflammatory response and in IBD
susceptibility, and induces its expression in monocytes and intestinal epithelial cells. In this
project, we first established an azoxymethane (AOM)/dextran sodium sulfate (DSS) murine
model of colitis-associated colorectal cancer (CAC) using C57Bl/6J. We then investigated the
effect of vD3 deficiency on CAC development, and evaluated the ability of vD3 supplementation
to prevent tumorigenesis. Lastly, we assessed whether the preventive benefits of vD3 on colon
carcinogenesis are mediated via NOD2 using Nod2 knockout mice (Nod2-/-). vD3 deficient
C57Bl/6J and Nod2-/- mice displayed increased severity of AOM/DSS-induced CAC compared
to mice given vD3 supplemented diets. In vD3 deficient mice, body weight loss, Disease Activity
Index (DAI), mortality rate and the colon weight/length ratio were higher compared to vD3-
supplemented mice. An increased inflammation score was observed in the mucosa of vD3
deficient mice along with augmentation in the expression level of IL-6. Higher tumour multiplicity
was also observed in vD3 deficient groups compared to vD3-supplemented groups. In both
C57Bl/6J and Nod2-/- mice, vD3 regulated Cyp24, Vdr and pro-inflammatory genes. In
conclusion, vD3 supplementation can prevent CAC independently of NOD2.
Keywords: Vitamin D, 25-hydroxyvitamin D3, inflammatory bowel disease, ulcerative colitis,
colorectal cancer, NOD2, murine, AOM/DSS

iv
Table des matières
Résumé .................................................................................................................................. ii
Abstract .................................................................................................................................. iii
Liste des tableaux ................................................................................................................. vii
Liste des figures ................................................................................................................... viii
Liste des abréviations ............................................................................................................ ix
Remerciements .................................................................................................................... xiv
1. Introduction ................................................................................................................... 16
1.1 Cancer colorectal ................................................................................................... 16
1.1.1 Généralités ........................................................................................................ 16
1.1.2 Carcinogenèse colorectale................................................................................. 17
1.1.2.1 Prédispositions génétiques et cancer sporadique .......................................... 17
1.1.2.2. Altérations épigénétiques .............................................................................. 19
1.2 Inflammation chronique et cancer colorectal .......................................................... 19
1.2.1 La réponse inflammatoire................................................................................... 20
1.2.2 Le cancer colorectal associé à la colite ulcéreuse .............................................. 21
1.2.3 Le microbiote et la cancérogenèse du CAC ....................................................... 26
1.2.3.1 « Pattern Recognition Receptor » (PRRs) ...................................................... 27
1.3 Vitamine D ............................................................................................................. 35
1.3.1 Métabolisme global ............................................................................................ 36
1.3.2 Vitamine D et inflammation chronique ................................................................ 38
1.3.3 Vitamine D et cancer colorectal.......................................................................... 41
1.4 Modèle murin du cancer associé à la colite............................................................ 42
1.5 Hypothèses et objectifs du projet ........................................................................... 44