Ciblage du microenvironnement tumoral des cancers du sein avec des ADCs (antibody-drug conjugate) humains anti-cathepsine D

par Diane Nishimwe

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Emmanuelle Liaudet-Coopman.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....) , en partenariat avec IRCM - Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier (laboratoire) .


  • Résumé

    Il existe peu de thérapies ciblées pour traiter les cancers du sein résistants au traitement. L'aspartyl protéase cathepsine D (CathD) est surexprimée par les sous-types biologiques de cancers du sein (HR-, HR+, HER+, HER) et est un marqueur de mauvais pronostic. La CathD secrétée massivement par les cellules de cancer du sein perturbe l'homéostasie du microenvironnement tumoral. Avec le soutien du Labex MAbImprove, l'équipe a montré que le ciblage thérapeutique de la CathD hyper-secrétée avec des anticorps (Ac) humains anti-CathD ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques des cancers du sein. Vu l'intérêt de la technologie des ADC (antibody drug conjugate) pour améliorer l'impact thérapeutique des Acs, les objectifs de ma thèse ont consisté à utiliser la localisation extracellulaire pathologique de la CathD dans le microenvironnement tumoral des cancers du sein pour cibler la tumeur par un Ac anti-CathD couplé aux drogues cytotoxiques (ADC). En plus de l'effet de l'Ac seul, ce bio-médicament délivrera spécifiquement sur le site tumoral un effet cytotoxique. La CathD étant internalisée par plusieurs types cellulaires de la tumeur, elle permettra l'internalisation du complexe ADC-anti-CathD également par les cellules stromales. Cette approche originale et innovante diffère des ADC classiquement utilisés dans le traitement des cancers qui sont dirigés contre des récepteurs membranaires. Un intérêt particulier a été porté pour les cancers du sein (RH+/HER2-) résistants à l'hormonothérapie. J'ai validé que la seconde génération de l'Ac princeps F1, l'Ac F1M1, reconnait la CathD humaine (et également la forme murine), que son affinité apparente pour la pro-CathD secrétée par les cellules de cancers du sein est supérieure à celle de l'Ac F1, et que le complexe pro-CathD/F1M1 est internalisé par les cellules de cancers du sein. De plus, l'Ac F1M1 présente une activité anti-tumorale in vivo. Des ADC avec des DAR (Drug Antibody Conjugate) d'environ 4 ont été générés en collaboration avec le chimiste Nicolas Joubert (UMR7292, GICC, CNRS). L'activité cytotoxique des ADC F1M1 (couplés au MMAF ou au MMAE, inhibiteurs de la polymérisation des microtubules) a été mise en evidence sur des lignées de cancers du sein hormono-dépendantes (MCF-7) et hormono-résistantes (LCC2), validant l'internalisation du complexe CathD-ADC F1M1. Pour finaliser cette étude, l'activité thérapeutique des ADC sera étudiée in vivo sur la lignée hormono-résistante LCC2. L'immunociblage de la CathD hyper-secrétée dans le microenvironnement tumoral mammaire avec des ADC-anti-CathD humains ouvrira de nouvelles perspectives de traitement pour les patientes atteintes de cancers du sein résistants aux traitements.

  • Titre traduit

    Targeting the tumor microenvironment of breast cancers with human ADCs (antibody-drug conjugate) anti-cathepsin D


  • Résumé

    There are few targeted therapies available to treat resistant breast cancers. The aspartyl protease cathepsin D (CathD) is overexpressed in breast cancers regardless of the biological subtypes (HR-, HR+, HER+, HER-) and is a marker of poor prognosis. CathD abnormally hypersecreted by breast cancer cells disrupts the homeostasis of the tumor microenvironment. With the support of Labex MAbImprove, our team has shown that targeting hypersecreted CathD with human anti-CathD antibodies (Ab) opens up new therapeutic perspectives for breast cancer. One way to improve the therapeutic impact of an Ab is through the antibody drug conjugate (ADC) technology. The aim of my PhD thesis was to use the pathological extracellular localization of CathD in the breast tumor microenvironment to target anti-CathD ADC within the tumor microenvironment. In this way, the ADC will deliver not only the therapeutic activity of the anti-CathD Ac but also the high cytotoxicity of the conjugated drug at the tumor site. Since different cell types of the tumor microenvironment internalize secreted CathD, the ADC/anti-CathD complex should be deliver also within stromal cells. This original and innovative approach differs from classical ADC directed against membrane receptors. This study focused in breast cancers (RH+/HER2-) resistant to hormone therapy. I have validated that the second generation of the Ac F1 princeps, Ac F1M1, recognizes the human CathD (and the murine form), that its apparent affinity for pro-CathD secreted by breast cancer cells is greater than that of the Ac F1, and that, the pro-CathD/F1M1 complex is internalized by breast cancer cells. Moreover, the Ac F1M1 has in vivo anti-tumor activity. ADCs with DARs (Drug Antibody Conjugate) of about 4 were generated in collaboration with chemist Nicolas Joubert (UMR7292, GICC, CNRS). The cytotoxic activity of F1M1 ADCs (coupled with MMAF or MMAE, inhibitors of microtubule polymerization) has been demonstrated in hormone-dependent (MCF-7) and hormone-resistant (LCC2) breast cancer lines, validating the internalization of the CathD-ADC F1M1 complex.To finalize this study, the therapeutic activity of anti-CathD ADCs will be studied in vivo with the hormone-resistant line LCC2. The immuno-targeting of CathD hypersecreted in breast tumor microenvironment with human anti-CathD ADC will open up new treatment opportunities for resistant breast cancers.