Le cancer de l’ovaire et sa prise en charge thérapeutique

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Inhibiteurs de MEK

L’activité élevée de MEK dans un grand nombre de cancers en fait une cible thérapeutique attractive (Maik-Rachline and Seger, 2016). La plupart des inhibiteurs de MEK sont des inhibiteurs non compétitifs de l’ATP, ils se fixent sur un unique site allostérique adjacent au site de liaison à l’ATP. Leur grande spécificité vient du fait que le site auquel ils se lient sur MEK est unique, ce qui les empêche de cibler d’autres protéines sérine/thréonine kinases (Akinleye et al., 2013; Miller et al., 2014).
Plusieurs inhibiteurs de MEK sont aujourd’hui évalués dans différents essais cliniques : le CI-1040 (ou PD184352), premier inhibiteur allostérique de MEK à avoir été évalué en essais cliniques (Samatar and Poulikakos, 2014), le PD0325901, le MEK162 (ARRY-162, ARRY-438162 ou binimetinib) ou encore l’AZD6244 (ou selumetinib) (Tableau 18). De plus, deux de ces inhibiteurs sont en clinique : le trametinib (Mekinist® ou GSK1120212) et le cobimetinib (GDC-0973, XL518 ou Cotellic®). En effet, le trametinib a été approuvé par la FDA en 2013 et a obtenu l’AMM en 2014 pour le traitement du mélanome métastatique avec la mutation BRAFV600E. De plus, comme décrit précédemment, l’association du dabrafenib avec le trametinib ou avec le cobimetinib est également en clinique pour le traitement de ces mêmes patients (Samatar and Poulikakos, 2014).
Bartholomeusz et al., 2012), induisant l’arrêt du cycle cellulaire en phase G1 (Pohl et al., 2005; Bartholomeusz et al., 2012) ou l’apoptose (Pohl et al., 2005; Nakayama et al., 2008). Ils ont également démontré une activité anti-tumorale sur divers modèles de cancers de l’ovaire in vivo (Nakayama et al., 2008; Gruosso et al., 2015; Bartholomeusz et al., 2012; Hew et al., 2016).
Gruosso et ses collaborateurs ont montré une activité anti-proliférative du selumetinib et du MEK162 dans modèles de cancers de l’ovaire séreux de haut grade présentant un haut niveau d’expression de MAP3K8, capable d’activer MEK (Gruosso et al., 2015). En clinique, le selumetinib a montré un intérêt dans le traitement de patientes atteintes d’un cancer de l’ovaire séreux de bas grade dans un essai de phase II (Farley et al., 2013) mais aussi dans un cas de cancer de l’ovaire séreux de haut grade KRAS muté (Takekuma et al., 2016). Par ailleurs, le pimasertib (AS703026 ou MSC1936369B), le MEK162, le selumetinib, le cobimetinib et le PD0325901 sont évalués dans différents essais cliniques pour le traitement des cancers de l’ovaire. Ces essais sont récapitulés dans le Tableau 17.
Lors de nos travaux nous avons choisi le trametinib car c’était le premier inhibiteur de MEK à être entré en clinique. C’est un puissant inhibiteur de MEK qui, contrairement aux inhibiteurs cités ci-dessus, se lie préférentiellement à MEK1 et MEK2 et empêche leur phosphorylation par Raf (Samatar and Poulikakos, 2014). L’effet anti-prolifératif du trametinib seul a été observé dans un large panel de lignées cancéreuses dans deux études, en particulier dans les lignées présentant des mutations de RAF ou RAS dont des lignées de cancer de l’ovaire (Gilmartin et al., 2011; Jing et al., 2012) mais également dans des lignées de mélanome (Khalili et al., 2012; Schick et al., 2015), de cancer du côlon (Watanabe et al., 2013), de neuroblastome (Tanaka et al., 2016) ou encore de cancer du poumon non à petites cellules (Joshi et al., 2015). Cet effet anti-prolifératif est dû à un arrêt du cycle cellulaire en phase G1 dans de plusieurs de ces modèles (Schick et al., 2015; Yamaguchi et al., 2011; Watanabe et al., 2013; Joshi et al., 2015). De plus, il exerce également un effet cytotoxique dans certaines lignées de cancer colorectal (Yamaguchi et al., 2011; Watanabe et al., 2013), de cancer du poumon non à petites cellules (Joshi et al., 2015) et de cancer du pancréas (Walters et al., 2013). In vivo, le trametinib présente une activité anti-tumorale dans des modèles de xénogreffes de cancer colorectal (Gilmartin et al., 2011; Yamaguchi et al., 2011), de cancer du pancréas (Walters et al., 2013; Dumble et al., 2014), de cancer du poumon (Mas et al., 2015) et de mélanome (Gilmartin et al., 2011; Villanueva et al., 2013).
