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Home All issues Volume 26 / No 12 (Décembre 2010) Med Sci (Paris), 26 12 (2010) 1023-1025 Full HTML
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Issue
Med Sci (Paris)
Volume 26, Number 12, Décembre 2010
Page(s) 1023 - 1025
Section Nouvelles
DOI https://doi.org/10.1051/medsci/201026121023
Published online 15 December 2010

Thérapie ciblée des adénocarcinomes pulmonaires

La compréhension de la biologie des cancers a permis l’émergence de thérapies à la carte, ciblées en fonction du profil moléculaire de la tumeur [15]. La recherche de mutations du gène EGFR (epidermal growth factor receptor) [1] fait partie de l’arbre thérapeutique décisionnel de prise en charge des adénocarcinomes pulmonaires et peut déboucher sur la prescription d’inhibiteurs de tyrosines kinases comme le Géfitinib (Iressa) ou l’Erlotinib (Tarceva). La mise en évidence dans 20 à 30 % des cas d’une mutation activatrice de KRAS reste un facteur d’exclusion de ces thérapies ciblées [16].

KRAS, une cible pharmacologique difficile

La protéine KRAS est une GTPase recrutée à la membrane après activation de divers récepteurs par des stimulus extracellulaires. La forme activée, KRAS-GTP va réguler de multiples fonctions cellulaires comme la division, la mobilité, l’apoptose, la transcription, la traduction, l’adhésion, l’endocytose et le trafic intracellulaire (pour revue, voir [2]). Dans les cancers, les mutations du gène KRAS touchent préférentiellement les codons 12 et 13 et ont pour conséquence une très forte réduction de l’activité GTPase. De fait, la protéine oncogénique se présente sous sa forme KRAS-GTP constitutivement active. Sur le plan pharmacologique, il est plus facile d’obtenir des inhibiteurs d’une activité enzymatique que de restaurer une activité défaillante, telle l’activité GTPase. Ainsi des approches indirectes ciblées sur les régulateurs et les effecteurs en aval de KRAS sont activement recherchées.

Modèles précliniques de tumeurs pulmonaires associées à une mutation de Kras

L’équipe de Mariano Barbacid a développé un modèle murin Kras +/LSLV12Ggeo ; RERT ert/ert [3] permettant une activation conditionnelle et post-natale de la mutation Kras G12V dans un petit nombre de cellules afin de modéliser un événement moléculaire retrouvé dans de nombreux cancers humains, tels que les carcinomes pancréatiques, coliques et pulmonaires (Figure 1). Plusieurs mois après l’activation de l’oncogène Kras, ces souris développent exclusivement des tumeurs pulmonaires de type adénomes et adénocarcinomes conduisant à leur mort [3]. Ces animaux constituent un modèle préclinique de cancérogenèse pulmonaire d’intérêt pour l’évaluation de thérapies ciblant la signalisation de l’oncogène KRAS : on peut citer l’inactivation de la CAAX farnésyltransférase1 [4] ou l’inhibition des kinases RAF, MEK et ERK.

thumbnail Figure 1

L’administration d’une faible dose de 4-OH tamoxifène aux souris Kras+/LSLV12Ggeo ; RERTert/ert adultes permet l’activation de la recombinase cre au hasard dans un petit nombre de cellules. L’expression de l’oncogène KrasG12V régulée par le promoteur endogène est couplée a l’expression de la β-galactosidase, un traceur enzymatique permettant de repérer les cellules qui portent la mutation sur des préparations histochimiques [3]. A. Par exemple, deux semaines après l’administration de tamoxifène et malgré une histologie pulmonaire normale, l’activité β-galactosidase permet l’identification de quelques pneumocytes de type 2 exprimant l’oncogène KrasG12V (A : × 20 et insert × 400). B. Trois mois plus tard, une tumeur pulmonaire formée de cellules épithéliales KrasG12V s’est développée (B : × 20).

