Reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par les facteurs de transcription: un pionnier

Étant donné que le traitement contre la récidive du cancer, les métastases et la résistance restent difficiles dans les cliniques, la mise en œuvre de la thérapie génique du cancer est restée une option florissante et exigeante qui pourrait surmonter de telles difficultés. Il est bien connu que les cellules bénignes peuvent devenir des cellules cancéreuses après une transition maligne, mais il n’est pas clair si les cellules cancéreuses peuvent être inversées génétiquement et épigénétiquement vers un phénotype bénin. La reprogrammation médiée par les facteurs de transcription est récemment apparue comme une approche in vitro pour permettre aux cellules cancéreuses de récupérer des fonctions bénignes.

Comme indiqué précédemment, la technologie iPSC, en tant qu’approche de reprogrammation sophistiquée, n’a pas seulement été exploitée pour induire une transition somatique des cellules somatiques différenciées en phase terminale à la pluripotence, mais a également été utilisée pour générer des CSCs pour la caractérisation oncogène. En outre, la technologie iPSC a également été fréquemment utilisée pour induire la reprogrammation de cellules cancéreuses en cellules pluripotentes avec un phénotype bénin. En 2009, Utikal et al. reprogrammation des mélanocytes humains et de la lignée cellulaire de mélanome de souris en IPSC avec un phénotype bénin par introduction de facteurs Yamanaka avec une efficacité allant de 0,05% à 0,1%. Les CSPI dérivées de lignées cellulaires du mélanome R545 présentent une expression endogène d’Oct4, de Klf4 et de c-Myc, une déméthylation des promoteurs Oct-4 et NANOG et une perte de tumorigénicité in vivo. Lors de l’arrêt de l’expression lentivirale inductible par la doxycycline des facteurs Yamanaka en retirant la doxycycline, les chimères de souris dérivées des cellules de mélanome reprogrammées avaient maintenu leur bénignité et ne formaient pas de tumeur visible à l’âge de 5 mois, ce qui indique que les cellules reprogrammées ont subi un processus de différenciation normal pour produire des cellules bénignes in vivo.

En 2010, Miyoshi et al. a constaté que l’expression de gènes associés à la pluripotence, tels que NANOG, l’antigène embryonnaire spécifique au stade 4 (SSEA-4), TRA-1-60 et TRA-1-81 était élevée après l’introduction de facteurs Yamanaka dans les cellules cancéreuses pancréatiques, hépatiques et colorectales. Reprogrammant la méthylation inversée de l’ADN et des histones dans des régions promotrices spécifiques pour ré-exprimer des gènes associés à la pluripotence afin que les cellules cancéreuses reprogrammées puissent développer des modèles similaires à l’ectoderme, au mésoderme et à l’endoderme. En outre, les cellules cancéreuses pluripotentes possédaient une sensibilité plus élevée à l’agent chimiothérapeutique 5-fluorouracile (5-Fu), conduisant à une signification clinique potentielle pour révoquer la chimio- / radio-résistance acquise par reprogrammation des cellules cancéreuses. De plus, les cellules cancéreuses reprogrammées ont pu se différencier en diverses lignées, y compris les cellules épithéliales, mésenchymateuses et neuronales (collectivement appelées cellules cancéreuses post-pluripotentes). Les cellules cancéreuses post pluripotentes étaient moins malignes que les cellules cancéreuses parentales in vitro et étaient exemptes de potentiel tumorigène d’après le test de formation de tumeurs chez des souris NOD/SCID. Cependant, l’efficacité de reprogrammation des cellules cancéreuses en cellules cancéreuses pluripotentes reste faible, suggérant qu’il n’y a qu’une minorité de cellules tumorales qui pourraient être reprogrammées avec succès en cellules cancéreuses pluripotentes. Des études ultérieures ont également démontré que d’autres facteurs de transcription combinatoires, tels que Lin-28 homolog (LIN28), Oct-4, SOX2 et NANOG, étaient également capables de reprogrammer l’adénocarcinome pulmonaire et le cancer gastro-intestinal en IPSC avec une tumorigénicité allégée et un potentiel métastatique. La reprogrammation médiée par les facteurs de transcription peut également être dirigée, par une variété de facteurs associés à la différenciation, pour former des cellules fonctionnelles de diverses lignées. Bien qu’une telle approche de reprogrammation soit réalisable et acceptable sur le plan éthique pour réactiver l’état post-épigénétique des cellules cancéreuses dans un état pluripotent bénin, l’efficacité et la sécurité de la reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par des facteurs de transcription restent une tâche difficile à résoudre avant qu’elle ne devienne une thérapie prometteuse pour le cancer.

