Utilisation de nouveaux photosensibilisateurs pour le traitement du cancer de la prostate par photothérapie dynamique : Etude in vitro et in vivo

New photosensitizers use for prostate cancer treatment by photodynamic therapy : In vitro and in vivo study.

• Auteur / Autrice : Chloë Fidanzi-Dugas
• Direction : Bertrand Liagre, David Léger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Moléculaire
• Date : Soutenance le 14/12/2016
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale biologie-santé - Bio-santé (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles
• Jury : Président / Présidente : Philippe Billiald
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Sol
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Muriel Barberi-Heyob, Magali Gary-Bobo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Autophagie

Cyclo-oxygénases

Apoptose

Photochimiothérapie

Prostate -- Cancer

Mots clés libres

Cancer de la prostate

Photothérapie dynamique

Apoptose

Cyclooxygénase

Autophagie

Prostate cancer

Photodynamic therapy

Apoptosis

Cyclooxygenase

Autophagy

Résumé

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez l’homme de plus de 50 ans dans les pays industrialisés. L’importance accordée à la qualité de vie des patients conduit la recherche médicale à développer des méthodes de thérapie focale afin de traiter ce type de cancer de manière conservatrice et non plus de manière radicale. Dans cette optique, la photothérapie dynamique (PDT) repose sur l’utilisation de photosensibilisateurs (PS) capables de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses et qui, une fois activés par la lumière, vont induire la mort de ces cellules. Sur la base de la chimie verte, le Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles (LCSN) de Limoges a développé une stratégie de couplage de la protoporphyrine IX (PpIX), un PS largement étudié, avec des polyamines (PA). Les effets de ces nouveaux PS [la protoporphyrine IX dispermidinée (PpIX-dSd) et la protoporphyrine IX disperminée (PpIX-dSm)] ont été étudiés sur les cellules cancéreuses prostatiques humaines PC-3, DU 145 et LNCaP. Ce travail a permis de démontrer que ces deux PS répondent aux critères attendus d’un PS : une composition pure, une absence de toxicité en absence de lumière et une sélectivité vis-à-vis des cellules tumorales. De plus, ces PS induisent l’apoptose de ces cellules via la voie intrinsèque. Aussi les voies de résistance à l’apoptose ont été étudiées : les PS induisent une inhibition d’Akt, de Bcl-2, de NF-κB et de la voie autophagique et activent la voie p38/COX-2/PGE2 qui ne semble pas être impliquée dans un mécanisme de résistance à l’apoptose dans ce modèle d’étude. Enfin, l’efficacité de ces PS, et notamment de la PpIX-dSd, a été mise en évidence in vivo, à l’aide de xénogreffes sous-cutanées de cellules PC-3 effectuées sur des souris nudes. Ainsi, ces dérivés de PpIX-PA apparaissent comme de bons candidats dans le cadre du traitement du cancer de la prostate par PDT.

Prostate cancer is the most frequently diagnosed cancer among men aged 50 years and older in industrialized countries. Medical research developed methods of focal therapy to treat this type of cancer conservatively and not radically in order to improve the patients quality of life. With this in mind, photodynamic therapy (PDT) is based on the use of photosensitizers (PS) able to specifically target cancer cells and, once activated by light, induce cell death. Based on Green Chemistry, the Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles (LCSN) from Limoges developed new PS: protoporphyrin IX, a PS widely studied, vectorized with polyamines (PA). The effects of spermidine-linked protoporphyrin IX (PpIX-dSd) and spermine-linked protoporphyrin IX (PpIX-dSm) were studied on human prostate cancer cells PC-3, DU145 and LNCaP. This study demonstrated that both PS have the expected ideal properties: a pure composition, no toxicity in dark and ability to specifically target tumor cells. Moreover, PpIX-PA induced apoptotic intrinsic pathway. In addition, pathways involved in apoptosis resistance were studied: PS inhibited Bcl-2, Akt, NF-¦ÊB and autophagy but activated p38/COX-2/PGE2 pathway which was not involved in apoptosis resistance in our model. Finally, in vivo experiments showed PpIX-PA efficiency using subcutaneous xenograft of PC-3 cells performed on nude mice. Thus, these derivatives of PpIX-PA appear to be good candidates in prostate cancer treatment by PDT.