Etude des mécanismes de résistance des cancers de prostate aux inhibiteurs de topoisomérases I de la famille des camptothécines

Abstract

Les ADN-Topoisomérases (Topo) de type I et II sont des enzymes essentielles à la suppression des surenroulements de engendrés par la plupart des transactions de l’ADN. Elles sont des cibles de médicaments anticancéreux très utilisés en clinique. Parmi eux, les inhibiteurs de Topo1 de la famille des camptothécines (CPT) exercent leur cytotoxicité en produisant des cassures double-brin de l’ADN provenant de la collision des fourches de réplications avec les complexes ADN-Topo1 stabilisés par ces inhibiteurs. Les dérivés de CPT sont approuvés pour le traitement des cancers coliques, de l’ovaire et du poumon, mais il existe de multiples mécanismes de résistance à ces agents qui sont à l’origine de l’échec du traitement. Les cancers de la prostate sont réfractaires aux CPT, mais très peu d’études ont été réalisées pour expliquer cette résistance « intrinsèque ». Ce travail de thèse visait à identifier les mécanismes de cette résistance en nous appuyant (1) sur des résultats antérieurs de l’équipe montrant que l’interaction entre la DNA-PKcs, une kinase impliquée dans la réparation de l’ADN par recombinaison non-homologue, et la Topo1 pouvait réguler la sensibilité aux CPT de manière indépendante de la réparation de l’ADN et (2) sur une étude ayant mis en évidence une interaction entre DNA-PKcs et le facteur de transcription ERG dont le gène est remanié dans plus de 50% des tumeurs de prostate. Nos résultats montrent pour la première fois que ERG est effectivement impliqué dans la régulation de la réponse aux CPT dans la lignée VCaP présentant un gène de fusion TMPRSS2-ERG. La répression de ERG dans la lignée VCaP induit une sensibilisation à la CPT mais pas à l’étoposide (un inhibiteur de Topo2) et est accompagnée d’une augmentation du nombre de complexes ADN/Topo1. Ce mécanisme peut-être soit lié à un effet de ERG sur l’interaction DNA-PKcs/Topo1 ou à une régulation transcriptionnelle de gènes impliqués dans la réponse aux CPT incluant la Topo1 elle-même. Nous avons confirmé cette deuxième hypothèse, en démontrant que ERG régule la transcription du micro ARN miR-24 et que l’expression de Topo1 est également sous contrôle de miR-24 dans la lignée VCaP. Des résultats similaires ont été obtenus dans la lignée LNCaP (présentant le gène de fusion TMPRSS2-ETV1) dans laquelle la répression de ETV1 confère aussi une sensibilisation à la CPT. Au cours de notre travail nous avons également recherché des inhibiteurs de l’interaction entre la DNA-PKcs et Topo1 afin de pouvoir utiliser ces composés comme agents de potentialisation des dérivés de CPT en clinique. Les résultats du criblage d’une banque de 320 composés naturels réalisé par la technologie AlphaScreen n’ont malheureusement pu identifier que des inhibiteurs catalytiques de Topo1. Nous avons néanmoins pu montrer que l’un d’entre eux, la mahanimbine, présentait une forte activité cytotoxique vis-à-vis de lignées résistantes aux dérivés de CPT et vis-à-vis de la lignée VCaP ce qui permet d’envisager le développement de nouvelles classes d’inhibiteurs catalytiques Topo1 pouvant contourner la résistance des dérivés de CPT en clinique.