Induction d'une réponse antitumorale et immunitaire suite à l'inhibition du récepteur de l'IGF-1 et de son ligand par ARN interférence

Silencing of IGF-1 receptor and its ligand induce an antitumoral and immune response in breast cancer models

• Auteur / Autrice : Tiphanie Durfort
• Direction : Jean-Christophe François
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 5
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Paris Descartes. Faculté de pharmacie de Paris (....-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteur de croissance IGF-I

Récepteur IGF de type 1

Petit ARN interférent

Réponse immunitaire

Anticancéreux

Chimiothérapie

Cancer du sein

Résumé

Le facteur de croissance IGF-1 et son récepteteur IGF-1R participent à la tumorigénèse de nombreux cancers. L'inhibition de ces protéines avec des approches ARN ou oligonucléotides antisens ont entraîné l'activation d'une réponse immunitaire antitumorale spécifique in vivo. Durant ma thèse, mon objectif a été de développer une stratégie alternative plus éfficace pour inhiber l'axe IGF et de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires qui permettent cette augmentation spécifique de l'immunogénicité. Pour cela, nous avons dessiné plusieurs molécules siRNAs ciblant IGF-1R et IGF-1. Un criblage des séquences a été effectué dans des modèles de cancer du sein (EMT6, C4HD) et du foie murin (mhAT2) syngéniques. Les molécules les plus efficaces ont été modifiées avec un 2'O méthyle sur les motifs uridine du brin passager afin de ne pas stimuler de réponse immunitaire innée cytotoxique dans les cellules. La transfection d'un siRNA 2'O méthyle dirigé contre IGF-1R diminue la prolifération cellulaire et la phosphorylation des voies de signalisation AKT et ERK 1/2, provoquant un blocage du cycle cellulaire en phase G0/G1 dans les cellules. Des cytokines pro-inflammatoires sont sécrétées par les cellules cancéreuses du sein inhibées pour IGF-1R. Les cellules C4HD transfectées avec les siRNAs 2'O méthyle dirigés contre IGF-1R et IGF-1 perdent leur tumorigénicité in vivo. Les analyses hispathologiques de ces tumeurs révèlent la présence d'index mitotique faible ainsi qu'une infiltration par les lymphocytes et les polymorphonucléaires neutrophiles. L'existance d'une réponse immunitaire cellulaire active a été confirmée chez la souris vaccinées avec les cellules C4HD transfectées avec le siRNA 2'O méthyle dirigé contre IGF-1R grâce à l'utilisation de différents tests (test d'hypersensibilité retardée, prolifération et cytotoxicité des splénocytes). Nos résultats montrent que nos molécules possèdent un intérêt thérapeutique dans le traitement des cancers exprimant IGF-1R ou IGF-1 et fournissent plusieurs éléments de réponse concernant le lien entre le système IGF et la réponse immunitaire.

The role of insulin-like growth factor I (IGF-I) and its type I receptor (IGF-IR) in tumorigenesis has been well documented. Strategies like RNA or oligonucleotide antisense-based down-regulation of IGF-I or IGF-IR have been shown to trigger antitumoral immune response in addition to in vivo tumor growth inhibition. Here, IGF-I and IGF-IR blockade through 2'Omethyl modified short interfering RNA and their potential immunological stimulation are addressed in syngenic models. Some sequences were selected that were able to efficiently and specifically downregulate IGF-I and IGF-IR in murine hepatocarcinoma (mhAT2) and breast cancer cells (EMT6, CAHD). Transfection of IGF-IR siRNAs caused decreased cell proliferation in vitro. Moreover, IGF-IR silencing diminished phosphorylation of downstream signaling pathway proteins AKT and ERK1/2, and induced a G0/G1 cell cycle block. Proinflammatory cytokines were also produced by breast tumor cells downregulated for IGF-IR. When transfected with anti IGF-I or anti IGF-IR siRNA, C4HD mammary tumor cells significantly lost their tumorigenicity in syngenic BALB/c mice. Histological analyses of developing tumors in mice grafted with IGF-IR or IGF-I siRNA treated C4HD cells revealed a low mitotic index and infiltration of lymphocytes and polymorphonuclear neutrophils, suggesting the involvement of antitumoral immunological response. IGF-IR down-regulated C4HD cells were then tried as an immunogen. Induction of an immune response was clearly evidenced by presence of stimulated splenocytes and an increase in delayed-type hypersensitivity in mice immunized with IGF-IR silenced C4HD cells against parental tumor cells. Our findings suggest that RNA interference technology may offer a new clinical approach for treatment of tumors expressing IGF-IR -or IGF-I- provided the use of modified short interfering RNA with a better understanding of IGF axis and immunological network relationship.