Thérapie génique, suicide des métastases hépatiques du cancer colique chez le rat

par Patrick Baqué

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Bernard Rossi.

Soutenue en 2001

à Nice .


  • Résumé

    Le cancer colorectal est le plus fréquent des cancers en France, les deux sexes confondus. La gravité de ces tumeurs est liée à l’apparition de métastases diffuses, le plus souvent hépatiques. Le traitement actuel de ces métastases repose sur la chirurgie d’exérèse, rarement possible, et sur la chimiothérapie systémique basée sur l’utilisation di 5-fluorouracile (5-FU). Le gène bactérien cytosine désaminase (CD) code pour une enzyme qui a pour effet de désaminer la cytosine en uracile, permettant ainsi la transformation de la 5-fluorocytosine (5-FC), médicament antifongique non cytotoxique, en 5-FU. Le transfert du gène CD au sein des cellules tumorales permet donc d’obtenir une chimiothérapie ciblée à la tumeur en administrant du 5-FU néosynthétisé aux cellules tumorales sauvages avoisinantes permettant d’induire la destruction (effet bystander local). Pour ce travail, nous avons utilisé un modèle syngénique de métastases hépatiques de cancer colique chez le rat BDIX, généré par injection intra-hépatique de cellules tumorales coliques DHD/K12/PROb (ou PROb). Dans un premier temps, nous avons développé une approche de « vaccination » en injectant des cellules tumorales exprimant le gène CD (PRObCD, ou cellules CD+), puis en traitant les animaux par 5-FC. Cette stratégie nous a permis de démontrer que des tumeurs hépatiques ou sous-cutanées CD+ régressent efficacement sous 5-FC, et qu’une immunité inhibant le développement de nouvelles tumeurs sauvages est déclenchée suite à cette vaccination (vaccination « préventive »). Dans un deuxième temps, nous avons montré que cette réponse immunitaire anti tumorale était suffisamment forte pour induire le rejet d’une tumeur hépatique sauvage synchrone ou préexistante située à distance (vaccination « curative »). Cet effet s’accompagne d’une augmentation significative de la survie des animaux. Ces résultats indiquent donc l’existence d’un effet bystander à distance puissant dans le système suicide CD/5-FC, dont nous avons montré qu’’il était médié par les cellules NK. Dansun troisième temps, et en vue d’applications cliniques futures, nous avons d’une part démontré que l’administration orale de 5-FC était aussi efficace que l’administration parentérale, et d’autre part, nous avons développé des stratégies de transfert de gène dans les métastases hépatiques par injection d’ADN nu et par électroporation des tumeurs in vivo. Ces deux méthodes permettent également d’observer un effet thérapeutique significatif sur la tumeur traitée, accompagné d’un effet bystander à distance systémique.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Suicide gene therapy of liver metastasis from colorectal cancer in rat


  • Résumé

    Colorectal cancer is the most frequent cancer in France, for both sexes. Curative treatment of liver metastases from colon cancer is surgical resection, but it is rarely possible, and chemotherapy consists in administration of 5-Fluorouracil (5-FU). The cytosine deaminase (CD) gene of Escherichia coli converts the non-toxic compound 5-Fluorocystosine (5-FC) into 5-FU, thereby acting as a suicide gene when introduced into cancer cells, killing cells when they are exposed to 5-FC. Firstly, was analyzed the efficacy of using cytosine deaminase-bearing cancer cells as an autologous tumor vaccine in a rat model that mimics liver metastasis from colon carcinoma. We introduced a plasmid vector containing the CD gene into BDIX rat colon carcinoma cell line. Intrahepatic injection of the modified cell line in syngeneic animals generates a single experimental liver “suicide tumor”. We then analyzed the effect of 5-FC treatment in terms of regression of CD-expressing cells in vivo as well as protection against wild-type cancer cells. Treatment with 5-FC induced a significative regression of CD-expressing (CD+) tumors, and intrahepatic injection of CD+ cells followed by 5-FC treatment rendered the treated animals resistant to challenge with wild-type tumors. This vaccination produced a statistically significance increase in survival time. In vivo immunodepletion and immunihistologie analysis of experimental tumors indicate that natural killer cells are the major immune component involved in this antitumor effect. Secondly, we demonstrated that this distant bystander effect on a liver tumor can be induced after subcutaneous suicide cell-based vaccination, and that suicide cell-base vaccination was efficient in limiting tumor dissemination to extras-hepatic comportments. This study compares for the first time the efficiency of subcutaneous and intra-hepatic suicide cell-based vaccination are equally efficient in carcinoma model in rats? The results indicate that both modes of vaccination are equally efficient in inducing a systemic antitumor response, suggesting that this strategy is a powerful approach against development and dissemination of metastatic colon carcinoma. In the last part of this work, we demonstrated that intratumoral injection of a cytosine deaminase-expressing plasmid in a liver tumor followed by 5-fluorocytosine oral treatment resulted in significant regression of this tumor compared to control animals both in microscopic or advanced tumor models. Moreover, this treatment also induced a potent distant bystander effect on untreated contralateral liver tumors and extra-hepatic metastases, resulting in an increased survival compared to control animals in both tumor models.

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Informations

  • Détails : 103 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 77-103. Résumé en français

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 01NICE5683
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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 01NICE5683bis
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