ARTICLE
Auteur(s) : Xavier
Leleu1,2, Valérie Coiteux1, Selim
Corm1, Daniela Robu1, Sophie
Dupire1, Anne-Sophie Moreau1, Julie
Gay1, Céline Berthon1, Laurent
Pascal1, Emmanuel Cliquenois1, Florence
Pasquier1, Jean-Baptiste Mycol1, Louis
Terriou1, Sabine Tricot1, Romain
Guieze1, Irène Ghobrial2
1Service des maladies du sang, Hôpital Huriez, CHRU
de Lille
2Medical Oncology, Dana-Farber Cancer Institute, Boston,
MA, USA
La maladie de Waldenström est une dysglobulinémie monoclonale
maligne [1-3]. Malgré les traitements existants, cette hémopathie
est caractérisée par une médiane de survie limitée, entre 6 et
11 ans, surtout chez les patients ayant une maladie de
Waldenström symptomatique [4]. Les années 2000 ont vu se développer
de nouveaux agents ciblant la cellule tumorale de façon plus
spécifique, le meilleur exemple étant le bortézomib, un inhibiteur
du protéasome [5]. Cependant, si les taux de réponses totales et de
réponses complètes se sont améliorés avec l’apport de ces nouveaux
agents, tous les patients vont rechuter de leur hémopathie et la
maladie de Waldenström reste une hémopathie mortelle. Il est donc
important de développer de nouvelles molécules thérapeutiques
susceptibles d’avoir des effets antitumoraux plus importants, puis
de déterminer les meilleures associations thérapeutiques, afin
d’augmenter les taux de réponses et de limiter le développement de
mécanismes de résistance. L’objectif de notre travail était de
déterminer l’implication de la voie PI3K/Akt dans la pathogénie de
la maladie de Waldenström. Ce travail préclinique est nécessaire en
vue de la mise au point d’essais thérapeutiques incluant la
périfosine et d’autres inhibiteurs de la voie Akt chez les patients
atteints de MW.
Akt/PKB
La protéine Akt/PKB est l’homologue cellulaire de l’oncogène v-Akt
du rétrovirus murin [6, 7]. Le gène Akt code une sérine/thréonine
kinase ubiquitaire. Deux groupes ont cloné cette protéine et l’ont
dénommée RACalpha (related to A and C protein kinases), ou PKB
(protein kinase between kinase A and C), en raison de l’homologie
de son domaine catalytique avec ceux de la protéine kinase
dépendante d’AMPc (Cyclic AMP dependent protein kinase ou PKA) et
de la PKC [8].
La kinase Akt, de 59 kDa, comporte à son extrémité N-terminale
un domaine d’homologie à la pleckstrine ou domaine PH intervenant
dans la signalisation intracellulaire dont il régule l’activité. Le
domaine catalytique d’Akt est très apparenté à celui de la PKA
(65 % d’homologie) et de la PKC (75 %). Une courte région
régulatrice est localisée à l’extrémité C-terminale d’Akt. La
double phosphorylation sur des résidus sérine et thréonine du
domaine catalytique et du domaine régulateur d’Akt est requise pour
l’activation optimale d’Akt.
L’intérêt porté à la kinase Akt au cours des deux dernières
années découle d’une série d’observations suggérant que la kinase
Akt est l’effecteur principal des effets anti-apoptotiques
résultant de l’activation des PI3K en réponse à certains facteurs
de croissance ou de l’activation constitutive de la voie ras [9,
10]. Akt est en effet rapidement activé par de nombreux facteurs de
croissance et cytokines (IGF-1, SDF1, IL6) [11, 12].
La voie PI3K/Akt et les cancers
Il semble que les protéines du sous-groupe I de la famille des PI3K
soient particulièrement importantes dans les processus
d’oncogenèse, notamment par l’activation des deux kinases, Akt et
mTOR. La kinase Akt exerce de nombreuses fonctions dans la cellule
normale, fonctions bénéficiant aux cellules tumorales. L’exemple le
plus marquant est la protection contre l’apoptose et l’augmentation
de la synthèse protéique permettant une augmentation de la survie,
de la croissance et de la prolifération des cellules tumorales
surexprimant les protéines de la famille PI3K/Akt [13, 14]. Cette
voie est aussi importante pour la migration, l’invasion et la
fixation des cellules tumorales (homing) dans la moelle osseuse, et
l’adhésion des cellules tumorales aux cellules du
micro-environnement médullaire [15, 16]. Elle confère aux cellules
tumorales une protection dans les niches médullaires et leur permet
de survivre, de proliférer et de développer des mécanismes de
résistance aux agents thérapeutiques. Cette voie de signalisation
représente donc une cible privilégiée pour le développement de
nouveaux agents thérapeutiques [17].
Il a été rapporté une surexpression des gènes de la voie
PI3K/Akt, ainsi que son activation constitutive dans divers types
de tumeurs, tels que prostate, sein, et dans certaines hémopathies
malignes, telles que la leucémie myéloïde chronique (LMC) et la
leucémie aiguë myéloïde (LAM) [13, 18-20]. Cette activation de la
voie PI3K/Akt peut être consécutive à des mutations activatrices
des oncogènes ras et à des mutations des récepteurs à activité
tyrosine kinase. Un autre exemple d’implication de la voie PI3K/Akt
dans les processus oncogéniques vient de la mise en évidence de
délétions inactivatrices touchant le gène suppresseur de tumeur
PTEN (phosphatase and tensin homologue) dans plusieurs cancers
[21]. La protéine PTEN est la principale phosphatase qui
déphosphoryle les substrats de PI3K, surtout PIP3, et donc diminue
l’activation de Akt [22]. Une incidence élevée de tumeurs
hématopoïétiques et d’hyperplasies lymphoïdes a été observée dans
les souris ayant un « knock-out » de PTEN, donc une
activation constitutive d’Akt [23].
