Introduction :
Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est le troisième cancer le plus meurtrier au monde. Le ratio prolifération/différentiation cellulaire définit les deux classes majeures de CHCs. D’un côté, les CHCs prolifératifs : pauvre différenciation cellulaire et architecturale et mauvais pronostic. A l’opposé, les CHC non prolifératifs : pronostic moins sombre, bien à modérément différenciés. Le but de ce travail est de modéliser in vitro les modifications d’histones liées à l’hétérogénéité des CHCs.

Patients et méthodes / ou matériel et méthodes :
La lignée de cellules humaines HepaRG permet une modélisation de l’hétérogénéité des CHCs. Ensemencées à faible densité, elles ont un phénotype de cellules hépatiques progénitrices. Après 30 jours, elles développent une morphologie, un programme transcriptomique et des fonctions métaboliques typiques des hépatocytes adultes normaux. Nous avons étudié les modifications d’histones H3K4me1, H3K27ac, H3K4me3 et H3K27me3 sur le génome entier des cellules HepaRG par immunoprécipitation de la chromatine suivie de séquençage de l’ADN (ChIPseq). Les données ont été validées par transcriptomique sur la même lignée, sur 3 bases regroupant 1750 CHCs humains, 3 modèles de développement du foie chez la souris, ainsi que sur des données de ChIPseq de 2 CHCs et leurs foies non-tumoraux correspondants.

Résultats :
L’analyse des sites d’occupation de la chromatine par les 4 modifications d’histones sur le génome humain a montré des différences importantes entre cellules progénitrices et différenciées dans les régions promotrices et enhancer. Dans les cellules HepaRG différenciées, les associations d’histones activatrices impactaient notamment l’ADN d’une signature de 8 gènes identifiant la sous-classe péri-portale de CHCs bien différenciés, confirmé par une expression accrue de leurs ARNm. Au niveau pangénomique, dans les cellules HepaRG différenciées, les associations d’histones activatrices affectaient des profils métaboliques typiques du foie normal et des CHCs différenciés, tandis que les associations inhibitrices affectaient des fonctions métaboliques oncofœtales, typiques des CHCs pauvrement différenciées. Des signatures ARNm reflétant les marques d’histones sur les cellules HepaRG différenciées et progénitrices ont été retrouvés dans 3 bases transcriptomiques regroupant 1750 CHC humains (GSE14520 ; 1133_HCC ; TCGA), ainsi que dans 3 expériences indépendantes de cinétique du développement hépatique chez la souris. Enfin, il y avait 35% – 46% de gènes affectés en commun entre les données de ChIPseq de couples tumeur/non tumeur de 2 CHCs humains et celles des cellules HepaRG.

Conclusion :
Les modifications d’histones ciblent, dans le modèle HepaRG de CHCs différenciés, des fonctions métaboliques typiques du foie adulte normal et, dans les cellules progénitrices, un métabolisme oncofœtal, typique des CHCs pauvrement différenciés. Ainsi, la plasticité phénotypique des cellules HepaRG est un modèle de la diversité des régulations épigénétiques liées à l’hétérogénéité des CHCs.

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflit d’intérêt

Remerciements :
Financement : Inserm, Univ Rennes, INCa subvention numéro 12688; Ligue Nationale Contre le Cancer, Comités d’Ille-et-Vilaine et Vendée.
Les auteurs remercient Kathrin Kattler et Jörn Walter, Département de Génétique, Université de Saarland, Allemagne, pour le partage de données d’immunoprécipitation de la chromatine/séquençage de l’ADN.