Étude de l’activité anti-tumorale des entérotoxines staphylococciques codées par l’enterotoxin gene cluster

The antitumor activities of staphylococcal enterotoxins encoded by the enterotoxin gene cluster

• Auteur / Autrice : Asma Serier
• Direction : Gérard Lina
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie bactérienne
• Date : Soutenance le 30/09/2011
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Fédératif de Recherche Lyon-Est
• Jury : Président / Présidente : François Vandenesch
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yann Leverrier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Oswald, Jacques Schrenzel, Michel Simonet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Opérons

Immunothérapie anticancéreuse

Superantigènes

Toxines de staphylocoque doré

Mots clés libres

Entérotoxines staphylococciques

Enterotoxin gene cluster

Superantigènes

Immunotherapie

Cancer

Staphylococcal enterotoxins

Enterotoxin gene cluster

Superantigens

Immunotherapy

Cancer

Résumé

Du fait de leurs propriétés immunostimulantes, les entérotoxines de Staphylococcus aureus (SEs) sont aussi considérées comme des outils thérapeutiques anticancéreux potentiels. Cependant, leurs implications dans de nombreuses pathologies humaines limitent leurs utilisations. Récemment, un opéron dénommé enterotoxin gene cluster (egc) codant pour cinq entérotoxines (SEG, SEI, SElM, SElN et SElO) supposées être de moindre virulence pour l’organisme, a été mis en évidence. En 2004, des patients atteints de carcinome broncho-pulmonaire ont été traités par l’administration d’un surnageant de culture d’une souche de S. aureus, contenant l’opéron egc. Ce traitement a permis d’allonger la durée de survie, et n’a eu aucun effet secondaire. Dans ce cadre, l’objectif de cette thèse a été d’étudier l’activité anti-tumorale des toxines de l’egc. Nos travaux ont mis en évidence l’activité tumoricide de ces toxines, induite par l’activation du système immunitaire. Cette toxicité est médiée par la sécrétion de nombreux médiateurs solubles comme le TNF-α et le NO. Nous avons confirmé le caractère pro-inflammatoire de type Th1 des toxines de l’egc. Nos travaux ont également montré qu’hormis SEI, les toxines de l’egc induisent des sécrétions de cytokines, chimiokines, protéases matricielles (MMPs) et facteurs de croissances nettement inférieures à celle induites par le reste des SEs. Ces résultats pourraient expliquer la faible toxicité associée aux toxines de l’egc. Enfin, nous avons montré que SElO possèdent une toxicité intrinsèque vis-à-vis des lignées tumorales. Cette étude plaide en faveur de l'intérêt des toxines de l’egc dans le développement de nouvelles approches en thérapie anti-tumorale

The use of classical superantigens (e.g. SEA, SEB and SEC) for treatment of cancer has resulted in a low response rates due to serious toxicity in humans. However, in a recent clinical study, remarkable results in treating lung cancer were obtained using superantigens encoded by the enterotoxin gene cluster (egc) without causing any significant toxicity. The current study was performed to investigate how egc superantigens (i.e. SEG, SEI, SElM, SElN and SElO) have tumoricidal activity with low toxicity. Indeed, we first demonstrated that tumoricidal activity of egc-SEs is mediated by immune cell activation, in particular, by secretion of soluble mediators such as nitric oxide and TNF-α. Thus, the proteomic analysis of the PBMC supernatants, showed that SEs-egc enhance the expression of pro-inflammatory cytokines, chimokines and many other biomarkers. Interestingly, levels were significantly higher in supernatants of SEA-stimulated PBMC than those with egc superantigens suggesting that staphylococcal superantigens differs in their inflammatory proprerties. Our results suggest that the relative lower pro-inflammatory activity of egc toxins may explain the low toxicity of these toxins observed during the clinical trial. Finally, we showed that SElO have a direct cytostatic activity against tumor cells. These findings suggest that egc-SEs seems to be good candidates for the development of new drugs in cancer therapy