Évaluation des fonctions des cellules cancéreuses de la prostate révélant les différences entre le Gedatolisib et les inhibiteurs à nœud unique de la voie PI3K/AKT/mTOR

Contexte académique

Le cancer de la prostate (Prostate Cancer, PC) est l’un des cancers les plus fréquents chez les hommes dans le monde, en particulier aux stades avancés, où les patients développent souvent une résistance à la thérapie de privation en androgènes (Androgen Deprivation Therapy, ADT), évoluant vers un cancer de la prostate résistant à la castration (Castration-Resistant Prostate Cancer, CRPC). La progression du CRPC est généralement accompagnée d’une inactivation de la voie de signalisation du récepteur aux androgènes (Androgen Receptor, AR) et d’une activation anormale de la voie PI3K/AKT/mTOR (PAM). La voie PAM joue un rôle clé dans la croissance cellulaire, le métabolisme et la survie, et son activation anormale est étroitement liée à la progression du cancer de la prostate et à la résistance aux traitements.

Ces dernières années, les inhibiteurs de la voie PAM sont devenus une stratégie potentielle pour traiter le CRPC. Cependant, les inhibiteurs à nœud unique (comme les inhibiteurs de PI3Kα, AKT ou mTOR) sont souvent limités en efficacité en raison de boucles de rétroaction ou de mécanismes de compensation. Par conséquent, les chercheurs ont proposé une nouvelle stratégie : utiliser des inhibiteurs multi-nœuds, comme le Gedatolisib, pour inhiber simultanément PI3K et mTORC1/mTORC2, dans l’espoir de surmonter les limitations des inhibiteurs à nœud unique.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par l’équipe de recherche d’Adrish Sen, Salmaan Khan, Stefano Rossetti et d’autres membres de Celcuity, Inc., et publié dans la revue Molecular Oncology, avec une date de publication le 18 juillet 2024, DOI : 10.¹⁰⁰²⁄₁₈₇₈-0261.13703. L’équipe de recherche a évalué l’efficacité du Gedatolisib par rapport à d’autres inhibiteurs de la voie PAM à nœud unique dans les cellules cancéreuses de la prostate à travers une série d’expériences fonctionnelles et métaboliques.

Processus et résultats de la recherche

1. Processus de recherche

a) Culture et traitement des cellules

L’équipe de recherche a utilisé sept lignées cellulaires de cancer de la prostate avec différents états de PTEN/PIK3CA (comme 22Rv1, DU145, LNCaP, etc.), représentant différents états de mutation de la voie PAM et de sensibilité aux androgènes. Les cellules ont été cultivées dans un milieu contenant 10 à 20 % de sérum fœtal bovin (Fetal Bovine Serum, FBS) et maintenues à 37°C avec 5 % de CO2.

b) Traitement médicamenteux et évaluation de la viabilité cellulaire

Les cellules ont été exposées respectivement au Gedatolisib (un inhibiteur multi-nœud de la voie PAM) et à quatre inhibiteurs de la voie PAM à nœud unique (Alpelisib, Capivasertib, Everolimus et Samotolisib) pendant 72 heures. La viabilité cellulaire a été évaluée par le test RT-Glo MT luciférase, et les effets antiprolifératifs et cytotoxiques des médicaments ont été analysés à l’aide de l’indice de taux de croissance (Growth Rate, GR).

c) Analyse du cycle cellulaire et de la réplication de l’ADN

La distribution du cycle cellulaire et la réplication de l’ADN ont été analysées par cytométrie en flux (Flow Cytometry). Les cellules ont été marquées avec de l’éthynyl-2’-désoxyuridine (Edu) et du colorant FXCycle Violet pour évaluer l’effet des médicaments sur le cycle cellulaire.

d) Analyse de la mort cellulaire et de l’apoptose

La mort cellulaire et l’apoptose ont été détectées par cytométrie en flux en utilisant le colorant Zombie et un anticorps anti-caspase 3 clivée (Cleaved Caspase 3).

e) Analyse de l’activité de la voie PAM et de la synthèse protéique

L’activité de la voie PAM a été évaluée en mesurant les niveaux de 4EBP1 phosphorylé (p4EBP1) et de RPS6 phosphorylé (pRPS6). En parallèle, la synthèse de nouvelles protéines a été évaluée en utilisant l’O-propargyl-puromycine (O-Propargyl-Puromycin, OPP) comme marqueur.

f) Analyse des fonctions métaboliques

L’effet des médicaments sur le métabolisme cellulaire a été évalué en mesurant la production de lactate et le taux de consommation d’oxygène (Oxygen Consumption Rate, OCR). Les niveaux de lactate ont été mesurés à l’aide de l’instrument Biosen R-line, et l’OCR a été surveillé en temps réel à l’aide de l’instrument Resipher.