Cet inhibiteur n’a pas été beaucoup étudié dans les cancers de l’ovaire. Le trametinib seul inhibe fortement la prolifération dans des lignées tumorales ovariennes de bas grade présentant des mutations de KRAS et il a montré une meilleure activité anti-proliférative que d’autres inhibiteurs de MEK (Fernandez et al., 2016). Le trametinib est évalué en monothérapie dans un essai clinique de phase II/III pour le traitement de cancers de l’ovaire séreux de bas grade et comparé aux agents de chimiothérapie standard (https://clinicaltrials.gov, NCT02101788) (Tableau 17). Il est également évalué dans les cancers de l’ovaire en phase I/II en association avec le GSK2141795 (inhibiteur d’Akt) et le dabrafenib (https://clinicaltrials.gov, NCT01902173) et en phase Ib en association avec le BKM120 (https://clinicaltrials.gov, NCT01155453). Les résultats de cette dernière ont montré une activité anti-tumorale de la combinaison trametinib/BKM120 dans les cancers de l’ovaire présentant des mutations de KRAS ou BRAF (Bedard et al., 2015).
Malgré ces résultats encourageants, une rechute a été observée en réponse au trametinib chez des patients atteints de mélanome BRAF muté ayant déjà été traités par un inhibiteur de Raf (vemurafenib ou dabrafenib). Même si les raisons de cet échec ne sont pas claires, plusieurs hypothèses peuvent être avancées : (i) la tumeur pourrait évoluer vers une dépendance à une autre voie que la voie MAPK/ERK, (ii) elle pourrait échapper aux effets de cet inhibiteur grâce à l’acquisition de mutations permettant de conserver l’activité de ERK ou (iii) la levée des boucles de rétrocontrôle négatif peuvent permettre la réactivation de la voie (Samatar and Poulikakos, 2014).
L’efficacité des inhibiteurs de MEK semble privilégiée dans certains contextes cellulaires présentant par exemple des mutations de KRAS ou BRAF, une sélection adéquate des patients est cruciale afin d’obtenir des résultats satisfaisants pour cette famille de molécules, en prenant également en compte que l’activation de ERK peut se faire via d’autres mécanismes. Les mécanismes de résistance observés en réponse aux inhibiteurs de MEK sont similaires à ceux observés avec les inhibiteurs de Raf (Figure 59) avec une réactivation de la voie possible via l’activation de voies parallèles telles que la voie PI3K/Akt/mTOR, la levée des boucles de rétrocontrôle négatif, l’activation d’autres RTKs ou encore l’acquisition de mutations activatrices de MEK (Samatar and Poulikakos, 2014). La plupart des toxicités retrouvées avec les inhibiteurs de MEK sont des éruptions cutanées, de la fatigue, la diarrhée, une élévation des créatines phospho-kinases et une toxicité occulaire (Miller et al., 2014).

Inhibiteurs de ERK

ERK étant la seule cible de MEK, les inhibiteurs de ERK n’apportent pas de bénéfice supplémentaire par rapport aux inhibiteurs de MEK, ce qui explique le faible intérêt pour ce type de molécules (Samatar and Poulikakos, 2014). Les inhibiteurs de ERK pourraient avoir un intérêt pour éviter la résistance liée au rétablissement de l’activation de ERK en réponse aux inhibiteurs de Raf ou MEK comme décrit précédemment.
