Différentes approches de l'optimisation du traitement du cancer du sein de phénotype "basal like" triple négatif par un anti-PARP : contournement des protéines "Multidrug Resistance" et traitement combiné radiothérapie / chimiothérapie. Spécialité

Different approaches for optimizing the treatment of breast cancer of the « basal like » triple negative phenotype by an anti-PARP : bypassing the "Multidrug Resistance" proteins and combined treatments by radiotherapy / chemotherapy

• Auteur / Autrice : Robin Dufour
• Direction : Mahchid Bamdad, Frédérique Penault-Llorca
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Soutenance le 22/03/2016
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Equipe de recherche sur les traitements individualisés des cancers (Clermont-Ferrand)
• Jury : Président / Présidente : Frédérique Penault-Llorca
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mahchid Bamdad, Azzak Bentaher, Joseph Gligorov

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chimiothérapie

Cancer -- Radiothérapie

Radiothérapie de haute énergie

Cancer du sein

Mots clés libres

Cancer du sein Basal-like triple négatif,

Culture 3D

Radiothérapie à basse et haute énergie

Dosage intracellulaire d’Olaparib®,

BCRP

P-gp

Anti-PARP

« Triple Negative Basal-Like » breast cancer,

3D cell culture

Low and high energy radiations

Intracellular level Olaparib®

Anti-PARP

BCRP,

P-gp,

Résumé

Le cancer du sein de phénotype « Basal-like » triple négatif (BLTN) est particulièrement agressif et de mauvais pronostic. Il est insensible aux traitements hormonaux laissant pour seule stratégie de traitement la chimiothérapie conventionnelle. De ce fait, de nouvelles thérapeutiques ciblées sont en développement, tels que les inhibiteurs de la Poly-ADP-Ribose-Polymerase (PARP). Dans ce contexte, nos travaux de recherche ont été orientés sur l’optimisation du traitement des cancers du sein BLTN en modélisant l’action d’un anti-PARP modèle, l’Olaparib sur la lignée SUM1315 de phénotype BLTN. Dans un premier temps, l’étude de la coexpression de la BCRP et de la P-gp, deux protéines « Multidrug Resistance » (MDR) majeures en présence de 50 µM d’Olaparib® a montré une induction de leurs expressions chez les cellules SUM1315, avec une réponse de type relais. La BCRP établirait une première ligne de défense cellulaire et son action serait ensuite relayée par la P-gp durant 24h de traitement. Ce mécanisme est en corrélation avec la concentration intracellulaire d’Olaparib mesurée par HPLC. L’ensemble de nos résultats suggère qu’il serait possible de contourner le mécanisme de résistance induit par les protéines MDR si une concentration stable en Olaparib est maintenue dans les cellules à long terme. Nous avons ensuite étudié la potentialisation de l’action de l’Olaparib en le combinant avec un traitement par radiothérapie à basse et haute énergie, sur la viabilité des cellules de la lignée SUM1315. La comparaison des résultats avec un traitement Olaparib seul ou irradiation seule et ceux des traitements combinés Olaparib/radiothérapie a alors mis en évidence un effet synergique des deux traitements sur la viabilité cellulaire. L’effet synergique de cette combinaison fonctionne même avec de faibles doses d’Olaparib. De cette manière, il serait possible de réduire les doses d’anti-PARP utilisées tout en gardant les bénéfices du traitement. Enfin, nous avons développé deux techniques de cultures cellulaires en trois dimensions (i) « hanging drop » et (ii) « liquid overlay », permettant de mimer plus fidèlement les conditions des tumeurs in vivo. L’observation en microscopie électronique à transmission et à balayage des sphéroïdes obtenus par ces deux techniques a permis de démontrer l’intégrité des cellules au sein des sphéroïdes ainsi que la formation de jonctions cellulaires. Cependant, les sphéroïdes obtenus en « liquid overlay » ont montré une meilleure intégrité ultra-structurale.

« Triple Negative Basal-Like » (BLTN) breast cancer is particularly aggressive and of poor prognosis. It is insensitive to hormone-targeted therapies leaving conventional chemotherapy as the only treatment strategy. Therefore, new promising targeted therapies are being developed, such as Poly-ADP-Ribose-Polymerase inhibitors (anti-PARPs). In this context, our research has been directed towards optimizing the treatment of BLTN breast cancer by modelling the action of an anti-PARP model, Olaparib®, on BLTN cell line SUM1315. Firstly, the study of the co-expression of BCRP and P-gp, two major “Multidrug Resistance” proteins (MDR) in the presence of 50 µM Olaparib® showed an induction of their expression in SUM1315 cells, with a relay-type response. BCRP would establish a first line of cellular defense and its action would then be taken over by P-gp, for 24h of treatment. This mechanism is correlated with the intracellular concentration of Olaparib® measured by HPLC. All of our results suggest that it would be possible to circumvent the induced MDR resistance mechanism if a stable concentration of Olaparib® is maintained in cells in the long term. Secondly, we studied the potentiation of the action of Olaparib® combining it with low and high-energy radiations on the viability of SUM1315 cells. Comparison of the results with single Olaparib®, single irradiation, or the combination of Olaparib®/radiotherapy then demonstrated a synergistic effect of the two treatments when delivered concomitantly, on cell viability. The synergistic effect of this combination works even with low doses of Olaparib®. In this way it would be possible to reduce the anti-PARP doses while maintaining the benefits of this treatment. Finally, we have developed two techniques of cell culture in three dimensions: (i) "hanging drop" and (ii) "liquid overlay", in order to mimic more accurately the conditions of tumours in vivo. Observations of spheroids obtained by these two techniques by transmission and scanning electron microscopy demonstrated the integrity of cells within as well as the formation of cell junctions. However, the spheroids obtained by "liquid overlay" showed better ultra-structural integrity.