The role of EGR-1 and calcium influx in the antitumor activity of anti-CD20 monoclonal antibodies

par Ivana Spasevska

Thèse de doctorat en Cancérologie

Sous la direction de Charles Dumontet.

Soutenue le 01-12-2017

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon) , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Stéphane Dalle.

Le jury était composé de Christian Klein.

Les rapporteurs étaient Marie Potier-Cartereau, Catherine Thieblemont.

  • Titre traduit

    Le rôle d'EGR-1 et du flux calcique dans l'activité antitumorale des anticorps monoclonaux anti-CD20


  • Résumé

    Les anticorps monoclonaux (AcM) anti-CD20 sont essentiels pour le traitement du lymphome non hodgkinien et de la leucémie lymphoïde chronique (LLC). Les AcM agissent soit en activant directement la signalisation apoptotique dans les cellules cibles, soit via le système immunitaire. Dans une étude préclinique, nous avons montré que le traitement avec AcM anti-CD20, rituximab et GA101, induit l'expression de la protéine early growth response 1 (EGR-1) (Dalle et al., 2011). EGR-1 est un facteur de transcription régulé par le calcium (Ca2+) et CD20 est impliqué dans la régulation du flux calcique transmembranaire. Nous avons donc étudié le rôle d'EGR-1 et du flux Ca2+ dans l'activité cytotoxique des AcM anti-CD20. Nous avons montré qu'EGR-1 est rapidement induit suite à l'exposition au rituximab et à GA101. La baisse de l'expression d'EGR-1 par shRNA a supprimé l'effet cytotoxique du GA101 à la fois in vitro et in vivo, indiquant qu'EGR-1 est requis pour la mort cellulaire médiée par CD20. De plus, la surexpression d'EGR-1 augmente la sensibilité au GA101 in vitro et in vivo. En outre, nos résultats indiquent que les AcM anti-CD20 induisent un flux Ca2+. Le blocage du flux Ca2+ par inhibiteurs de canaux calciques (ICC) a aboli l'induction d'EGR-1 ainsi que l'efficacité du GA101 in vivo et ex vivo dans des échantillons de LLC. Plus important, nos données indiquent que les patients recevant des ICC ont une moins bonne réponse au traitement par les AcM anti-CD20. En conclusion, nous avons identifié EGR-1 comme potentiel biomarqueur pour prédire la réponse à la thérapie anti-CD20 et démontré que les ICC ont un impact négatif sur l'efficacité des AcM anti-CD20 chez les patients


  • Résumé

    Anti-CD20 monoclonal antibodies (mAbs) are an essential component of the treatment of patients with non-Hodgkin's lymphoma and chronic lymphocytic leukemia (CLL). They mediate their antitumor effects by activating the immune system or by direct apoptotic signaling in target cells. In a previous preclinical study, we showed that treatment with anti-CD20 mAbs, rituximab and GA101, resulted in upregulated expression of early growth factor 1 (EGR-1) (Dalle et al. 2011). EGR-1 is a calcium (Ca2+) regulated transcription factor and CD20 is hypothesized to regulate transmembrane Ca2+ flux. Therefore, we aimed to assess the role of EGR-1 and Ca2+ flux in the cytotoxic activity of anti-CD20 mAbs. We have shown that EGR-1 expression is rapidly upregulated in CD20+ cells following rituximab and GA101 exposure. Decreasing EGR-1 expression by shRNA abolishes the direct cytotoxic effect of GA101 both in vitro and in vivo, indicating that EGR-1 is required for CD20-mediated cell death. Additionally, the overexpression of EGR-1 enhances the cytotoxic activity of GA101 both in vitro and in vivo. Furthermore, our results indicate that anti-CD20 mAbs induce calcium influx. Blocking the Ca2+ flux with calcium channel blockers (CCB) abolishes EGR-1 induction and impaires the GA101 efficacy in vivo and ex vivo in CLL blood samples. More importantly, our data indicate that patients receiving CCBs and anti-CD20 therapy have worst progression free survival and overall survival. In conclusion we have identified EGR-1 as a potential biomarker to predict response to anti-CD20 therapy. We demonstrated that co-treatement with CCBs negatively impacts the outcome of patients receiving anti-CD20 mAbs


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