Les facteurs de transcription associés à la pluripotence combinatoire ont montré des capacités prouvées à reprogrammer les cellules cancéreuses en UIPSC avec le potentiel de se différencier davantage en cellules normales. En outre, les chercheurs ont récemment découvert que des facteurs spécifiques à la lignée peuvent directement reprogrammer les cellules cancéreuses en cellules somatiques fonctionnelles en contournant le stade pluripotent, ce qui pourrait réduire le risque de transformation maligne des cellules cancéreuses pluripotentes induites.

Région de cluster de point d’arrêt (RCO) – leucémie murine d’Abelson homologue oncogène viral 1 (ABL1) + précurseur de la leucémie lymphoblastique aiguë à cellules B (LAL B) est caractérisée par un blocage de la différenciation des cellules B. Par conséquent, la reprogrammation de BCR-ABL1 + B-ALL dans les cellules non leucémiques a été considérée comme une excellente stratégie pour surmonter le blocage de la différenciation. Une étude précédente a montré que la protéine alpha de liaison CCAAT /enhancer (C / EBPa), un facteur de transcription associé au développement de l’ALL, peut induire une transition cellulaire des cellules murines de la lignée B vers les macrophages avec une efficacité d’environ 100%. Ces travaux antérieurs ont mené à l’examen de la question de savoir si le C/EBPa pourrait également être utilisé pour reprogrammer le cancer avec des lignées de cellules B en macrophages fonctionnels. En 2013, Rapino et coll. les lignées de lymphomes humains et de leucémie B ont été reprogrammées avec succès en cellules de type macrophage par introduction de C / EBPa. Selon l’analyse de plus de 20 lignées de lymphomes humains et de leucémies B, 80% des cellules pourraient être partiellement ou entièrement reprogrammées en cellules de type macrophage. Les cellules B de leucémie lymphoblastique reprogrammées ont montré moins de tumorigénicité in vitro, avec une régulation ascendante des marqueurs associés aux macrophages et une régulation descendante des marqueurs associés aux cellules B. Des expériences sur des modèles murins ont également confirmé qu’aucune tumeur ne s’était formée après l’injection de cellules leucémiques lymphoïdes infectées par C/ EBPa chez des souris immunodéficientes. Bien que la majorité des lignées cellulaires de lymphome et de leucémie analysées aient subi une reprogrammation au moins partielle ou transitoire, seules deux lignées cellulaires avec une expression endogène plus élevée de C / EBPa ont efficacement soutenu la transition cellulaire vers des cellules de type macrophage, indiquant que le taux de réussite de la reprogrammation des cellules cancéreuses dépend fortement de l’expression endogène de C / EBPa.

Des études antérieures se sont concentrées sur l’introduction d’un seul facteur de transcription nucléaire pour atténuer la tumorigénicité non seulement des tumeurs malignes associées aux lymphocytes B, mais également du carcinome hépatocellulaire (CHC). Pour reprogrammer avec succès les cellules cancéreuses en cellules ayant des fonctions normales, il est nécessaire que divers facteurs de transcription nucléaires travaillent en coopération. Il reste difficile de savoir s’il existe une formule spécifique de facteurs de transcription pouvant induire efficacement la transition cancéreuse de la malignité à la bénignité avec une efficacité et une sécurité élevées. Les progrès récents dans le séquençage de l’ARN unicellulaire ont permis aux chercheurs d’obtenir un profilage plus complet dans différentes cellules cancéreuses, et un nombre croissant de facteurs de transcription candidats ont été identifiés et caractérisés pour améliorer l’efficacité de la reprogrammation des cellules cancéreuses.