Implication de la voie PI3K/Akt dans les dysglobulinemies
malignes
Dans le myélome multiple (MM), de nombreuses études ont montré que
la voie de signalisation PI3K/Akt était impliquée à divers niveaux
du développement des cellules tumorales [21, 24-27]. Ainsi, il a
été montré que deux des principaux facteurs de croissance des
cellules tumorales, l’interleukine 6 (IL6) et l’insulin growth
factor-1 (IGF1), stimulaient la croissance et la survie des
cellules tumorales en partie via la voie de signalisation PI3K/Akt
[28, 29]. D’autres effets liés à l’activation d’Akt ont été
observés, comme par exemple l’augmentation de la néoangiogenèse
dans le MM [30, 31].
La voie Akt est surexprimée dans la maladie de Waldenström
Nous avons utilisé comme modèle d’étude la maladie de Waldenström,
où la voie Akt est fortement exprimée dans les cellules tumorales.
Nous démontrons dans notre travail que l’inhibition de cette voie a
un effet cytotoxique sur les cellules tumorales, en utilisant la
triciribine, un inhibiteur pharmacologique spécifique de la voie
Akt, et une technique de « silencing » du gène Akt dans les
cellules de la lignée de Waldenström BCWM.1 [32]. Nous avons
utilisé un inhibiteur disponible en clinique et faisant l’objet
d’investigations dans le MM : la périfosine [33].
Effet cytotoxique de la perifosine dans la maladie de
Waldenström in vitro et in vivo
La périfosine est un alkylphospholipide qui bloque le recrutement
de Akt à la membrane cellulaire, et donc ses phosphorylations
activatrices. La périfosine est cytotoxique sur les cellules de
BCWM.1 avec une inhibition de la survie de 50 % des cellules,
obtenue avec une dose de 5 à 10 μM, concentration accessible
en clinique. Ces concentrations sont aussi cytotoxiques sur
d’autres lignées sécrétantes d’IgM et sur la lignée MM.1S de MM.
Ces résultats sont confirmés sur des cellules CD19+ sélectionnées
de la moelle osseuse de patients ayant une maladie de Waldenström.
La périfosine inhibe aussi la prolifération et induit l’apoptose
des cellules tumorales en augmentant la voie SPK/JNK MAPK, puis en
induisant les voies intrinsèques et extrinsèques de l’apoptose.
Aucune toxicité de la périfosine n’est observée sur les
progéniteurs hématopoïétiques et les cellules mononucléées du sang
de sujets sains. Nous avons montré que la périfosine, administrée
par voie orale, inhibait la croissance des cellules de BCWM.1
injectées à des souris SCID par comparaison avec le groupe contrôle
auquel de l’eau était administrée.
La périfosine inhibe le « homing » dans la maladie de
Waldenström
La périfosine inhibe in vitro la migration des cellules vers SDF1,
une chémokine sécrétée par le micro-environnement médullaire et
dont le récepteur CXCR4 est fortement exprimé sur les cellules
tumorales. Elle inhibe l’adhésion à la fibronectine dont le
récepteur VLA4 est aussi fortement exprimé sur les cellules
tumorales.
La périfosine inhibe le « homing » vers la moelle osseuse des
cellules de BCWM.1 traitées in vitro avec la périfosine avant
injection intraveineuse dans la veine de la queue de souris Balb/c,
puis comptées par technique de cytométrie en flux in vivo au niveau
d’une artère de l’oreille. Cette inhibition de la migration vers la
moelle osseuse est confirmée par imagerie confocale du crâne des
souris 1 heure après l’injection dans la veine de la queue des
souris. L’imagerie confocale du crâne des souris montre une
diminution modérée du nombre des cellules qui ont migré dans les
niches médullaires de cette région dans le groupe injecté avec
BCWM.1 traité par la périfosine.
Le dernier résultat est l’observation d’une activation de la
voie de signalisation ERK MAPK par la périfosine, ce qui pourrait
constituer un mécanisme de résistance à cet agent utilisé en
monothérapie, sachant que cette voie de signalisation promeut la
survie et la prolifération des cellules tumorales. Ce travail
prévoit que la combinaison de la périfosine à un agent
thérapeutique inhibant la voie ERK MAPK pourrait avoir des effets
cytotoxiques synergiques importants.
Conclusion
Ces résultats permettent de mieux comprendre le rôle de la voie Akt
dans la maladie de Waldenström et confirment l’importance de cette
voie de signalisation dans un nouveau modèle tumoral. Ils posent
les bases précliniques permettant d’étudier la périfosine dans la
maladie de Waldenström dans le cadre d’un essai thérapeutique. Un
essai de phase II est en cours aux Etats-Unis et des réponses sont
observées, ce qui va permettre de prévoir le développement de cet
agent thérapeutique dans cette hémopathie maligne.
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