Les kinases dépendantes des cyclines (CDK), cibles thérapeutiques potentielles en oncologie

L’inactivation génique spécifique des différentes kinases dépendantes des cyclines régulant le cycle cellulaire (Cdk1, Cdk2, Cdk4 et Cdk6) a permis d’affiner la compréhension de leurs fonctions [5]. Seule Cdk1 est strictement indispensable au cycle cellulaire et à la mitose [6]. Par contre, l’absence de l’une ou de plusieurs des Cdk2, 4 et 6 est compensée in vivo par la présence de complexes dits illégitimes associant la cycline partenaire de la Cdk absente à une autre Cdk. Il existe cependant des types cellulaires dont la prolifération reste spécifiquement liée à une ou deux Cdk. Ainsi, la prolifération post-natale des cellules β pancréatiques est dépendante de l’activité de Cdk4 [7] et celle des cardiomyocytes de la présence de Cdk4 ou de Cdk2 [8]. D’après ces données, l’inhibition pharmacologique des CDK devrait conduire à une toxicité prévisible acceptable vis-à-vis de la majorité des cellules normales et à la possibilité d’une action efficace ciblée sur certaines populations cellulaires tumorales qui, du fait d’anomalies acquises, seraient devenues dépendantes de l’activité d’une de ces CDK. Ainsi, l’analyse des profils moléculaires de glioblastomes humains a permis de prédire la sensibilité des cellules tumorales en culture ou de xénogreffes tumorales à un inhibiteur pharmacologique de CDK4 et de CDK6 [9, 10].

Cdk4, talon d’Achille des adénomes et adénocarcinomes murins mutés pour Kras

Afin d’étudier l’importance relative des différentes Cdk2, 4 et 6 dans le développement et la progression des tumeurs pulmonaires liées à l’oncogène Kras V12G, des animaux double-mutants ont été produits par le groupe de M. Barbacid par croisement des souris Kras +/LSLV12Ggeo ; RERT ert/ert avec les animaux knock-out pour chacun des gènes codant les Cdk [11–13]. In vitro, l’absence de l’une des Cdk2, 4 ou 6 altère la croissance de cellules murines (MEF, murine embryo fibroblasts) portant la mutation KrasV12G. De même, l’inactivation par sh(short hairpin)ARN de CDK2, 4 ou 6 inhibe la prolifération de lignées de cellules d’adénocarcinomes pulmonaires humains portant une mutation KRAS, mais n’a que peu d’effet sur des lignées de cellules de carcinomes pulmonaires non mutées pour KRAS. Ces résultats ne sont que partiellement confirmés in vivo.

Les souris Kras +/LSLV12Ggeo ; RERT ert/ert portant une inactivation germinale de Cdk2 ou de Cdk6 développent des tumeurs pulmonaires et leur survie est similaire à celle des animaux contrôles porteurs de tumeurs KrasV12G. En revanche, l’absence de Cdk4 conduit à une sénescence accélérée des cellules Kras V12G bloquant leur prolifération ainsi que le développent associé de tumeurs pulmonaires [14]. Si les tumeurs sont déjà installées, l’inactivation génétique conditionnelle de Cdk4 conduit à une nette inhibition de la croissance tumorale associée à l’expression par les cellules tumorales de marqueurs de sénescence ainsi qu’à une réaction inflammatoire du stroma. Le traitement préventif des animaux Kras +/LSLV12Ggeo ; RERT ert/ert par PD0332991, un inhibiteur pharmacologique sélectif de CDK4 et de CDK6, permet de retarder le développement tumoral. Le traitement par ce même inhibiteur d’animaux déjà porteurs de tumeurs permet d’en ralentir significativement la progression [14].

Perspectives

L’ensemble de ce travail démontre une dépendance des cellules épithéliales pulmonaires prénéoplasiques ou néoplasiques murines portant la mutation Kras V12G vis-à-vis de l’activité de Cdk4. S’il confirme que des mutations oncogéniques peuvent modifier les besoins des cellules tumorales en certaines CDK, il remet en question la valeur prédictive des tests pharmacologiques réalisés sur des cultures cellulaires par rapport à l’évolution tumorale in vivo. Certes, on peut aussi s’interroger sur la valeur d’une réponse de tels modèles précliniques. Les mécanismes moléculaires à l’origine des adénocarcinomes humains restent infiniment plus complexes et variés que ceux à l’œuvre dans un modèle murin. Aussi, il sera particulièrement intéressant d’analyser si l’association à la thérapeutique d’inhibiteurs de CDK4 sera suffisante pour améliorer la réponse clinique des patients porteurs d’un adénocarcinome pulmonaire avec une mutation avérée de KRAS.

Conflit d’intérêts

L’auteur déclare n’avoir aucun conflit d’intérêts concernant les données publiées dans cet article.