En 2014, Huang et al. a constaté qu’une combinaison de facteurs de transcription, y compris le facteur nucléaire 1 alpha des hépatocytes (HNF1A), le facteur nucléaire 3 alpha des hépatocytes (HNF3A) et la protéine de la boîte fourchue A3 (FOXA3), a joué un rôle important dans la reprogrammation des fibroblastes humains en cellules de type hépatocytaire. Puis en 2019, Cheng et al. a démontré que la combinaison de HNF1A, HNF4A et FOXA3 pouvait également induire une reprogrammation directe du CHC dans des cellules de type hépatocytaire ayant des fonctions normales, notamment la sécrétion d’albumine, la synthèse du glycogène, l’absorption des lipoprotéines de basse densité ainsi que le contrôle du métabolisme et la détoxification. Dans cette étude, l’adénovirus a été utilisé pour introduire en synergie HNF1A, HNF4A et FOXA3 dans les lignées cellulaires HCCLM3 et Huh7. Sur la base de son hépatotropisme intrinsèque, par rapport à la reprogrammation iPSC, l’infection médiée par un adénovirus a induit environ 100% de cellules HCC pour exprimer les facteurs de transcription sélectionnés, ce qui a considérablement amélioré l’efficacité de l’infection et de la reprogrammation. Les facteurs de transcription combinatoires induisent l’expression de gènes associés aux hépatocytes et des modifications morphologiques dans les lignées cellulaires HCCLM3 et Huh7, indiquant un effet simultané de HNF1A, HNF4A et FOXA3 dans la reprogrammation du CHC. Les hépatocytes reprogrammés ont montré un gain progressif des fonctions hépatocytaires et une perte des caractéristiques tumorigènes in vitro. Par exemple, les hépatocytes reprogrammés de lignées cellulaires HCCLM3 présentaient une augmentation significative de l’expression de l’albumine (ALB) et une diminution de l’expression de l’alpha-fœtoprotéine (AFP). Les résultats de l’essai de formation de colonies, de l’essai de migration et de l’essai de formation de sphéroïdes ont également indiqué que les capacités de prolifération et de migration, ainsi que le nombre de CSC hépatiques étaient diminués. Les résultats du microarray d’ADNc ont confirmé que les cellules de type hépatocytaire reprogrammées étaient génétiquement similaires aux hépatocytes humains primaires. Des modèles murins ont également montré que les cellules de type hépatocytaire reprogrammées perdaient considérablement leur tumorigénicité in vivo et étaient capables de reconstruire la structure hépatique lors de la régénération. De plus, la sous-population de la molécule d’adhésion des cellules épithéliales (EpCAM) + dans les cellules de type hépatocytaire reprogrammées a été significativement diminuée, suggérant que la reprogrammation des cellules cancéreuses via HNF1A, HNF4A et FOXA3 pourrait éliminer efficacement les CSC pour prévenir la récidive du cancer, la rechute et la résistance au CHC.

La reprogrammation par facteur de transcription est basée sur des modifications génétiques et épigénétiques via la délivrance de gènes spécifiques. Depuis Yamanaka et al. exploitée avec succès les facteurs de transcription pour reprogrammer les fibroblastes de souris et humains en IPSC, la technique de reprogrammation a été déployée dans le développement de traitements potentiels contre le cancer. Néanmoins, la controverse concernant la reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par les facteurs de transcription est restée. Plusieurs études ont montré que la reprogrammation de cellules cancéreuses en cellules pluripotentes n’entraîne pas toujours d’effets positifs. Par exemple, en raison de la présence d’oncogènes tels que c-Myc, KLF4 et SOX2, les cellules cancéreuses pluripotentes présentent des problèmes de sécurité dans l’oncogenèse en raison d’une différenciation aberrante. De plus, la reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par des facteurs de transcription présente des limites supplémentaires en termes de coût, d’efficacité d’introduction et de livraison in vivo, ce qui a entravé son potentiel en traduction clinique. L’initiation et la progression du cancer sont principalement liées à des mutations génétiques et à des alternances épigénétiques compliquées, notamment la régulation des microARN, la méthylation de l’ADN, les modifications des histones et le remodelage des chromosomes. La reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par les facteurs de transcription est fortement impliquée dans ces réseaux moléculaires complexes et le mécanisme sous-jacent reste largement inexploré.

Reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par de petites molécules: un changeur de jeu

L’avènement de la reprogrammation des cellules cancéreuses à médiation par les facteurs de transcription a fourni des résultats révolutionnaires pour prouver la faisabilité de la reprogrammation des destins cancéreux. Bien que la reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par la transcription soit largement reconnue comme une stratégie potentiellement prometteuse contre les tumeurs malignes, les problèmes d’innocuité et d’efficacité causés par les modifications transgéniques demeurent un blocage non négligeable. Les anomalies génétiques, telles que l’activation d’oncogènes ou le silençage de gènes suppresseurs de tumeurs causés par l’insertion de séquences d’ADN exogènes peuvent compromettre la traduction clinique future du traitement de reprogrammation des cellules cancéreuses. Il existe une approche alternative pour remplacer l’infection virale par la délivrance transitoire de gènes à l’aide de microparticules spécialement conçues, mais la reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par les facteurs de transcription reste risquée et techniquement difficile. Par conséquent, il existe une demande urgente pour établir des stratégies alternatives pour induire une reprogrammation efficace des cellules cancéreuses. Récemment, la reprogrammation de cellules cancéreuses médiée par de petites molécules s’est avérée capable de reprogrammer des cellules différenciées en phase terminale dans un état pluripotent. De manière plus significative, il existe également plusieurs études démontrant que l’utilisation de petites molécules pour induire la reprogrammation des cellules cancéreuses de la malignité à la bénignité peut contourner certaines des limitations de la reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par les facteurs de transcription.

La reprogrammation par petites molécules présente des avantages distincts, notamment un coût relativement faible, une technique simple, une polyvalence facilement accordable, une perméabilité et une réversibilité. Les petites molécules peuvent également servir d’excellent candidat pour réguler efficacement les processus cellulaires en ciblant directement les voies de signalisation telles que les voies Wnt, Hérisson et Hippopotame. Il est pratique de fabriquer de petites molécules et d’adapter leur débit pour induire une reprogrammation avec différentes lignées. De plus, de telles molécules peuvent être utilisées comme sondes moléculaires pour étudier les changements sous-jacents de la signalisation moléculaire lors de la reprogrammation des cellules cancéreuses, ce qui pourrait conduire à une amélioration de l’efficacité de la reprogrammation et à une réduction de l’effet hors cible. Pour que la reprogrammation des cellules cancéreuses par petites molécules réussisse, il est nécessaire d’identifier et de développer de petites molécules biochimiques pouvant aider les cellules cancéreuses à surmonter les barrières épigénétiques et les blocages dans diverses voies de signalisation cellulaire. Étant donné que l’utilisation de la reprogrammation de cellules cancéreuses à médiation par de petites molécules indépendamment pour convertir la malignité en bénignité reste difficile jusqu’à présent, il existe un nombre limité d’études dans la frontière qui s’étend.

En introduisant C/EBPa, Rapino et al. les lignées de lymphomes humains et de leucémie B ont été reprogrammées avec succès en cellules de type macrophage. La découverte conduit à un aperçu théorique de la possibilité pour les petites molécules d’exercer des effets sur la reprogrammation de la leucémie lymphoblastique. En 2015, McClellan et coll. a constaté que les cytokines induisant la différenciation myéloïde, y compris le ligand tyrosine kinase de type FMS (FLT3L), l’interleukine 7 (IL-7), l’interleukine 3 (IL-3), le facteur stimulant les colonies de granulocytes-macrophages (GM-CSF), le facteur stimulant les colonies de macrophages (MCSF) et les facteurs de transcription myéloïdes tels que C / EBPa et PU.1 pourrait efficacement reprogrammer les cellules BCR-ABL1 + B-ALL humaines primaires en cellules de type macrophage. Après une exposition de 2 semaines à des cytokines induisant la différenciation myéloïde, 53% des blastes leucémiques CD19+ / CD34+ ont augmenté de manière significative l’expression de CD14 et diminué l’expression de CD19. Les sous-populations CD14+/CD19- ont été triées et purifiées pour donner > 98% de cellules ressemblant à des macrophages avec une expression stable de CD14. Les cellules reprogrammées possédaient une morphologie semblable à celle des macrophages, des immunophénotypes de surface, un profil d’expression génique, une génération de sursaut oxydatif et une capacité phagocytaire. De plus, les cellules reprogrammées pourraient atténuer de manière significative la leucémogénicité, se manifestant par la perte de la capacité de former des xénogreffes malignes chez les modèles animaux. Les résultats pourraient conduire à une stratégie réalisable qui exploite la reprogrammation des cellules cancéreuses pour traiter BCR-ABL1 + B-ALL in vivo. Néanmoins, les résultats générés par la reprogrammation leucémique suggèrent que la reprogrammation in vivo en était à un stade préliminaire car les aberrations génétiques sous-jacentes causées par l’induction de cytokines restent inexplorées. De plus, 5 cas cliniques sur 12 présentaient une résistance à la reprogrammation du CD14+. Par conséquent, il n’est pas clair comment choisir prospectivement les patients qui bénéficieraient de la reprogrammation leucémique. D’autres recherches sont nécessaires pour surmonter ces limites avant qu’elles ne puissent devenir une stratégie thérapeutique efficace contre les tumeurs malignes associées aux lymphocytes B.

