John Libbey Eurotext

VEGF Actu

Nouvelles stratégies anti-tumorales : ciblage sélectif des formes pro-angiogéniques de VEGF Volume 12, numéro 1, Mars 2017

Illustrations

L’angiogenèse physiologique nécessite un équilibre précis et délicat entre différents acteurs et facteurs pro- ou anti-angiogéniques impliqués.

L’angiogenèse tumorale est contrôlée essentiellement par le VEGF, surtout le VEGF-A (qu’on nommera simplement VEGF dans cet article). Le VEGF a donc, logiquement, été ciblé dans différentes maladies comme les rétinopathies diabétiques et dans différents types de cancers, en association avec les chimiothérapies classiques. Le bévacizumab (BVZ) a reçu l’agrément des principales agences pour traiter les cancers du côlon, du sein, des poumons et du rein. Bien que le BVZ ait le plus souvent démontré une amélioration des durées de survie sans progression, l’amélioration de la survie globale n’est, en général, pas flagrante. Après diminution initiale de la taille de la tumeur au début du traitement, une récidive, souvent dans une forme plus agressive est généralement constatée, surtout dans les carcinomes du rein à cellules claires [1] et les cancers du sein [2]. Ces résultats sont évidemment décevants car on s’attendait bien entendu à ce que le BVZ, en neutralisant le VEGF, diminue de manière durable à la fois la vascularisation tumorale et la taille de la tumeur elle-même.

La découverte de nouvelles isoformes de VEGF, appelées « VEGFxxxb »1 anti-angiogéniques ou, pour le moins, moins pro-angiogéniques que les VEGF [3] permet d’avancer de nouvelles hypothèses sur la raison pour laquelle les anticorps dirigés contre le VEGF ont des effets limités. Les isoformes VEGFxxxb sont synthétisées par épissage alternatif de l’exon 8a vers l’exon 8b. Cet épissage modifie les 6 derniers acides aminés de la protéine (CDKPRR pour VEGF et SLTRKD pour VEGFxxxb). Par combinaison de plusieurs épissages, 7 isoformes pro-angiogéniques et 5 isoformes anti-angiogéniques sont synthétisées. Les épissages alternatifs dépendent eux-mêmes d’un facteur spécifique, le SRSF1 (serine-arginine-rich splicing factor 1) qui oriente la transcription de VEGF vers ses formes pro-angiogéniques alors que le SRSF6 conduit à l’expression des isoformes anti-angiogéniques de VEGF [4]. Dans les cellules tumorales, l’équilibre entre VEGF et VEGFxxxb est rompu en faveur des isoformes pro-angiogéniques. Les formes anti-angiogéniques de VEGF sont néanmoins retrouvées dans de nombreuses tumeurs, en particulier dans le carcinome rénal à cellules claires [5]. Le BVZ se lie à la fois aux diverses isoformes du VEGF et a la même affinité pour VEGF et VEGFxxxb, ce qui pourrait expliquer pourquoi certaines tumeurs, qui expriment fortement VEGFxxxb ne bénéficient pas du traitement par BVZ [6]. Le rapport des concentrations protéiques VEGF/VEGFxxxb détermine probablement mieux les effets pro- ou anti-angiogéniques d’un anticorps anti-VEGF que les niveaux de VEGF ou de VEGFxxxb eux-mêmes [7]. Le BVZ diminue la densité vasculaire tumorale mais favorise le développement des vaisseaux lymphatiques [8] qui facilitent probablement la diffusion de métastases. Dans de nombreux cas, le volume de la tumeur diminue immédiatement après traitement par BVZ ; cependant, dans un deuxième temps, on observe une sélection des cellules tumorales restantes, qui ont des propriétés métastatiques augmentées [8, 9].

