Equipe NACRe 68 : METATOX

Pr Xavier Coumoul

INSERM UMR 1124-S T3S - METATOX
Centre Universitaire des Saints Pères - 45 rue des Saints Pères
75006 Paris

Correspondant NACRe : Sylvie Bortoli

Approche spécifique de la thématique

L'équipe METATOX étudie les mécanismes de toxicité induits par une exposition à des polluants environnementaux présents dans l'alimentation dans le but de mieux comprendre leur influence sur l'incidence de diverses pathologies (cancer, maladies du foie, maladies neurodégénératives) et d’identifier des biomarqueurs d'exposition. Plusieurs axes de recherche de l’équipe sont dédiés à l’élucidation du rôle des contaminants environnementaux dans le développement du cancer.

Axe 1 : Rôle des contaminants environnementaux dans la progression tumorale

Nous utilisons des modèles cellulaires classiques (cellules tumorales coliques et mammaires : Caco2, HCT116, HT29, MCF-7, MDAMB-231, T47D), des modèles cellulaires de cancérogenèse colique (HCEC 1CT) et des modèles de sphéroïdes, que nous exposons de manière aigüe et/ou chronique à des mélanges de polluants pertinents établis sur la base d'études cliniques et épidémiologiques et incluant notamment des hydrocarbures aromatiques halogénés, des composés polybromés et perfluorés, des pesticides, des métaux lourds et des phtalates. Nous caractérisons les remodelages transcriptionnels, épigénétiques, métaboliques et cytosquelettiques en lien avec la progression du phénotype tumoral, en réponse à des doses de contaminants compatibles avec une exposition par l’alimentation. 

Projet MetAhCol financé par l’ITMO Cancer (2016-2021); Projet SOHO-EpiMetCan financé par l’ANSES (2019-2022); Projet SOHO financé par Ecophyto (2019-2022); Projet SoEcoHealth financé par l’ANR (2020-2024); Projet Additives financé par ERC (2020-2023).

Axe 2 : Rôle du microenvironnement sur la réponse de la tumeur aux polluants environnementaux

Le caractère invasif d'un cancer primaire est déterminé non seulement par le génotype des cellules tumorales, mais aussi par leurs interactions avec l'environnement extracellulaire qui module son développement et sa réponse aux traitements. Dans le cancer du sein, l'environnement tumoral est notamment composé de tissu adipeux (adipocytes, pré-adipocytes, cellules mésenchymateuses, cellules immunitaires, vaisseaux sanguins) dont les fonctions endocriniennes et métaboliques peuvent contribuer à la croissance de la tumeur et l’apparition de métastases. Ce tissu peut également stocker des polluants organiques persistants lipophiles (POPs) et les libérer dans certaines conditions dans l’environnement tumoral, entraînant une perturbation métabolique. Ainsi notre équipe a montré que les POPs présents dans le tissu adipeux péri-tumoral influencent la nature métastatique des tumeurs mammaires chez l’être humain. Pour mimer les interactions entre le tissu adipeux et la tumeur mammaire, notre équipe a développé un modèle innovant de co-cultures adipocytes/cellules tumorales mammaires exposées à des contaminants (Prix de l'innovation technologique INSERM 2016 - Dr C. Tomkiewicz), qui permet d’aborder la problématique du rôle du microenvironnement sur la réponse de la tumeur aux polluants. Nous avons également développé des modèles de xénogreffes de tissu adipeux contaminés par des POPs chez la souris.

Projet TABAhr financé par l’ITMO Cancer (2018-2021); Projet CREATIVE financé par l’ANR (2018-2022).

Axe 3 : Développement de modèles de toxicologie prédictive issus de la biologie des systèmes

Les données produites in vivo et in vitro sont exploitées pour développer des modèles informatiques de toxicologie des systèmes. Ces modèles intègrent Nous développons des modèles de biologie et de toxicologie prédictive en réseau en intégrant ces données (dans des projets européens ou nationaux) qui fournissent des liens potentiels entre l'exposition aux substances chimiques de l'environnement et les effets néfastes sur la santé, incluant le cancer.

Projet OBERON financé par l’Europe (2018-2022); Projet CREATIVE financé par l’ANR (2018-2022); Projet PEPPER financé par l’Europe (2020-2023).

Pour en savoir plus
https://t3s-1124.biomedicale.parisdescartes.fr/nos-equipes-de-recherche/team-1/

Publications récentes dans la thématique Nutrition et Cancer

Dans des journaux scientifiques internationaux

• Magliano DJ, Rancière F, Slama R, Roussel R, Kiviranta H, Coumoul X, Balkau B, Botton J, D.E.S.I.R. Study Group. Exposure to persistent organic pollutants and the risk of type 2 diabetes: a case-cohort study. Diabetes Metab. 2021 Jan 27;47(5):101234. [Epub ahead of print] [Résumé PubMed PMID 33515717]

• Rugard M, Coumoul X, Carvaillo JC, Barouki R, Audouze K. Deciphering adverse outcome pathway network linked to bisphenol F using text mining and systems toxicology approaches. Toxicol Sci. 2020 Jan 1;173(1):32-40. [Résumé PubMed PMID 31596483]

• Audouze K, Sarigiannis D, Alonso-Magdalena P, Brochot C, Casas M, Vrijheid M, Babin PJ, Karakitsios S, Coumoul X, Barouki R. Integrative strategy of testing systems for identification of endocrine disruptors inducing metabolic disorders-an introduction to the OBERON project. Int J Mol Sci. 2020 Apr 23;21(8):2988. [Résumé PubMed PMID 32340264]

