Le cancer gastrique est un lourd fardeau dans le domaine de la santé publique mondiale. Selon les Statistiques mondiales sur le cancer 2020, publiées par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC), le cancer de l’estomac est le cinquième cancer le plus diagnostiqué et la quatrième cause de décès lié au cancer. À l’échelle mondiale, l’incidence du taux normalisé selon l’âge en Asie de l’Est est la plus élevée chez les hommes et les femmes1. L’apparition du cancer gastrique est insidieuse, ce qui signifie que les patients ne présentent souvent aucun symptôme évident et spécifique à un stade précoce. Parmi tous les patients atteints d’un cancer gastrique, dans les pays où le dépistage n’est pas systématique, 80 à 90 % des patients sont soit diagnostiqués à un stade avancé, lorsque la tumeur ne peut pas être opérée, soit récidivants dans les 5 ans suivant l’opération2.
Pour le cancer gastrique avancé ou métastatique, la chimiothérapie est le traitement principal, ce qui peut améliorer le taux de survie et la qualité de vie des patients. Pour le traitement initial des patients atteints d’un cancer gastrique métastatique, un régime à base de platine-fluoropyrimidine est le principal choix pour un régime chimiothérapeutique de première intention3. La fluoropyrimidine comprend principalement le 5-fluorouracile (5-FU) et les dérivés oraux de la fluoropyrimidine, tels que la capécitabine et le tegafur. La principale cible du 5-FU est les enzymes liées au métabolisme des folates, qui inhibent la synthèse de l’ADN et ralentissent la croissance du tissu tumoral. Les effets indésirables des médicaments limitent leur utilité, la diarrhée, la mucite, la myélosuppression et le syndrome main-pied étant parmi les effets secondaires les plus fréquents. Il a été rapporté que la réponse thérapeutique et les effets indésirables des médicaments sont étroitement liés à des facteurs de la voie métabolique du folate. Notamment, la mutation homozygote de rs1801131 a été identifiée comme un indicateur du syndrome main-pied (p = 4,1 x 10-6, OR = 9,99, IC à 95 % : 3,84-27,8)4. Bien que les fluoropyrimidines soient largement utilisées dans la chimiothérapie anticancéreuse, leur chimiorésistance est une urgence courante, entraînant un échec thérapeutique dans le traitement du cancer gastrique. Par exemple, le taux de réponse global n’est que de 10 % à 15 % chez les patients atteints d’un cancer colorectal avancé traités avec seulement5-FU. De plus, les fluoropyrimidines ont une toxicité qui ne peut être ignorée. Les réactions toxiques induites par le 5-FU comprennent principalement la diarrhée, le syndrome main-pied, la stomatite, la neutropénie, la thrombocytopénie, la neurotoxicité et même la mort6. Une toxicité sévère liée au traitement se produit chez 10 à 30 % des patients traités par les fluoropyrimidines, et une toxicité mortelle se produit chez 0,5 à 1 % de ces patients7.
Une étude sur la qualité de vie de patients atteints d’un cancer gastrique avancé a révélé que le taux de réponse était inférieur à 50 % chez ceux qui ont reçu une chimiothérapie à base de 5-FU8. Par conséquent, il est particulièrement important de comprendre les facteurs liés à la sensibilité de la chimiothérapie à base de 5-FU pour un traitement précis afin de maximiser le taux de réponse et l’efficacité tout en minimisant la toxicité. Étant donné que le 5-FU est étroitement lié au métabolisme du folate, les variantes génétiques des enzymes dans la voie métabolique du folate peuvent être l’un des facteurs. Environ 90 % de la variation de la séquence humaine est attribuée à des mutations d’une seule base dans l’ADN, connues sous le nom de polymorphismes nucléotidiques simples (SNP)9. Lorsque les SNP modifient les propriétés enzymatiques du métabolisme de l’acide folique, cela peut entraîner des différences individuelles en termes d’efficacité, de toxicité et de chimiorésistance au fluorouracile chez les patients atteints de cancer gastrique.
