Soutenance de stage - CLARA · 1 De la chimiorésistance via les protéines "Multidrug Resistance"...
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1 De la chimiorésistance via les protéines "Multidrug Resistance" à la modélisation in vitro des stratégies de traitement Mahchid BAMDAD & Clémence DUBOIS Oncoriales – CLARA 2017
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De la chimiorésistance via les protéines "Multidrug Resistance" à la modélisation
in vitro des stratégies de traitement
Mahchid BAMDAD & Clémence DUBOIS
Oncoriales – CLARA 2017
Protéines « Multidrug Resistance » (MDR)
Super famille des transporteurs de type ABC (ATP Biding Casette)
2 Bala´ Zs Sarkadi, Physiol. Rev. 2006; Declève & Legrand Pharmacologie 2009, Rishil J. Kathawala et al., Drug Resistance Updates 2015.
Ex : « Permeability glycoprotein » = P-gp
TMD : Domaines transmembranaires impliqués dans la reconnaissance et transport des substrats
NBD : Domaines cytoplasmiques impliqués dans la liaison et d’hydrolyse d’ATP
Transporteurs d’efflux membranaires : Rôle d’efflux de différents substrats (médicaments, polluants…et/ou de métabolites).
Très conservés au cours de l’évolution (procaryotes et eucaryotes).
http://pharmtox.iusm.iu.edu/ext/zhanglab/images/Pgp.jpg
NBD
TMD
3 Bala´ Zs Sarkadi, Physiol. Rev. 2006; Declève & Legrand Pharmacologie 2009, Rishil J. Kathawala et al., Drug Resistance Updates 2015.
Milieu extracellulaire
Milieu intracellulaire
Membrane cellulaire
+
Anti-cancéreux
Soit une suresxpression basale des transporteurs MDR à l’origine de résistance
Soit une suresxpression des transporteurs MDR au cours du traitement
Chez les cellules normales : barrière de protection membranaire.
Chez les cellules cancéreuses : Phénotype « Multidrug Resistance (MDR) » ou la résistance croisée des cellules cancéreuses contre les anticancéreux.
Hypothèses et modélisation d’efflux
Milieu extracellulaire
Milieu intracellulaire
Membrane cellulaire
Romsiki &Sharon, Biochem. 1999; Seeling & Landwojtowicz Eur. J. Pharmaco. Sci. 2000; Chen et al., Cancer Res. 2001; Shapiro & Ling Europ. J. Biochem. 1997 4
Médicaments hydrophobes et/ou de grands composés anioniques de type drogue conjuguée (produits de biotransformation)
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Composés hydrophobes : médicaments/polluants
Bala´ Zs Sarkadi, Physiol. Rev. 2006; Declève & Legrand Pharmacologie 2009
ABCG2 = BCRP ABCB1 = MDR1- P-gp ABCC1 = MRP1 ABCC10 = MRP7
Protéines « Multidrug Resistance » d’intérêt clinique & Molécules cibles
« Permeability-glycoprotein » « Breast Cancer
Resistance Protein « Multidrug Resistance-
associated Protein »
Rôle de protection à l’échelle cellulaire 6
Bala´ Zs Sarkadi, Physiol. Rev. 2006
Propriété de chevauchement de reconnaissance de différentes drogues par la même protéine MDR
7 Rishil J. Kathawala et al., Drug Resistance Updates 2015
Classification des modulateurs pharmacologiques de MDRs (classe des Inhibiteurs de Tyrosine Kinase)
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Thérapies conventionnelles
ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBC)
Inhibiteurs de Tyrosine kinase,
Inhibiteurs de PARP1
ABCC10/MRP7
Optimisation du traitement des tumeurs du sein triple négative par modélisation in vitro
Dufour R. et al., Scientific Reports 2015; El Gerrab A. et al., Oncotarget 2016; El Gerrab A. et al., Mol Carcinog, 2016.