En 2019, Ishay-Ronen et al. conversion réussie de cellules cancéreuses invasives du sein en adipocytes fonctionnels pour prévenir les métastases par induction de petites molécules de transition épithélio–mésenchymateuse (EMT) et re-différenciation. L’EMT est un processus de reprogrammation bien reconnu qui peut améliorer la plasticité cellulaire. Comme montré précédemment, le processus de reprogrammation pour générer des cellules cancéreuses pluripotentes est généralement associé au potentiel de se différencier davantage en diverses lignées ayant des fonctions cellulaires normales via un facteur de transcription ou une induction de petites molécules. Ainsi, Ishay-Ronen et al. EMT induite en traitant les cellules cancéreuses du sein Py2T avec le facteur de croissance bêta (TGF-β) transformant in vitro et re-différenciant les cellules Py2T reprogrammées en adipocytes fonctionnels en utilisant de l’insuline, de la dexaméthasone, de la rosiglitazone et de la protéine morphogénétique osseuse 2 (BMP2). Les résultats ont révélé que les cellules Py2T reprogrammées pouvaient être induites à subir une adipogenèse avec un cocktail de petites molécules. Après au moins 20 jours de traitement avec du TGF-β et des facteurs induisant l’adipogenèse, les cellules Py2T reprogrammées avec des caractéristiques mésenchymateuses ont exprimé des protéines bêta C / EBPa et CCAAT/enhancer-binding (C / EBPß) significativement plus élevées, qui étaient des régulateurs de l’adipogenèse, par rapport à leurs homologues avec des caractéristiques épithéliales. La pluripotence polyvalente des cellules cancéreuses du sein reprogrammées a été confirmée par d’autres différentiations liées au mésenchyme, y compris l’ostéogenèse et la chondrogenèse, avec détection de marqueurs ostéo et chondro spécifiques tels que le facteur de transcription Sp7 (Osterix), le collagène de type II et la région Y-box 9 (SOX9) déterminant le sexe. De plus, ils ont utilisé des modèles murins MTflECad (épithélial) et MTΔCad (mésenchymateux) pour tester l’efficacité et la spécificité des processus de reprogrammation et de re-différenciation liés à l’EMT. La reprogrammation in vitro induite par le TGF-β et la reprogrammation in vivo médiée par la recombinase du Cre ont toutes deux montré qu’environ 60% des cellules cancéreuses du sein exprimaient C/EBPa+. Les résultats ont confirmé que le TGF-β jouait un rôle essentiel dans la régulation du processus de reprogrammation lié à l’EMT et des caractéristiques mésenchymateuses des cellules cancéreuses in vitro et in vivo. De plus, un traitement combinatoire avec le tramétinib et la rosiglitazone dans le modèle murin a conduit à une adipogenèse efficace in vivo des cellules cancéreuses du sein reprogrammées. Puisque le tramétinib et la rosiglitazone sont américains. Les médicaments approuvés par la Food and Drug Administration (FDA) pour induire l’EMT et l’adipogenèse, en les utilisant comme médiateurs dans la thérapie de reprogrammation des cellules cancéreuses, sont cliniquement plus réalisables que les approches utilisant d’autres médiateurs. Les avantages significatifs de cette étude ne sont pas seulement pour l’identification des petites molécules dans la régulation de la reprogrammation et de la différentiation des cellules cancéreuses du sein, mais aussi pour l’établissement d’un modèle reproductible qui peut être exploité dans l’évaluation de la reprogrammation des cellules cancéreuses dans de nombreux autres types de cancer avec différentes lignées. L’élimination des cellules cancéreuses mésenchymateuses invasives par un traitement de reprogrammation des cellules cancéreuses à médiation par de petites molécules peut traiter la chimio- / radiorésistance acquise et les métastases cancéreuses, mais la spécificité du traitement par trametinib plus rosiglitazone et la prévention des effets secondaires devraient être étudiées plus en détail dans des études ultérieures.