Un des inhibiteurs de ERK entrant actuellement en essais cliniques est le SCH772984, inhibiteur compétitif de l’ATP. Il agit via un double mécanisme (i) en l’activité kinase intrinsèque de ERK et (ii) en empêchant sa phosphorylation par MEK grâce à un changement de conformation dû à la liaison de l’inhibiteur (Samatar and Poulikakos, 2014). Cette molécule inhibe efficacement la voie ERK et la prolifération cellulaire avec un arrêt du cycle cellulaire en phase G1 et induit l’apoptose dans des lignées cellulaires KRAS ou BRAF. Cette activité anti-proliférative est également observée dans les modèles résistants aux inhibiteurs de BRAF ou de MEK. Son activité anti-tumorale a été démontrée dans des modèles xénogreffés de mélanome et de carcinome pancréatique KRAS ou BRAF mutés (Morris et al., 2013). Plusieurs autres inhibiteurs de ERK sont en développement clinique et préclinique: le SCH900353 (ou MK-8353), analogue du SCH772984, le BVD-523 et le GDC-0994 (ou RG7842) (Tableau 19) (Samatar and Poulikakos, 2014).

Table des matières

Abréviations
Introduction générale
Etude bibliographique
Première partie : Le cancer de l’ovaire et sa prise en charge thérapeutique
Chapitre I : Le cancer de l’ovaire : généralités
I.􀀃 Quelques chiffres
II.􀀃 Description d’une maladie complexe
II.1􀀃 Principaux facteurs de risque
II.2􀀃 Classification des cancers de l’ovaire
II.3􀀃 Origines envisagées du cancer de l’ovaire
III.􀀃 Altérations moléculaires des cancers de l’ovaire
Chapitre II : Prise en charge thérapeutique des cancers de l’ovaire
I.􀀃 Diagnostic
II.􀀃 Traitement standard
II.1􀀃 La chirurgie
II.2􀀃 La chimiothérapie de première ligne
II.3􀀃 Thérapie ciblée : intérêt des anti-angiogéniques
III.􀀃 Récidives, chimiorésistance et traitements associés
III.1􀀃 Récidives
III.2􀀃 Chimiorésistance
III.3􀀃 Traitement des rechutes
IV.􀀃 Autres stratégies et essais thérapeutiques récents
IV.1􀀃 Les anti-angiogéniques
IV.2􀀃 Inhibiteurs de PARP
IV.3􀀃 Autres essais
IV.4􀀃 Essai MONAVI
Deuxième partie : Contrôle de l’apoptose par la famille Bcl-2 : une opportunité thérapeutique
dans les cancers
Chapitre I : La mort cellulaire par apoptose et son contrôle par les protéines de la famille
I.􀀃 Apoptose : son rôle physiologique
II.􀀃 Signaux inducteurs de l’apoptose
III.􀀃 Caractéristiques morphologiques et biochimiques de l’apoptose
IV.􀀃 Les différentes voies d’induction de l’apoptose
IV.1􀀃 La voie des récepteurs de mort, dite « voie extrinsèque »
IV.2􀀃 La voie du réticulum endoplasmique (RE)
IV.3􀀃 Focus sur la voie mitochondriale : la « voie intrinsèque »
V.􀀃 Les membres de la famille Bcl-2 et leurs interactions
V.1􀀃 Les pro-apoptotiques BH3-only
V.2􀀃 Les pro-apoptotiques multidomaines
V.3􀀃 Les anti-apoptotiques
Chapitre II : Les protéines de la famille Bcl-2 comme cibles thérapeutiques dans les cancers
de l’ovaire
I.􀀃 Bcl-xL et Mcl-1, deux cibles pertinentes dans les cancers de l’ovaire