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Modèle d’étude : Cancer du sein Triple Négatif (CSTN)
Tumeurs prépondérantes chez les jeunes femmes Très agressives Pas de thérapie ciblée en clinique Thérapie classique avec de fréquente rechute Mauvais pronostic
Nouvelles classes de thérapies ciblées
Inhibiteurs de Poly(ADP-ribose) polymérase 1 (PARP1)
Olaparib © (en cours de recherche clinique)
10
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,5 3 4,5 6 15 24
Expr
essi
on le
vel o
f BCR
P (a
.u)
Time (h)
DMSO 0,1%
50µM Olaparib
BCRP
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,5 3 4,5 6 15 24
Expr
essi
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f P-g
p (a
.u)
Time (h)
DMSO 0,1%
50µM Olaparib
P-gp 0
20
40
60
80
100
120
TDMSO
20 40 50 60 80 100
Cell
surv
ival
(%)
Olaparib concentration (µM)
* * * * * *
Survie des cellules de la lignée SUM1315 en présence d’Olaparib durant 24h
Choix de la concentration 50 µm d’Olaparib
Taux d’expression de la BCRP et de la P-gp en présence de 50 µM d’Olaparib Dufour et al., 2015 Scientific Reports, sous presse
Modèle : Cuture cellulaire BLTN – Lignée SUM1315 en 2D
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ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
NH N
N N
O
O
F
O
ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
3h de traitement
Dufour et al., Scientific Reports 2015
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ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
Dufour et al., Scientific Reports 2015
À partir de 6 h de traitement
ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
Réponse relais BCRP et P-gp
13 Dufour et al., Scientific Report 2015
ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
Après 24 h de traitement :
Expression basale P-gp et BCRP
ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
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ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
NH N
N N
O
O
F
O
ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP1
Après 24 h de traitement
Dufour et al., Scientific Reports 2015
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Survie des cellules de la lignée SUM1315 en présence de 50 d’Olaparib au cours du temps
Cinétique de la concentration intracellulaire d’Olaparib à 50 µM dans les cellules SUM1315
0255075
100125
1 2 3 6 15 24Rel
ativ
e qu
antit
ies
Time (h)
* *
0
20
40
60
80
100
120
24 h 72 h 120 h
Cel
l sur
viva
l (%
)
Olaparib concentration (µM)
Control 0.1% DMSO
50 µM Olaparib
* * * Maintien d’Olaparib dans les cellules SUM1315 ?
Détournement des protéines MDR ?
Cible intracellulaire ?
Dufour et al., Scientific Reports 2015
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ABCB1/MDR1/P-gp
ABCG2/BCRP
Triple negative cell lines (TNBL)
Olaparib : inhibiteur de PARP
Détournement de l’action des protéines MDR et augmentation de la sensibilité des cellules tumorales
Dufour et al., Scientific Reports 2015
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Maintien d’Olaparib dans les cellules SUM1315 ?
Détournement des protéines MDR ?
Cible intracellulaire ? Olaparib© fluorescent Cultures cellulaires en trois dimensions
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Modèle d’étude: deux lignées cellulaires « BLTN » SUM1315, MDA-MB-231 Paramètres analysés:
Concentration en matrice extracellulaire
Concentrations cellulaires
Prolifération
Activité métabolique
Topologie et ultrastructure
Sensibilité aux thérapeutiques
Technique utilisée: Liquid Overlay
Dubois et al., Oncotarget 2017
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SUM1315 Modèle non prolifératif
MDA-MB-231 Modèle prolifératif
Dubois et al., Oncotarget 2017
20 Dubois et al., Oncotarget 2017
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Activité métabolique 3D < Activité métabolique 2D
Hétérogénéité cellulaire (gradients du survie, pH...)
Costa EC et al., Biotechnol Adv. 2016; Breslin S, O’Driscoll L. Oncotarget. 2016; Dubois et al., Oncotarget 2017
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Action cytotoxique Action cytotoxique et cytostatique
SUM1315 MDA-MB-231
Dubois et al., Oncotarget 2017
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Responsable groupe Résistance : Pr BAMDAD Mahchid (Biologiste cellulaire)
Pr MOUNETOU Emmanuelle : Pharmaco-chimiste [email protected]
Dr DAUMAR Pierre : Pharmaco-chimiste [email protected]
Catherine VATOUX: Technicienne [email protected]
DUBOIS Clémence : Doctorante [email protected]
VALTON Emeline : M2 [email protected]
GOISNARD Antoine : M2 [email protected]
Merci de votre Attention