1

La CAAX farnésyltransférase est une enzyme hétérodimérique qui lie un groupe farnésyl à une cystéine dans des protéines contenant une boîte CAAX (C, cystéine ; A, acide aminé aliphatique ; X, méthionine ou sérine).

Références

  1. Paez JG, Jdnne PA, Lee JC, et al. EGFR mutations in lung cancer : correlation with clinical response to Gefitinib therapy. Science 2004 ; 304 : 1497-500. [Google Scholar]
  2. Malumbres M, Barbacid M. Ras oncogenes: the first 30 years. Nat Rev Cancer 2003 ; 3 : 7-13. [Google Scholar]
  3. Guerra C, Mijimolle N, Dhawahir A, et al. Tumour induction by an endogenous K-ras oncogene is highly dependent on cellular context. Cancer Cell 2003 ; 4 : 111-20. [Google Scholar]
  4. Mijimolle N, Veslasco J, Dubus P, et al. Protein farnesyltransferase in embryogenesis, adult homeostasis and tumor development. Cancer Cell 2005 ; 7 : 313-24. [Google Scholar]
  5. Malumbres M, Barbacid M. Cell cycle, CDKs and cancer: a changing paradigm. Nat Rev Cancer 2009 ; 3 : 153-66. [Google Scholar]
  6. Santamaria D, Barriere C, Cerquiera A, et al. Cdk1 is sufficient to drive the mammalian cell cycle. Nature 2007 ; 448 : 811-5. [Google Scholar]
  7. Martin J, Hunt SL, Dubus P, et al. Genetic rescue of Cdk4 null mice restores pancreatic P-cell proliferation but not homeostatic cell number. Oncogene 2003 ; 22 : 5261-9. [Google Scholar]
  8. Barriere C, Santamaria D, Cerquiera A, et al. Mice thrive without Cdk4 and Cdk2. Mol Oncol 2007 ; 1 : 72-83. [Google Scholar]
  9. Wiedemeyer WR, Dunn IF, Quayle SN, et al. Pattern of retinoblastoma pathway inactivation dictates response to CDK4/6 inhibition in GBM. Proc Natl Acad Sci USA 2010 ; 107 : 11501-6. [Google Scholar]
  10. Michaud K, Solomon DA, Oermann E, et al. Pharmacologic inhibition of Cyclin-Dependent kinase 4 and 6 arrests the growth of glioblastoma multiforme intracranial xenografts. Cancer Res 2010 ; 70 : 3228-38. [Google Scholar]
  11. Rane SG, Dubus P, Mettus RV, et al. Loss of cyclindependant kinase 4 expression causes infertility and insulin-deficient diabetes while its activation results in pancreatic islet hyperplasia. Nat Genet 1999 ; 22 : 44-52. [Google Scholar]
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  14. Puyol M, Martin A, Dubus P, et al. A synthetic lethal interaction between K-Ras oncogenes and Cdk4 unveils a therapeutic strategy for non small cell lung carcinoma. Cancer Cell 2010 ; 18 : 63-73. [Google Scholar]
  15. Blay JY. Le futur des thérapeutiques ciblées en oncologie : trouver les cibles, traiter tôt et au long cours. Med Sci (Paris) 2007 ; 23 : 1073-4. [Google Scholar]
  16. Besse B, Le Chevalier T, Soria JC. Prédiction de la réponse à l’Iressa® : un mécanisme inattendu. Med Sci (Paris) 2004 ; 20 : 750-1. [Google Scholar]

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Liste des figures

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L’administration d’une faible dose de 4-OH tamoxifène aux souris Kras+/LSLV12Ggeo ; RERTert/ert adultes permet l’activation de la recombinase cre au hasard dans un petit nombre de cellules. L’expression de l’oncogène KrasG12V régulée par le promoteur endogène est couplée a l’expression de la β-galactosidase, un traceur enzymatique permettant de repérer les cellules qui portent la mutation sur des préparations histochimiques [3]. A. Par exemple, deux semaines après l’administration de tamoxifène et malgré une histologie pulmonaire normale, l’activité β-galactosidase permet l’identification de quelques pneumocytes de type 2 exprimant l’oncogène KrasG12V (A : × 20 et insert × 400). B. Trois mois plus tard, une tumeur pulmonaire formée de cellules épithéliales KrasG12V s’est développée (B : × 20).
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