1xxx désigne le nombre d’acides aminés de l’isoforme, par référence aux différentes isoformes classiques du VEGF dont la principale est le VEGF165

Il est important de mieux comprendre les effets des anti-angiogéniques sur la régulation de VEGF/VEGFxxxb. Une des difficultés est liée à la non-spécificité des anticorps qui permettent de quantifier le VEGF tumoral : alors qu’il existe des anticorps spécifiques pour VEGFxxxb, on ne dispose pas encore d’anticorps spécifiques pour les formes pro-angiogéniques de VEGF. Cette lacune rend évidemment la valeur pronostique de l’expression de VEGF par la tumeur moins pertinente. On a montré que, si la concentration intra-tumorale de VEGFxxxb est importante, le BVZ n’a pas d’effet sur la survie de patients atteints de cancer colorectal métastasé [10]. Il serait donc important de mesurer systématiquement le rapport VEGF/VEGFxxxb avant l’administration du BVZ.

En fonction de ce qui précède, les auteurs ont fait l’hypothèse selon laquelle le ciblage spécifique des formes pro-angiogénique de VEGF sans affecter les isoformes anti-angiogéniques VEGFxxxb, devrait avoir des effets bénéfiques plus importants.

Le but de ce travail était triple :

1 - démontrer que VEGFxxxb a un effet antitumoral dans des modèles de cancer du rein et de carcinome du côlon ;

2 - évaluer le rôle préventif d’une immunisation prophylactique contre les formes pro-angiogéniques de VEGF dans le développement de tumeurs très angiogéniques ;

3 - évaluer la pertinence du ciblage le facteur d’épissage SRSF1 ou de ses sites de liaison pour favoriser l’expression de VEGFxxxb et pour ralentir la croissance tumorale.

Résultats

1- L’expression de VEGF165b réduit le développement d’un cancer colorectal chez la souris et révèle une activité du BVZ (figure 1).

2- L’immunisation active contre les formes pro-angiogéniques du VEGF limite le nombre et la croissance des tumeurs

Les auteurs ont procédé à une immunisation prophylactique contre les formes pro-angiogéniques de VEGF. Cette vaccination n’a pas affecté les formes anti-angiogéniques de VEGF : le plasma de la plupart des souris immunisées contenait des anticorps reconnaissant VEGF165 mais pas VEGF165b. Les souris vaccinées contre les formes pro-angiogéniques de VEGF ont reçu des cellules tumorales syngéniques très agressives : cellules de carcinome rénal (RENCA) et de mélanome (B16) qui sécrètent des quantités équivalentes de VEGF. La croissance des tumeurs était bien inférieure chez les souris vaccinées (figure 2A, 2B). Le temps médian de survie était significativement augmenté chez les souris immunisées dans les deux modèles d’injection de cellules tumorales : 59,1 versus 51 jours (p = 0,04) pour les souris ayant reçu des cellules RENCA et 31,8 versus 27,5 jours (p = 0,01) pour celles ayant reçu des cellules B16 (figure 2C, 2D). Ces résultats sont en faveur d’un effet bénéfique d’une immunisation prophylactique contre les formes pro-angiogéniques de VEGF.

3- Les IgG purifiées provenant de souris immunisées contre les formes pro-angiogéniques de VEGF réduisent la croissance de cellules tumorales humaines RCC (cellules de carcinome rénal) implantées chez la souris nude (figure 3)

4- SRSF1 est un marqueur de mauvais pronostic pour le carcinome rénal

Le SRSF1 favorise l’épissage des RNA messagers vers les formes pro-angiogéniques de VEGF. Les auteurs ont quantifié l’expression du SRSF1 dans des lignées de carcinome rénal en fonction du statut de leur production de protéine codée par le gène VHL (pVHL) et de leur capacité à induire des tumeurs chez la souris. Les tests « témoins » ont été effectués avec des cellules de biopsie de rein normal. La capacité de donner naissance rapidement à des tumeurs de volume supérieur à 1 cm3 chez la souris nude est corrélée avec les niveaux les plus élevés d’expression de SRSF1 (figure 4A). De plus, le SRSF1 était plus exprimé dans le tissu tumoral que dans le tissu sain (figure 4B).

