Vitamine D contre cancer du colon?

[Nutrimuscle-Conseils]

Vitamin D and the nutritional environment in functions of intestinal stem cells: Implications for tumorigenesis and prevention
Wenge Li The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology Volume 198, April 2020,

Highlights
• In mice fed control diets, Lgr5hi crypt base cells divide to continually regenerate the intestinal mucosa as cells differentiate and are lost.
• Multiple intestinal cell populations can serve as stem-like cells on loss of Lgr5hi stem cell functions by damage or experimental manipulation.
• Nutrients can also marshal stem cell plasticity, especially reduced vitamin D level or inactivation of the Lgr5hi cell vitamin D receptor gene.
• Therefore, which and how intestinal cells contribute stem cell functions in humans may depend on level of vitamin D and other nutrient exposures.
• Persistent epigenetic and genetic changes in long-lived stem cells may suggest that prevention trials have been much too short to be conclusive.


Sporadic colon cancer accounts for ∼80% of CRC, with high incidence in western societies strongly linked to dietary patterns. The only mouse model for sporadic CRC results from feeding mice a purified rodent western-style diet (NWD1), establishing mouse intake of several common nutrients that mimic for each its level consumed in western populations at higher risk for colon cancer (higher fat, lower vitamin D3, calcium, methyl donors and fiber). This causes sporadic colon and small intestinal tumors at an incidence and frequency similar to that of humans. NWD1 perturbs intestinal cell maturation and Wnt signaling throughout villi and colonic crypts before tumors are detected. Surprisingly, feeding NWD1 decreases mouse Lgr5hi intestinal stem cell contribution to homeostasis and tumorigenesis, associated with extensive Lgr5hi cell transcriptional reprogramming, with nutrient levels interactive in these effects. There is a key impact of the lower vitamin D3 in NWD1 and its signaling through the Vdr. The DNA mismatch repair pathway is elevated in Lgr5hi cells by lower vitamin D3 and/or calcium in NWD1, reducing accumulation of relevant somatic mutations detected by single cell exome sequencing. There are also alterations in metabolic pathways, including down-regulation of oxidative phosphorylation. In compensation for compromise of Lgr5hi cells, NWD1 also reprograms cells derived from the Bmi1+ population, defined as those cells marked in Bmi1creERT2, Rosa26tom mice following tamoxifen injection, and at least a portion of these cells then function and persist as stem-like cells in mucosal homeostasis and tumorigenesis.

The data establish a key role of the nutrient environment, and vitamin D signaling, in defining contribution of at least two different stem cell populations to mucosal homeostasis and tumorigenesis. This raises significant questions regarding impact of variable human diets on which and how multiple potential intestinal stem cell populations function in the human and give rise to tumors. Moreover, genetic and epigenetic changes in long-lived stem cells have important implications for understanding the effects of vitamin D and other nutrients on intestinal homeostasis and on intervention strategies for altering probability of tumor development.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La vitamine D et l'environnement nutritionnel dans les fonctions des cellules souches intestinales: implications pour la tumorigenèse et la prévention
Wenge Li The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology Volume 198, avril 2020,

Points importants
• Chez les souris nourries avec des régimes témoins, les cellules de base de la crypte Lgr5hi se divisent pour régénérer continuellement la muqueuse intestinale à mesure que les cellules se différencient et sont perdues.
• Plusieurs populations de cellules intestinales peuvent servir de cellules souches en cas de perte des fonctions des cellules souches Lgr5hi par endommagement ou manipulation expérimentale.
• Les nutriments peuvent également mobiliser la plasticité des cellules souches, en particulier la réduction du niveau de vitamine D ou l'inactivation du gène du récepteur de la vitamine D des cellules Lgr5hi.
• Par conséquent, qui et comment les cellules intestinales contribuent aux fonctions des cellules souches chez l'homme peuvent dépendre du niveau de vitamine D et d'autres expositions aux nutriments.
• Des changements épigénétiques et génétiques persistants dans les cellules souches à longue durée de vie peuvent suggérer que les essais de prévention ont été beaucoup trop courts pour être concluants.


Le cancer du côlon sporadique représente environ 80% des CRC, avec une incidence élevée dans les sociétés occidentales fortement liée aux habitudes alimentaires. Le seul modèle de souris pour le CRC sporadique résulte de l'alimentation de souris à un régime purifié de style occidental de rongeurs (NWD1), établissant l'apport de souris de plusieurs nutriments communs qui imitent pour chacun son niveau consommé dans les populations occidentales à risque plus élevé de cancer du côlon (graisse plus élevée, plus faible vitamine D3, calcium, donneurs de méthyle et fibres). Cela provoque un côlon sporadique et de petites tumeurs intestinales à une fréquence et une fréquence similaires à celles des humains. NWD1 perturbe la maturation des cellules intestinales et la signalisation Wnt dans les villosités et les cryptes coliques avant la détection des tumeurs. Étonnamment, l'alimentation NWD1 diminue la contribution des cellules souches intestinales Lgr5hi de souris à l'homéostasie et à la tumorigenèse, associée à une reprogrammation transcriptionnelle des cellules Lgr5hi étendue, avec des niveaux de nutriments interactifs dans ces effets. Il y a un impact clé de la baisse de la vitamine D3 dans NWD1 et de sa signalisation via le Vdr. La voie de réparation des mésappariements d'ADN est élevée dans les cellules Lgr5hi par une diminution de la vitamine D3 et / ou du calcium dans NWD1, réduisant l'accumulation de mutations somatiques pertinentes détectées par le séquençage de l'exome unicellulaire. Il existe également des altérations des voies métaboliques, y compris une régulation négative de la phosphorylation oxydative. En compensation du compromis des cellules Lgr5hi, NWD1 reprogramme également les cellules dérivées de la population Bmi1 +, définies comme les cellules marquées dans Bmi1creERT2, les souris Rosa26tom après l'injection de tamoxifène, et au moins une partie de ces cellules fonctionne et persiste comme des cellules souches dans homéostasie muqueuse et tumorigenèse.

Les données établissent un rôle clé de l'environnement nutritif et de la signalisation de la vitamine D dans la définition de la contribution d'au moins deux populations de cellules souches différentes à l'homéostasie muqueuse et à la tumorigenèse. Cela soulève des questions importantes concernant l'impact des régimes alimentaires humains variables sur lesquels et comment de multiples populations potentielles de cellules souches intestinales fonctionnent chez l'homme et provoquent des tumeurs. De plus, les changements génétiques et épigénétiques dans les cellules souches à longue durée de vie ont des implications importantes pour comprendre les effets de la vitamine D et d'autres nutriments sur l'homéostasie intestinale et sur les stratégies d'intervention pour modifier la probabilité de développement d'une tumeur.