Camptothécine versus homocamptothécine : approche moleculaire et cellulaire. Induction de l'apoptose et modulation de la résistance multiple

par David Chauvier

Thèse de doctorat en Pharmacie. Ingénierie biologique

Sous la direction de Michel Manfait.

Soutenue en 2001

à Reims .

mots clés

• Antinéoplasiques -- Dissertations universitaires comme sujet
• Hydrolyse -- Dissertations universitaires comme sujet
• Apoptose -- Dissertations universitaires comme sujet
• Résistance aux substances -- Dissertations universitaires comme sujet
• Spectrométrie de fluorescence -- Dissertations universitaires comme sujet
• Microscopie de fluorescence -- Dissertations universitaires comme sujet
• Ingénierie -- Dissertations universitaires comme sujet

Résumé

La spectrofluorimètrie a permis de suivre l'hydrolyse de l'homocamptothécine (hCPT), en absence et présence de topoisomérase I (top1) et/ou ADN. La stabilisation du complexe de clivage par hCPT impliquerait un système de complémentarité stérique de son cycle E avec un site du complexe ADN-top1, plutôt qu'une réaction d'ouverture du cycle E comme pour les camptothécines (CPTs). HCPT/CPT ont été détectées dans le cytoplasme des cellules MCF7 et HT29 par microspectrofluorimètrie confocale laser en excitation bi-photonique. L'induction de l'apoptose par hCPT dans les cellules HT29 implique la dissipation du Djm, acidification du cytosol, production d'espèces réactives de l'oxygène, libération du cytochrome C, activation de la caspase-3, régulation transcriptionelle, une production de novo de céramide. Enfin, hCPT/CPT sont des substrats de MRP1 mais pas de Pgp. Utilisées à des concentrations sub-toxiques en association avec la daunorubicine (DNR), hCPT/CPT potentialisent la cytotoxicité de la DNR en inhibant l'activité d'efflux de MRP1, restaurant l'accumulation nucléaire de DNR dans des lignées K562 et MCF7 résistantes aux anthracyclines.

Résumé

Homocamptothecin (hCPT), a topoisomerase I (top1) inhibitor, combines higher cytotoxicity and lactone stability in aqueous buffer than camptothecin (hCPT). Spectrofluorometry has allowed the real-time investigation of its hydrolysis kinetic in absence and presence of top1 and/or ADN. The stabilisation of the cleavable complex by hCPT implies steric contacts of the b-hydroxylactone ring with the DNA-top1 complex, rather than opening of the lactone ring, as observed for CPTs. HCPT/CPT have been detected in the cytoplasm of MCF7 and HT29 cancer cells by 2-photon laser confocal microspectrofluorometry,. The induction of apoptosis by hCPT is mediated in HT29 cells by DYm disruption, cytosolic acidification, reactive oxygen species, cytochrome C release, caspase-3 activation, gene expression, de novo synthesis of ceramide. HCPT/CPT have been identified to be substrates of MRP1 but not Pgp proteins. Sub-toxic doses of hCPT/CPT potentiated daunorubicin (DNR) cytotoxicity by inhibition of MRP1 activity, in correlation with increase of the nuclear accumulation of DNR in anthracyclins-resistant K562 and MCF7 cells.