Rôle de la signalisation calcique dans la sensibilisation des cancers ovariens chimiorésistants aux stratégies anti-Bcl-xL

Role of calcium signaling in sensitization of chemoresistant ovarian cancer to anti-Bcl-xL strategies

• Auteur / Autrice : Marie-Laure Bonnefond
• Direction : Pascal Gauduchon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 20/12/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie et thérapies innovantes des cancers localement agressifs (Caen ; 2012-2016)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Allouche
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Gauduchon, Sophie Barillé-Nion, Halima Ouadid-Ahidouch, Nadine Déliot, Monique N'Diaye
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Barillé-Nion, Halima Ouadid-Ahidouch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Canaux calciques

Protéine MCL-1

Apoptose

Ovaire

Mots clés libres

Cancer de l’ovaire

Ovarian cancer

Apoptosis

Store operated calcium channels

Autosis

Résumé

Les cancers de l’ovaire représentent la première cause de décès par cancer gynécologique. L’échec des traitements, lié à l’apparition d’une chimiorésistance, implique de trouver de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans ce cadre, le laboratoire a mis en évidence la coopération de deux molécules anti-apoptotiques surexprimées dans les cancers de l’ovaire, Mcl-1 et Bcl-xL, qui empêchent alors le déclenchement de la mort cellulaire par apoptose. L’inhibition de ces cibles est alors mise en place. Un BH3-mimétique inhibiteur de Bcl-xL a été développé par la société Abbvie, l’ABT-737, qui possède un dérivé administrable par voie orale l’ABT-263 en essai clinique. En revanche, aucun inhibiteur de Mcl-1 n’est actuellement en clinique. L’inhibition de cet anti-apoptotique est donc l’un des objectifs du laboratoire. Sachant que Mcl-1 est extrêmement régulée, que l’inhibition de la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR conduit à l’inhibition de cet anti-apoptotique, et que le calcium est capable de moduler cette voie, nous nous sommes demandés si la modulation des flux calciques permettait l’inhibition de Mcl-1 dans nos cellules. Ces travaux de thèse ont pu montrer dans un premier temps que la chélation calcique par le BAPTA-AM permettait d’inhiber Mcl-1 via la voie mTORC1 et de sensibiliser les cellules à l’ABT-737. Dans un second temps, l’étude de l’effet d’un inhibiteur des flux calciques en essais cliniques, le carboxyamidotriazole a permis de mettre en évidence que l’inhibition des canaux calciques capacitifs pouvait entraîner l’inhibition de Mcl-1 de nouveau en inhibant mTORC1 et induire la mort cellulaire en combinaison avec l’ABT-737. Enfin des observations morphologiques ont montré que le CAI induisait un changement morphologique aboutissant à la mort des cellules. Ce type de mort semble être lié à une perturbation du métabolisme des cellules cancéreuses IGROV1-R10 et se rapprocherait d’une mort récemmement décrite dans la littérature : l’autosis.

Ovarian cancer is the leading cause of death from gynecological cancer. There is an urgent need to find new therapeutic strategies due to failure of treatments associated to development of chemoresistance. In this context, the laboratory has shown the cooperation of two anti-apoptotic proteins overexpressed in ovarian cancer, Mcl-1 and Bcl-xL, for preventing apoptotic cell death. ABT-737, a Bcl-xL inhibitor BH3-mimetic, was developed by Abbvie and has a clinically derivative named ABT-263. In contrast, no Mcl-1 inhibitor is currently available in clinic. The inhibition of this anti-apoptotic protein is therefore one of the objectives of the laboratory. Since inhibition of PI3K / Akt / mTOR signaling pathway leads to inhibition of Mcl-1 expression and calcium is able to modulate this pathway, we wondered if the modulation of calcium fluxes allowed the inhibition of Mcl-1 in ovarian cancer cells. First we were able to show that calcium chelation by BAPTA-AM allowed to inhibit Mcl-1 expression via mTORC1 pathway and to sensitize the cells to ABT-737. In a second step, we investigated the effect of an inhibitor of calcium fluxes that is evaluated in clinical studies, carboxyamidotriazole. We show that the inhibition of capacitive calcium channels could lead to Mcl-1 down-expression via inhibition of mTORC1 and promote apoptosis in combination with ABT-737. Finally, we observed that CAI induces a morphological change resulting in cell death. This type of death seems to be related to disruption of metabolism in IGROV1-R10 cancer cells and would be close to a cell death recently described in the literature: autosis.