I.1􀀃 Altérations des voies de l’apoptose dans les cancers
I.2􀀃 Bcl-xL et Mcl-1 sont fréquemment surexprimées dans les cancers
I.3􀀃 Bcl-xL et Mcl-1 : un verrou anti-apoptotique dans les cancers de l’ovaire
I.4􀀃 Effets de la modulation de Bcl-xL et Mcl-1 dans les cancers de l’ovaire
II.􀀃 Bcl-xL et Mcl-1 comme cibles thérapeutiques des cancers de l’ovaire : quels outils
II.1􀀃 Inhibition de l’expression des anti-apoptotiques par transfert de nucléotides
II.2􀀃 Inhibition de l’activité des anti-apoptotiques par les molécules BH3-mimétiques
Troisième partie : Régulation des protéines de la famille Bcl-2 par les voies de signalisation
PI3K/Akt/mTOR et MAPK/ERK
Chapitre I : La voie PI3K/Akt/mTOR, son lien avec les protéines de la famille Bcl-2 altérations dans les cancers
I.􀀃 La voie PI3K/Akt/mTOR : une voie de survie et de prolifération majeure pour cellule
I.1􀀃 Les différents acteurs de la voie PI3K/Akt/mTOR
I.2􀀃 Mode d’activation et rôle de la voie PI3K/Akt/mTOR
I.3􀀃 Boucles de rétrocontrôle
II.􀀃 Implication de la voie PI3K/Akt/mTOR dans la régulation de la protéine Mcl-1 ses partenaires BH3-only Bim, Puma et Noxa
II.1􀀃 Régulation de Mcl-1 par la voie PI3K/Akt/mTOR
II.2􀀃 Régulation des partenaires BH3-only de Mcl-1 par la voie PI3K/Akt/mTOR
III.􀀃 Altérations de la voie PI3K/Akt/mTOR dans les cancers
III.1􀀃 Altérations en amont de la voie PI3K/Akt/mTOR
III.2􀀃 Altérations de la PI3K
III.3􀀃 Altérations de PTEN
III.4􀀃 Altérations d’Akt
III.5􀀃 Autres altérations
Chapitre II : La voie MAPK/ERK, son lien avec les protéines de la famille Bcl-2
altérations dans les cancers
I.􀀃 La voie MAPK/ERK : une voie de survie et de prolifération majeure pour la cellule
I.1􀀃 Les différents acteurs de la voie MAPK/ERK
I.2􀀃 Mode d’activation de la voie MAPK/ERK
I.3􀀃 Boucles de rétrocontrôle
II.􀀃 Implication de la voie MAPK/ERK dans la régulation de la protéine Mcl-1 et
partenaires BH3-only Bim, Puma et Noxa
II.1􀀃 Régulation de Mcl-1 par la voie MAPK/ERK
II.2􀀃 Régulation des partenaires pro-apoptototiques BH3-only de Mcl-1 par
MAPK/ERK
III.􀀃 Altérations de la voie MAPK/ERK dans les cancers
III.1􀀃 Altérations de Ras
III.2􀀃 Altérations de Raf
III.3􀀃 Surexpression de MAP3K8
III.4􀀃 Altérations de MEK et de ERK
Chapitre III : Interconnexions et mécanismes de compensation entre les
PI3K/Akt/mTOR et MAPK/ERK
I.􀀃 Régulation de la voie MAPK/ERK par la voie PI3K/Akt/mTOR
II.􀀃 Régulation de la voie PI3K/Akt/mTOR par la voie MAPK/ERK
III.􀀃 Convergence entre les deux voies
Quatrième partie : Intérêt des inhibiteurs de la voie PI3K/Akt/mTOR et de MAPK/ERK pour moduler l’expression de Mcl-1 et de ses partenaires BH3- sensibiliser à l’ABT-737
Chapitre I : Les différents inhibiteurs des voies PI3K/Akt/mTOR et MAPK/ERK
I.􀀃 Molécules inhibitrices de la voie PI3K/Akt/mTOR
I.1􀀃 Inhibiteurs de PI3K
I.2􀀃 Inhibiteurs d’Akt
I.3􀀃 Inhibiteurs de mTOR