Comme indiqué, lors de la reprogrammation des cellules cancéreuses, l’apoptose cellulaire ne semble pas affectée par les petites molécules, tout comme la prolifération cellulaire. Par exemple, le temps de la phase G0 / G1 est prolongé et les gènes favorisant le cycle cellulaire sont supprimés, ce qui indique que l’amélioration de la bénignité s’est produite. La reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par de petites molécules fournit une approche non virale et non intégrée pour induire la transition des cellules cancéreuses aux cellules bénignes. Comme l’une des stratégies potentielles, une telle approche de reprogrammation est très prometteuse pour supprimer efficacement le développement et la rechute de diverses tumeurs malignes.

Jusqu’à présent, les progrès de la reprogrammation des cellules cancéreuses sont confrontés à de nombreux défis. Premièrement, certains types de cancer (tels que le carcinome nasopharyngé) comprennent une grande sous-population de cellules cancéreuses indifférenciées, ce qui rend ces cellules cancéreuses difficiles à reprogrammer en cellules bénignes en raison de l’hétérogénéité tumorale in situ. La reprogrammation directe pourrait être une approche potentiellement réalisable qui peut être appliquée à ces types de cancers, mais il n’y a pas eu de preuves prometteuses jusqu’à présent. Deuxièmement, il existe de nombreuses petites molécules qui peuvent servir d’excellents candidats à la reprogrammation des cellules cancéreuses in vitro, mais seules quelques-unes d’entre elles ont été officiellement approuvées par les États-Unis. FDA, puisque chaque petit médicament moléculaire doit être strictement examiné en fonction de ses avantages et de ses risques potentiels pour les patients visés. Les recherches futures devraient se concentrer sur le développement d’une reprogrammation des cellules cancéreuses médiée par des agents pharmacologiques afin de minimiser les problèmes de sécurité et d’efficacité. De plus, les fonctions des petites molécules biochimiques ne sont pas suffisamment spécifiques, ce qui suggère que des effets hors cible potentiels peuvent parfois se produire lors de la reprogrammation. De plus, le dosage des petites molécules pour induire la reprogrammation et la différenciation des cellules cancéreuses in vivo doit être soigneusement examiné afin d’éviter des événements indésirables potentiellement préjudiciables chez les patients. Par conséquent, il est urgent de déchiffrer précisément les mécanismes moléculaires de la reprogrammation des cellules cancéreuses pour atténuer les effets secondaires. Il juge nécessaire d’utiliser une méthode d’administration efficace pour reprogrammer les petites molécules associées, car de nombreux échecs de traitement ne résultent pas de l’inefficacité des médicaments eux-mêmes, mais de l’inefficacité de l’administration des médicaments.

Reprogrammation des microarns et des cellules cancéreuses médiées par des exosomes: alternatives émergentes

Il a été rapporté que les microARNs, y compris miRNA302s, miRNA200c, miRNA369, miRNA34a et miRNA30b, sont cruciaux pour améliorer l’expression des gènes associés à la pluripotence. Les microarn ont été considérés comme des biomarqueurs et des sondes moléculaires utiles pour cibler des types cellulaires spécifiques et pour manipuler la reprogrammation cellulaire. Cependant, réguler précisément et efficacement la transition cellulaire pour traiter les tumeurs malignes en exploitant les microARN reste difficile jusqu’à présent.