• Koual M, Tomkiewicz C, Cano-Sancho G, Antignac JP, Bats AS, Coumoul X. Environmental chemicals, breast cancer progression and drug resistance. Environ Health. 2020 Nov 17;19(1):117. [Résumé PubMed PMID 33203443]

• Wu Q, Coumoul X, Grandjean P, Barouki R, Audouze K. Endocrine disrupting chemicals and COVID-19 relationships: A computational systems biology approach. Environ Int. 2020 Oct 30:106232. [Résumé PubMed PMID 33223326]

• Coumoul X, Servien R, Juricek L, Kaddouch-Amar Y, Lippi Y, Berthelot L, Naylies C, Morvan ML, Antignac JP, Desdoits-Lethimonier C, Jegou B, Tremblay-Franco M, et al. The GMO90+ Project: Absence of evidence for biologically meaningful effects of genetically modified maize-based diets on wistar rats after 6-months feeding comparative trial. Toxicol Sci. 2019 Apr 1;168(2):315-338. [Résumé PubMed PMID 30535037]

• Leblanc AF, Attignon EA, Distel E, Karakitsios SP, Sarigiannis DA, Bortoli S, Barouki R, Coumoul X, Aggerbeck M, Blanc EB. A dual mixture of persistent organic pollutants modifies carbohydrate metabolism in the human hepatic cell line HepaRG. Environ Res. 2019;178:108628. [Résumé PubMed PMID 31520823]

• Bénit P, Kahn A, Chretien D, Bortoli S, Huc L, Schiff M, Gimenez-Roqueplo AP, Favier J, Gressens P, Rak M, Rustin P. Evolutionarily conserved susceptibility of the mitochondrial respiratory chain to SDHI pesticides and its consequence on the impact of SDHIs on human cultured cells. 2019 Nov 7;14(11):e0224132. [Résumé PubMed PMID 31697708]

• Koual M, Cano-Sancho G, Bats AS, Tomkiewicz C, Kaddouch-Amar Y, Douay-Hauser N, Ngo C, Bonsang H, Deloménie M, Lecuru F, Le Bizec B, Marchand P, et al. Associations between persistent organic pollutants and risk of breast cancer metastasis. Environ Int. 2019 Nov;132:105028. [Résumé PubMed PMID 31382183]

• Boutet-Robinet E, Bortoli S, Huc L. DNA damage response upon environmental contaminants: An exhausting work for genomic integrity. Curr Op in Toxicol. 2018, 8:28–33. [URL : https://doi.org/10.1016/j.cotox.2017.12.002]

• Bortoli S, Boutet-Robinet E, Lagadic-Gosmann D, Huc L. Nrf2 and AhR in metabolic reprogramming after contaminant exposure. Curr Op Toxicol 2018, 8:34–41. [URL : https://doi.org/10.1016/j.cotox.2017.12.001]

• Saunier E, Antonio S, Regazetti A, Auzeil N, Laprévote O, Shay JW, Coumoul X, Barouki R, Benelli C, Huc L, Bortoli S. Resveratrol reverses the Warburg effect by targeting the pyruvate dehydrogenase complex in colon cancer cells. Sci Rep. 2017 Jul 31;7(1):6945. [Résumé PubMed PMID 28761044]

• Hardonnière K, Fernier M, Gallais I, Mograbi B, Saunier E, Podechard N, Le Ferrec E, Benit P, Rustin P, Burel A, Grova, Chevanne M, et al. Role for the ATPase inhibitory factor 1 in the environmental carcinogen-induced Warburg phenotype. D. Sci. Rep. 2017;7(1):195. [Résumé PubMed PMID 28298645]

• Bui LC, Tomkiewicz C, Pierre S, Chevallier A, Barouki R, Coumoul X. Regulation of aquaporin 3 expression by the AhR pathway is critical to cell migration. Toxicol Sci. 2016 Jan;149(1):158-66. [Résumé PubMed PMID 26454884]

• Hardonnière K, Saunier E, Lemarié A, Fernier M, Gallais I, Héliès-Toussaint C, Mograbi B, Antonio S, Bénit P, Rustin P, Janin M, Habarou F, et al. The environmental carcinogen benzo[a]pyrene induces a Warburg-like metabolic reprogramming dependent on NHE1 and associated with cell survival. Sci Rep. 2016 Aug 4;6:30776. [Résumé PubMed PMID 27488617]

Dans des journaux scientifiques francophones

• Coumoul X. Polluants et alimentation Revue de Médecine Générale et de Famille, n°14 • Juin-Août 2020.

• Duarte Hospital C, Huc L, Bortoli S, Coumoul X. Les xénobiotiques, quel impact sur les maladies métaboliques. Cahiers de Nutrition et de Diététique n°54, 286—293, 2019. [URL : https://doi.org/10.1016/j.cnd.2019.07.002]

• Bortoli S, Coumoul X. Impact des pesticides sur la santé humaine. Pratiques en Nutrition 18, n° 53, janvier-mars 2018.

• Coumoul X. Contaminants alimentaires et le risque de cancer. Cahiers de Nutrition et de Diététique n° 51, 104—110, 2016. [URL : DOI.10.1016/j.cnd.2016.01.006]