I.4􀀃 Doubles-inhibiteurs PI3K/mTOR
II.􀀃 Molécules inhibitrices de la voie MAPK/ERK
II.1􀀃 Inhibiteurs de Ras
II.2􀀃 Inhibiteurs de Raf
II.3􀀃 Inhibiteurs de MEK
II.4􀀃 Inhibiteurs de ERK
Chapitre II : Intérêt de l’inhibition de la voie PI3K/Akt/mTOR ou de la voie MAPK/
pour réguler Mcl-1 et ses partenaires et sensibiliser à l’ABT-737
I.􀀃 Impact de l’inhibition de la voie PI3K/Akt/mTOR par le BEZ235, l’AZD8055
MK-2206 sur l’expression de Mcl-1 et de ses partenaires pro-apoptotiques BH3-only
I.1􀀃 Effets de ces inhibiteurs sur l’expression de Mcl-1
I.2􀀃 Effets de ces inhibiteurs sur l’expression et l’activité des partenaires BH3-
Mcl-1 : Bim, Noxa et Puma
II.􀀃 Intérêt de l’association de l’inhibition de la voie PI3K/Akt/mTOR et de l’inhibition
de Bcl-xL par l’ABT-737
III.􀀃 Impact de l’inhibition de la voie MAPK/ERK sur l’expression de Mcl-1
partenaires pro-apoptotiques BH3-only
III.1􀀃 Effets des inhibiteurs de la voie MAPK/ERK sur l’expression de Mcl-1
III.2􀀃 Effets des inhibiteurs de la voie MAPK/ERK sur les partenaires BH3-
Mcl-1 : Bim, Puma et Noxa
IV.􀀃 Intérêt de l’association de l’inhibition de la voie MAPK/ERK et de l’inhibition
Bcl-xL par l’ABT-737
Chapitre III : Intérêt de l’association des inhibiteurs des voies PI3K/Akt/mTOR
MAPK/ERK pour induire l’apoptose dans les cellules cancéreuses, avec ou sans ABT-
I.􀀃 Effets de l’inhibition concomitante des deux voies PI3K/Akt/mTOR et MAPK/
156􀀃
II.􀀃 Effets de l’inhibition concomitante des deux voies PI3K/Akt/mTOR et MAPK/
en association avec l’ABT-737
Contexte et objectifs de la thèse
Résultats
Publication n°1 : « Le double inhibiteur PI3K/mTOR NVP-BEZ235 réduit l’expression
Mcl-1 et sensibilise les cellules de cancer de l’ovaire aux stratégies ciblant Bcl-xL, à
que Bim soit induit »
Publication n°2 : L’inhibiteur de mTORC1/2 AZD8055 renforce l’efficacité de l’inhibiteur
MEK trametinib pour réduire le ratio Mcl-1/[Bim et Puma] et pour sensibiliser les cellules
cancer de l’ovaire à l’ABT-737.
Publication n°3: Les oligopyridines, foldamères mimes d’hélice 􀄮, inhibent sensibilisent les cellules de carcinome ovarien aux stratégies anti-Bcl-xL
Discussion
Conclusions générales et perspectives
Matériel et méthodes
I.􀀃 Lignées cellulaires
II.􀀃 Les substances actives étudiées
II.1􀀃 ABT-737
II.2􀀃 AZD8055
II.3􀀃 MK-2206
II.4􀀃 BEZ235
II.5􀀃 BGT226
II.6􀀃 Trametinib
II.7􀀃 CI-1040
III.􀀃 Caractérisation de l’apoptose
III.1􀀃 Le DIAminoPhénylIndole (DAPI)
III.2􀀃 La cytométrie en flux
IV.􀀃 Recherche du clivage des caspases 3 et de la PARP par western-blot
IV.1􀀃 Etude de l’expression des protéines par western-blot
V.􀀃 Immunoprécipitation
VI.􀀃 Stratégie ARN interférence
VII.􀀃 Analyse de la cytotoxicité en temps réel (xCELLigence)
VIII.􀀃 RT-qPCR
VIII.1􀀃 Extraction des ARN totaux
VIII.2􀀃 Synthèse d’ADNc par transcription inverse
VIII.3􀀃 Amplification par PCR Quantitative en temps réel
Références