La méthylènetétrahydrofolate réductase (MTHFR) est principalement utilisée pour convertir le 5,10-méthylènetétrahydrofolate (5,10-MTHF) en 5-méthyltétrahydrofolate. Le 5-FdUMP, un métabolite du 5-FU, forme un ternaire inactif avec le 5,10-MTHF et la thymidylate synthase (TS), inhibant l’activité du TS et entraînant une carence en dTMP10. L’accumulation de 5,10-MTHF peut renforcer l’effet inhibiteur du 5-FU sur le TS, qui est corrélé avec l’activité du MTHFR. MTHFR rs1801131 et rs1801133 sont les polymorphismes les plus courants, qui sont liés à une activité enzymatique plus faible (une diminution de 75% pour rs1801133 et de 30% pour rs181131) et à l’accumulation de 5,10-MTHF11.
La dihydrofolate réductase (DHFR) est l’enzyme clé du métabolisme du folate et de la synthèse de l’ADN. Le DHFR réduit le dihydrofolate, à l’aide du NADPH, en tétrahydrofolate (THF) qui est utilisé pour transporter l’unité à un carbone. Les SNP du DHFR peuvent affecter son expression, modifier l’activité et l’abondance du THF, et affecter davantage le métabolisme du folate et la sensibilité au 5-FU. La mutation ponctuelle DHFR rs1650697 se produit dans le principal promoteur du gène DHFR , ce qui augmente l’expression de DHFR12. Une étude a révélé que rs442767 est associé à l’efficacité et à la toxicité des médicaments antitumoraux antifolates, tels que le pemetrexed et le méthotrexate. En ce qui concerne le SNP rs442767, un génotype GT signifie l’hérédité d’un allèle G et d’un allèle T au même locus sur les chromosomes homologues de chaque parent. De même, les génotypes GG et TT désignent l’hérédité de deux allèles G ou de deux allèles T, en conséquence. Par rapport au génotype GT+TT, le GG est lié à une diminution de la survie sans événement et à une augmentation du risque13. Cela suggère que rs442767 peut avoir une certaine influence potentielle sur le 5-FU.
La méthionine synthase (MTR) catalyse la reméthylation de l’homocystéine en méthionine, qui joue un rôle important dans le métabolisme du folate. MTR rs1805087 est le polymorphisme le plus courant du gène MTR . MTR rs1805087 substitue la glycine à l’acide aspartique sur le site potentiellement fonctionnel de la protéine, ce qui peut diminuer l’activité de MTR. Les sujets avec l’allèle G avaient une augmentation du taux plasmatique de folate et une diminution du taux plasmatique d’homocystéine14. Au contraire, une étude a montré que rs1805087 n’a pas d’association statistiquement significative avec l’efficacité du 5-FU. Mais cette étude s’est concentrée sur le cancer colorectal et la taille de l’échantillon était petite. La relation entre rs1805087 et l’efficacité du 5-FU chez les patients atteints de cancer gastrique reste à explorer15.
La gamma-glutamyl hydrolase (GGH) est une enzyme lysosomale qui régule les concentrations intracellulaires de folate. L’acide ptéroylglutamique est le synonyme de l’acide folique qui est composé de ptérine, d’acide p-aminométhylbenzoïque et d’acide glutamique. Il existe deux formes d’acide folique dans les organismes, le folate monoglutamate et le folate polyglutamé. Le polyglutamate de THF est converti enzymatiquement en folate monoglutamique par la GGH, libérant successivement soit du mono-glutamate (mono-Glu), soit du di-glutamate (di-Glu)16. Une étude sur l’expression de la GGH chez des patients atteints d’un cancer gastrique localement avancé a montré qu’une expression élevée de la GGH pouvait réduire le 5,10-MTHF et le TS, ce qui signifie que seule une petite dose de 5-FU est nécessaire pour obtenir l’effet inhibiteur du TS chez ces patients17. La GG est un biomarqueur pronostique chez les patients atteints d’un cancer gastrique localement avancé traités par chimiothérapie adjuvante postopératoire à base de S-1, un promédicament de la 5-FU, et joue un rôle important dans le maintien de l’homéostasie intracellulaire de l’acide folique18. GGH rs11545078 est une variante faux-sens et modifie Thr-127 en Ile-127. Une étude portant sur la spécificité du substrat de la GGH suggère que le rs11545078, par rapport au type sauvage, entraîne un Km plus élevé et une efficacité catalytique plus faible pour le méthotrexate et que la structure est similaire à celle de l’acide folique19. Ensemble, l’exploration de la relation entre rs11545078 et les résultats cliniques du 5-FU est une stratégie prometteuse pour comprendre la résistance aux médicaments.
