Dérégulation des voies de signalisation P13K/Akt et mTOR dans les Leucémies Aigües Myéloïdes

par Nicolas Chapuis

Thèse de doctorat en Biologie des cellules sanguines

Sous la direction de Didier Bouscary.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .

mots clés

• Leucémie aigüe myéloïde
• Phosphatidylinositol 3-kinases
• Prolifération cellulaire
• Phosphorylation
• Facteurs de transcription Forkhead
• I-kappa B Kinase
• Protéines suppresseurs de tumeurs

Résumé

Les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) constituent un groupe hétérogène de pathologies acquises caractérisées par une prolifération clonale de cellules hématopoïétiques immatures. De nombreuses voies de signalisation sont activées dans les cellules blastiques et la compréhension des mécanismes d'activation et de régulation de ces voies est essentielle en vue du développement de thérapeutiques d'inhibition ciblées. Dans ce contexte, je me suis intéressé aux voies de signalisation PBK/Akt et mTOR qui sont constitutivement activées dans respectivement 50% et 100% des cas. J'ai tout d'abord montré que la dérégulation de la voie PBK/Akt est principalement due à une production autocrine d'IGF-1. J'ai ensuite observé que l'inhibition spécifique de la signalisation mTORCl par la rapamycine induit une sur-stimulation de la voie PBK/Akt dépendante du système IGF-1/IGF-1R. J'ai également démontré que l'inhibition concomitante des voies PBK et mTOR par le NVP-BEZ235 induit un effet anti-leucémique puissant in vitro dans les LAM. Enfin, je me suis intéressé aux mécanismes de régulation des FT FOXO connus pour leurs propriétés de suppresseurs de tumeurs. J'ai observé dans les blastes une inactivation constante du FT FOXO3a due à l'activation constitutive de la kinase IicB. La réactivation des fonctions anti-oncogéniques de FOXO3a via l'inhibition de la kinase LcB pourrait donc constituer une stratégie thérapeutique intéressante dans les LAM. Ce travail montre donc que la compréhension des mécanismes de régulation des voies de signalisation PBK/Akt/mTOR dans les LAM est essentielle pour permettre le développement de nouvelles thérapeutiques dans cette pathologie.

Titre traduit

Deregulation of PBK/Akt and mTOR signalling pathways in acute myeloid leukemia

Résumé

Acute myeloid leukemia (AML) is a clonal hematopoietic stem cell disorder, characterized by uncontrolled proliferation/survival of immature myeloid progenitors, blocked in their differentiation. Aberrant activation of multiple signalling pathways is frequently found in AML cells. However, a better understanding of the mechanisms leading to constitutive activation of these pathways is required to develop new targeted therapies in this disease. In this work, I investigated the implication in AML cells of both PBK/Akt and mTOR signalling pathways which are constitutively activated in respectively 50% and 100% of cases. I first demonstrated that the PBK/Akt deregulation is mostly due to an IGF1 autocrine production. I then observed that the specific inhibition of mTORCl with rapamycin induces an overactivation of PBK/Akt signalling du to the IGF-1 autocrine loop. I also demonstrated that concomitant inhibition of both PBK/Akt and mTORCl signalling pathways with compounds such as NVP-BEZ235, a dual PBK/mTOR inhibitor induce a promising anti-leukemic effect in vitro and could be use in clinical trials. Finally, I investigated the implication of FOXO proteins, which possess tumours suppressive functions. Interestingly, I observed that FOXO3a is constantly inactivated in AML cells, due to the constitutive activation of the IkB kinase. Réactivation of FOXO3a activity through IkB inactivation represents therefore another therapeutic strategy for AML. Altogether, this work clearly suggests that a better understanding of mechanisms leading to the deregulation o both PBK/Akt and mTOR pathways and their connexions is required to develop new targeted therapies in this disease.