Contexte et objectif Le glioblastome (glioblastoma, GBM) est le type de tumeur du système nerveux central le plus commun et le plus malin, caractérisé par une grande hétérogénéité, une résistance au traitement et une microenvironnement fortement immunosuppresseur. Un diagnostic et traitement précis basés sur le phénotypage moléculaire afin d'améliorer le pronostic des patients est une direction importante de recherche actuelle. NF1 est un régulateur négatif clé de la voie de signalisation RAS/MAPK, dont les mutations sont étroitement liées au phénotype mésenchymateux/MES-like du GBM, mais le lien entre les caractéristiques génomiques associées aux mutations NF1, l'état des cellules tumorales et les modifications du microenvironnement immunitaire reste insuffisamment intégré. Cette étude réalise une analyse systématique des caractéristiques cellulaires tumorales et des liens moléculaires avec le microenvironnement tumoral dans le GBM muté NF1, visant à fournir une base théorique pour le traitement de précision et les stratégies d'intervention sur le microenvironnement immunitaire dans ce type de GBM. Méthodes Basées sur une cohorte MSK de 497 patients GBM, l'analyse compare la mutation de NF1 avec la survie globale (OS), la survie sans progression (PFS), la charge mutationnelle tumorale (TMB), les caractéristiques de mutations élevées associées au témozolomide (TMZ) et les altérations des gènes de réparation de l’ADN. L'analyse des données de transcriptome à cellule unique GEO a été utilisée pour étudier les états cellulaires tumoraux, les cellules myéloïdes et les sous-populations de cellules T, combinée à l’analyse d'enrichissement des ensembles de gènes (GSEA), le scoring d’ensembles de gènes et l’analyse CellChat pour évaluer les programmes transcriptionnels et la communication cellulaire potentielle. Dans une cohorte TCGA-GBM de 160 échantillons bulk RNA-seq, les caractéristiques transcriptionnelles MES-like ont été validées, avec une analyse de réseau de co-expression génique pondérée (WGCNA), un scoring ligand-récepteur et une analyse des scores immunitaires. De plus, un modèle de cellules U87-MG avec knockout de NF1 (U87_sgNF1) a été construit par CRISPR/Cas9, l’expression protéique de NF1 vérifiée par Western blot, et les changements transcriptionnels validés par PCR quantitative en temps réel (RTFQ-PCR). Résultats Le GBM avec mutation NF1 présente des niveaux plus élevés de TMB, enrichi en caractéristiques de mutations élevées liées à TMZ ; après correction de la charge mutationnelle de fond et de l’état de mutation élevée liée à TMZ, la mutation NF1 demeure significativement associée à des altérations des gènes MMR. L’analyse unicellulaire montre un état tumorale MES-like renforcé dans le GBM muté NF1, accompagné de l’activation des programmes transcriptionnels liés à TNF-α/NF-κB, à l’hypoxie, à la réponse inflammatoire et à KRAS. La cohorte TCGA-GBM valide davantage les caractéristiques transcriptionnelles MES-like et montre des modifications des modules de co-expression impliquant la matrice extracellulaire, le signal TGF-β et les processus de cycle cellulaire/maintenance du génome. Les résultats RTFQ-PCR montrent également des tendances de changements d’expression génique représentatifs des états MES-like et d’autres programmes transcriptionnels dans les cellules U87_sgNF1, concordant globalement avec les scores des ensembles génétiques issus des données unicellulaires publiques. L’analyse de la composition des cellules immunitaires indique une augmentation des sous-populations myéloïdes M2-like et hypoxiques dans le GBM muté NF1, avec une élévation des sous-populations inflammatoires et Treg. L’analyse CellChat suggère un renforcement probable de la communication SPP1 des cellules myéloïdes M2-like vers les cellules tumorales MES-like; parallèlement, les communications candidates SPP1-CD44, FN1-CD44, COL1A1-CD44, et COL6A1-CD44 de cellules tumorales MES-like vers les cellules myéloïdes M2-like et les lymphocytes T sont également renforcées. La cohorte TCGA-GBM valide notamment une corrélation positive significative entre ces scores de communication, le score MES et plusieurs scores immunitaires. Conclusion Le GBM muté NF1 est caractérisé par une TMB élevée, des mutations liées à TMZ et des altérations spécifiques à la réparation de l’ADN, accompagné d’un état transcriptionnel MES-like renforcé, de modifications du réseau co-expressif et de caractéristiques du microenvironnement immunitaire. Une communication potentielle impliquant SPP1/CD44 et d’autres matrice extracellulaire-CD44 entre cellules tumorales MES-like, cellules myéloïdes M2-like et lymphocytes T est suggérée dans le microenvironnement immunitaire. Cette étude enrichit la compréhension des caractéristiques biologiques du GBM muté NF1 aux niveaux du génome, des états cellulaires tumoraux et du microenvironnement immunitaire, offrant des pistes pour les validations mécanistiques et les interventions potentielles ultérieures.

gliome; glioblastome; NF1; microenvironnement tumoral; communication intercellulaire; analyse multi-omique intégrative