La famille des porteurs de solutés 19 membre 1 (SLC19A1), également appelée transporteur de folate réduit, est une protéine transmembranaire facilitatrice typique qui importe des folates réduits que les cellules de mammifères n’ont pas la capacité de synthétiser de novo, ce qui est reconnu pour estimer la réponse de la tumeur au 5-FU20. Cependant, seules quelques études ont été réalisées concernant l’association entre le 5-FU et le polymorphisme SLC19A1 21. Chez les patients atteints d’un cancer du poumon non à petites cellules recevant du pemetrexed, un analogue du folate, le rs1051298 sur le gène SLC19A1 a contribué à augmenter le risque de toute réaction indésirable au médicament et à diminuer la survie globale22,23. SLC19A1 rs1051298, une variante de la région 3' non traduite sur le métabolisme de l’acide folique, peut aider à expliquer certaines des différences individuelles concernant le traitement par 5-FU. Ici, l’objectif est d’évaluer l’association entre rs1051298 et la résistance au 5-FU chez les patients atteints d’un cancer gastrique.
Un kit, basé sur le séquençage à semi-conducteurs, est utilisé pour la détection qualitative de gènes in vitro (Figure 1), qui peut détecter 7 SNP sélectionnés dans 5 gènes, les mutations rs1801131 et rs1801133 du gène MTHFR , les mutations rs1650697 et rs442767 du gène DHFR , la mutation rs1805087 du gène MTR , la mutation rs11545078 du gène GGH et rs1051298 du SLC19A1 gène dans des échantillons de tissus tumoraux de patients atteints de cancer gastrique. Tout d’abord, l’acide nucléique de l’échantillon a été extrait et le fragment cible a été spécifiquement amplifié par PCR. Un adaptateur de séquençage universel a été ajouté aux deux extrémités du fragment d’ADN pour construire une banque qui peut être utilisée pour le séquençage. Ensuite, l’amplification de la bibliothèque de séquençage par PCR pour former un modèle de séquençage a été effectuée. Le modèle positif a été enrichi pour répondre aux exigences de séquençage. À l’aide du système de séquençage des semi-conducteurs, en fixant le brin d’ADN dans le minuscule trou de la puce semi-conductrice. L’ADN polymérase prend l’ADN simple brin comme matrice et synthétise le brin d’ADN complémentaire selon le principe de l’appariement des bases complémentaires. Chaque fois qu’une base est étendue dans une chaîne d’ADN, un proton sera libéré, provoquant des changements locaux de pH. Un capteur ionique détecte les changements de pH et convertit les signaux chimiques en signaux numériques, de sorte que les bases peuvent être interprétées en temps réel, et enfin la séquence de bases de chaque segment d’ADN peut être obtenue. L’analyse bioinformatique a permis de faire correspondre ces séquences à la carte de référence du génome humain. Lorsque les gènes liés au cancer gastrique mutent, leurs séquences de base d’ADN correspondantes changent, afin d’obtenir l’information sur la mutation des gènes apparentés.
Le résultat peut afficher l’état de la mutation génétique et fournir une référence aux cliniciens pour sélectionner les types et les doses appropriés de médicaments de chimiothérapie et prédire la résistance aux médicaments pour les patients atteints de cancer gastrique. Cependant, les résultats des tests ne sont fournis qu’à titre de référence clinique et ne sont pas recommandés comme seule base pour le traitement individualisé des patients. Les cliniciens doivent porter un jugement complet en fonction de l’état du patient, des indications médicamenteuses, des réactions au traitement et d’autres indicateurs des tests de laboratoire.