Lin et coll. tout d’abord montré que les cellules cancéreuses de la peau humaine pouvaient être reprogrammées en IPSC en utilisant des microARN-302, qui sont abondamment exprimés dans les CES humaines mais disparaissent rapidement après différenciation. Il a été rapporté que les cellules cancéreuses pluripotentes avec transfection de microARN-302s présentent une tumorigénicité réduite, une déméthylation génomique et des expressions élevées de SSEA-3/4, SOX2, NANOG et Oct-3/4. Comme la taille du microARN-302s n’était que d’environ 1 kb, l’efficacité de la transfection a atteint > 99% d’après les analyses de cytométrie en flux, ce qui suggère que la taille d’un facteur exogène a joué un rôle important dans l’efficacité de la transfection. Cependant, seulement 2% à 5% des cellules cancéreuses ont été reprogrammées avec succès en cellules pluripotentes de type ES. L’analyse de l’expression génique a révélé que les cellules pluripotentes de type ES présentaient une similitude de plus de 86% avec les lignées cellulaires ES humaines H1 et H9. Dans des milieux induisant une différenciation spécifique à la lignée, les cellules de type ES dérivées du cancer se sont différenciées en cellules bénignes, y compris les neurones, les chondrocytes et les fibroblastes. Il a également été démontré que la famille des MicroRNA-200 améliore l’EMT en ciblant l’axe de l’homéobox 1 (ZEB1), qui est connu pour inhiber le gène suppresseur de tumeur E-cadhérine. Dans les cellules cancéreuses du côlon humain, des membres appartenant à la famille des microRNA34 ont été prouvés comme de nouvelles cibles de transcription du gène suppresseur de tumeur p53.

Les exosomes ont la capacité d’abriter des composants imitant la constitution du microenvironnement embryonnaire. Les facteurs de reprogrammation liés à l’ESC sont enfermés dans des exosomes humains dérivés de l’ESC et peuvent être administrés aux cellules cancéreuses pour induire la transition de la malignité à la bénignité. En 2017, Zhou et al. a démontré que les exosomes humains dérivés de l’ESC pouvaient inhiber la prolifération du cancer in vitro et atténuer la tumorigénicité in vivo. Lorsque les lignées de cellules cancéreuses Colo-320 et MCF-7 ont été cultivées dans un milieu conditionné par l’ESC, elles ont montré une ré-expression de marqueurs associés à la pluripotence, y compris Oct-4, NANOG et SOX2 et une réduction de la tumorigénicité in vitro, indiquant le succès de la reprogrammation de la malignité en bénignité. Environ 90% des cellules cancéreuses du sein ont perdu l’expression de la vimentine après exposition à un milieu conditionné par l’ESC, alors que l’efficacité de reprogrammation des cellules cancéreuses colorectales n’a pas été déterminée. Les résultats suggèrent que les exosomes pourraient supprimer l’oncogenèse en favorisant les niveaux d’expression des marqueurs critiques associés à la pluripotence. Après cela, les cellules cancéreuses pourraient revenir à un statut pluripotent et restaurer des voies de différenciation bénignes. Cependant, les cellules de type ES dérivées du cancer n’étaient pas exemptes de formation tumorale in vivo, et une réduction de la taille de la tumeur de 60% a été observée avec des cellules cancéreuses traitées avec des exosomes dérivés de CES. Le milieu conditionnel contenant des exosomes a inhibé la prolifération du cancer en prolongeant le temps dans la phase G1, tandis qu’en abaissant le temps dans les phases S et G2/M. Zhou et coll. on a également constaté que le niveau d’expression de la cycline D1 était réduit pour maintenir l’hypophosphorylation du rétinoblastome après traitement du milieu conditionné, entraînant une inhibition de la transition de phase G1 / S. De plus, la phosphorylation au résidu sérine 10 dans l’histone H3, comme l’une des modifications épigénétiques vitales pendant la phase G2, a été significativement réduite. Conformément aux résultats précédents, diverses substances issues du microenvironnement embryonnaire humain ont le potentiel d’inhiber la progression du cancer et d’atténuer la tumorigénicité in vivo.