2. Résultats principaux

a) Analyse de la viabilité cellulaire et du taux de croissance

Le Gedatolisib a montré des effets antiprolifératifs et cytotoxiques plus puissants dans toutes les lignées cellulaires testées, avec un GR50 (concentration nécessaire pour inhiber 50 % de la croissance) allant de 6 à 17 nM, significativement plus faible que celui des autres inhibiteurs à nœud unique. En particulier, dans les lignées cellulaires déficientes en PTEN, l’efficacité du Gedatolisib était particulièrement remarquable.

b) Cycle cellulaire et réplication de l’ADN

Le Gedatolisib a significativement inhibé la progression du cycle cellulaire, en particulier aux phases G0/G1 et S. Dans les cellules 22Rv1 et LNCaP, le Gedatolisib a augmenté la proportion de cellules en phase G0/G1 à 73 % et 84 % respectivement à une concentration de 1000 nM, tout en réduisant la proportion de cellules en phase S à 2 % et 0 %.

c) Mort cellulaire et apoptose

Le Gedatolisib a significativement induit la mort cellulaire et l’apoptose en 48 heures, en particulier dans les cellules LNCaP déficientes en PTEN, où le taux de mort cellulaire a atteint 77 %. En comparaison, les inhibiteurs à nœud unique ont montré des effets plus faibles.

d) Activité de la voie PAM et synthèse protéique

Le Gedatolisib a significativement inhibé les niveaux de p4EBP1 et pRPS6, indiquant une inhibition puissante de la voie PAM. Parallèlement, le Gedatolisib a significativement réduit la synthèse de nouvelles protéines, surpassant les autres inhibiteurs.

e) Fonctions métaboliques

Le Gedatolisib a significativement réduit la production de lactate et le taux de consommation d’oxygène, démontrant une régulation puissante du métabolisme cellulaire. En particulier, dans les cellules DU145 et PC3 à forte production de lactate, l’efficacité du Gedatolisib était significativement supérieure à celle des inhibiteurs à nœud unique.

3. Conclusion et signification

Les résultats de l’étude montrent que le Gedatolisib, en tant qu’inhibiteur multi-nœud de la voie PAM, peut inhiber plus efficacement la prolifération, la survie et les fonctions métaboliques des cellules cancéreuses de la prostate, et son efficacité n’est pas affectée par l’état de PTEN. Cette découverte offre de nouvelles perspectives pour le traitement du CRPC, en particulier pour les patients résistants aux inhibiteurs à nœud unique.

4. Points forts de la recherche

• Avantage de l’inhibition multi-nœud : Le Gedatolisib surmonte les problèmes de boucles de rétroaction des inhibiteurs à nœud unique en inhibant simultanément PI3K et mTORC1/mTORC2.
• Applicabilité large : Le Gedatolisib montre une efficacité anticancéreuse puissante dans les cellules PTEN-positives et négatives, indiquant son applicabilité à une population de patients plus large.
• Régulation métabolique : Le Gedatolisib inhibe significativement les fonctions métaboliques des cellules cancéreuses, renforçant ainsi son effet anticancéreux.

5. Autres informations utiles

Le Gedatolisib est actuellement en cours de plusieurs essais cliniques, y compris un essai de phase I/II en combinaison avec le Darolutamide pour le traitement du CRPC, et un essai de phase III en combinaison avec le Palbociclib et le Fulvestrant pour le traitement du cancer du sein avancé HR+/HER2-. Les résultats préliminaires de ces essais cliniques montrent une bonne efficacité et sécurité du Gedatolisib.

Résumé

Cette étude révèle non seulement le potentiel du Gedatolisib dans le traitement du cancer de la prostate, mais fournit également des bases expérimentales importantes pour le développement d’inhibiteurs plus efficaces de la voie PAM. À l’avenir, le Gedatolisib pourrait devenir un médicament clé dans le traitement du CRPC, en particulier pour les patients résistants aux traitements actuels.