Exploring the role of supermeres derived cancer-associated fibroblasts in pancreatic ductal adenocarcinoma

Abstract

Introduction : Les fibroblastes jouent plusieurs rôles pro-tumorigènes et contribuent à la desmoplasie, une caractéristique majeure du PDAC. Les mécanismes de transfert de signal via le petit sécrétome demeurent mal compris. Nous étudions le rôle des supermères, qui sont des particules extracellulaires non vésiculaires (NVEPs), dans le contexte des fibroblastes associés au cancer (CAFs) dans l’adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC). Méthodes : Trois lignées primaires de fibroblastes humains ont été générées à partir de tissus pancréatiques et caractérisées par Western blot et séquençage de l’ARN. Les petites vésicules extracellulaires (sEVs), les exomères et les supermères (les deux fractions NVEPs) ont été isolés par ultracentrifugation, puis validés par analyse de suivi des nanoparticules, microscopie électronique et microscopie à force atomique. Les concentrations protéiques des fractions ont été mesurées par dosage BCA, suivies d’une caractérisation par spectrométrie de masse et d’une analyse d’enrichissement génique. Résultats : Les NVEPs représentaient 80 % de la charge protéique totale. Les supermères étaient fortement enrichis en SPARC, MIF, VIM, TIMP1, LUM et DCD. L’analyse d’enrichissement génique a lié ces protéines à l’organisation de la matrice extracellulaire, aux processus immunitaires et à la réticulation des protéines. Fonctionnellement, des cellules de cancer pancréatique MIAPaCa-2 ont été traitées avec 50–100 μg/mL de chaque fraction. Les supermères ont significativement augmenté la prolifération des cellules MIAPaCa-2, leur capacité de cicatrisation (wound healing) et leur vitesse de migration. Les marqueurs de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) étaient significativement régulés à la hausse après traitement avec les supermères. Étant donné que les CAFs sont connus pour leur rôle dans l’induction de l’EMT et des effets immunosuppresseurs, nous avons réalisé des tests pour évaluer l’impact des supermères sur la différenciation cellules T régulatrices (Tregs). Aucun effet observable sur la différenciation des Tregs in vitro n’a été détecté. Conclusion : La caractérisation des supermères dérivés des fibroblastes met en lumière l’importance de l’étude des nanoparticules dans le microenvironnement tumoral. Les supermères exercent des effets pro-tumorigènes et possèdent des fonctions immunomodulatrices potentielles. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension de la communication entre fibroblastes et cellules cancéreuses, au-delà du transport vésiculaire classique. Introduction: Fibroblasts play multiple pro-tumorigenic roles and contribute to desmoplasia, which is a hallmark of PDAC. The mechanisms of signal transfer through small nanoparticles in the secretome remain poorly understood. We are investigating the role of supermeres, which are non-vesicular extracellular particles (NVEPs), in the context of cancer-associated fibroblasts (CAFs) in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Methods: Three primary human fibroblast lines were generated from pancreatic tissues and characterized by Western blotting and RNA sequencing. Small extracellular vesicles (sEVs), exomers, and supermeres (the two NVEP fractions) were isolated by ultracentrifugation and validated through nanoparticle tracking analysis, electron microscopy, and atomic force microscopy. Protein concentrations in the fractions were measured using a BCA assay, followed by characterization on mass spectrometry and enrichment analysis. Results: NVEPs accounted for 80% of the total protein cargo. Supermeres were highly enriched in SPARC, MIF, VIM, TIMP1, LUM, and DCD. Gene enrichment analysis linked these proteins to extracellular matrix organization, immune-related processes, and protein crosslinking. Functionally, pancreatic cancer MIAPaCa-2 cells were treated with 50–100 μg/mL of each fraction. Supermeres significantly increased the proliferation of MIAPaCa-2 cells, their wound healing capacity, and migration speed. Epithelial to mesenchymal transition (EMT) markers were significantly upregulated following treatment with supermeres. Given that CAFs are known for their role in deriving EMT and immunosuppressive effects, we conducted assays to study the impact of supermeres on T regulatory cells (Treg) differentiation; however, no observable impact was seen on Treg differentiation in vitro. Conclusion: Characterization of fibroblast-derived supermeres has unveiled the importance of studying nanoparticles in the tumor microenvironment. Supermeres hone pro-tumorigenic effects and potential immunomodulatory functions. These findings open new avenues for understanding fibroblast-cancer cell communication beyond classical vesicular transport.