5- La down-régulation de SRSF1 ralentit le développement tumoral

L’ARN messager de VEGFxxxb et la protéine elle-même sont indétectables dans les cellules tumorales 786-O. Les auteurs ont diminué l’expression de SRSF1, par siARN, pour augmenter le rapport VEGFxxxb/VEGF et donc inhiber la vascularisation tumorale. Alors que les quantités de l’ARNm de VEGF n’étaient pas modifiées par le siARN, l’inhibition de SRSF1 était associée à une augmentation modeste mais reproductible et durable de l’ARNm de VEGFxxxb (augmentation de 20 % ; p = 0,0015) et du rapport VEGFxxxb/VEGF. Les cellules dont l’expression de SRSF1 avait été inhibée ont été injectées à des souris nude. La croissance de la tumeur est limitée dans ce groupe pendant 2 mois mais tend à rejoindre celle observée après injection de cellules non down-régulées après 60 jours (Figure 5A). On n’a pas observé de différence d’expression du VEGF par les cellules transfectées avec le siARN ; cependant, la concentration de VEGFxxxb était augmentée dans les tumeurs développées à partir de cellules transfectées avec le siARN de SRSF1 (figure 5B).

Discussion

Le même groupe avait déjà montré que le niveau de VEGF165b est en général réduit dans les tumeurs par rapport aux tissus normaux et que, dans 20 % des carcinomes rénaux testés, le niveau de VEGF165b est plus élevé que celui mesuré dans les tissus normaux [11]. La présence de VEGF165b dans la tumeur expliquerait, au moins en partie, pourquoi certains patients ne répondent pas au BVZ ou développent une résistance au cours du traitement : le BVZ se lie avec la même affinité aux formes pro- et anti-angiogéniques de VEGF, limitant probablement son efficacité [6]. Le niveau d’expression des formes anti-angiogéniques de VEGF chez les patients pourrait prédire l’inefficacité des traitements anti-VEGF. En général, un niveau d’expression tumoral de VEGF élevé est corrélé avec un mauvais pronostic [11] sauf dans le carcinome rénal pour lequel l’expression de VEGF n’a pas de valeur prédictive quant à l’efficacité d’un traitement anti-VEGF [12]. La présence des formes anti-angiogéniques pourrait expliquer ce paradoxe. Les outils actuels de dosage et de détection ne permettent pas de différencier les formes pro- et anti-angiogéniques de VEGF. Il serait certainement intéressant de développer des anticorps spécifiques reconnaissant VEGF et VEGFxxxb.

En résumé et conclusions

Les auteurs suggèrent donc que l’efficacité du bévacizumab est limitée par l’inhibition non spécifique des formes anti-angiogéniques de VEGF. G. Pagès et son équipe présentent plusieurs stratégies qui ciblent distinctement les formes pro-angiogéniques de VEGF et pensent, ainsi, améliorer les possibilités thérapeutiques des traitements anti-angiogéniques.

La première stratégie, prophylactique, consiste à vacciner les souris avec un peptide spécifique des formes pro-angiogéniques de VEGF. Les anticorps anti-VEGF développés par les souris limitent le nombre et la croissance des cellules tumorales injectées après immunisation. L’anticorps spécifique des formes pro-angiogéniques de VEGF a des effets anti-angiogéniques et anti-tumoraux plus puissants que ceux du BVZ. Après humanisation de l’anticorps, la technique d’immunisation originale pourrait être plus facilement applicable au patient. L’utilisation d’inhibiteurs spécifiques de SRPK1 pourrait également représenter un développement prometteur des stratégies anti-angiogéniques.

La seconde stratégie, thérapeutique, consiste à traiter les souris avec des anticorps spécifiques des formes pro-angiogéniques de VEGF. Cette stratégie a permis de valider le bénéfice obtenu avec ces anticorps par rapport à celui obtenu avec le BVZ qui inhibe avec la même affinité toutes les isoformes de VEGF.

Liens d’intérêts : L’auteur déclare ne pas avoir de lien d’intérêt en rapport avec cet article.