KL-50 : une percée dans le traitement du glioblastome récurrent

Contexte

Le glioblastome (GBM) est une tumeur cérébrale hautement maligne, en particulier chez les patients de type IDH sauvage (IDHwt), avec un pronostic très sombre. Bien que le traitement standard actuel inclue la résection chirurgicale, la radiothérapie et la chimiothérapie au témozolomide (TMZ), la plupart des patients finissent par rechuter. Un mécanisme important de cette rechute est l’acquisition de mutations dans les gènes des enzymes de réparation des mésappariements de l’ADN (Mismatch Repair, MMR), ce qui confère une résistance au TMZ. L’action du TMZ dépend de la fonction des enzymes MMR, donc les cellules tumorales déficientes en MMR ne sont plus sensibles au TMZ. Face à ce défi clinique, le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques est urgent.

Le KL-50 est un nouvel agent de pontage de l’ADN, conçu spécifiquement pour induire des pontages interbrins (Interstrand Crosslinks, ICLs) dans les cellules dépourvues de l’enzyme O-6-méthylguanine-ADN méthyltransférase (MGMT), entraînant ainsi des cassures double brin (Double-Strand Breaks, DSBs), indépendamment de la voie MMR. Des études antérieures ont montré que le KL-50 avait un effet antitumoral significatif in vitro et in vivo sur les cellules de gliome déficientes en MMR. Cependant, son activité dans les modèles de GBM récurrent dérivés de patients n’était pas encore claire. Cette étude vise à évaluer le potentiel du KL-50 dans le traitement des GBM nouvellement diagnostiqués et récurrents déficients en MMR.

Source de l’article

Cette étude a été réalisée par Matthew McCord, Thomas Sears, Wenxia Wang et plusieurs autres auteurs, issus notamment de l’Université Northwestern (Northwestern University) et de la Mayo Clinic. Elle a été publiée le 10 décembre 2024 dans la revue Neuro-Oncology, une publication de référence dans le domaine de la neuro-oncologie.

Méthodologie et résultats

1. Génération de modèles de xénogreffes dérivées de patients (PDX) déficientes en MMR

Les chercheurs ont d’abord construit des modèles de xénogreffes dérivées de patients (PDX) déficientes en MMR en exposant les cellules tumorales à des cycles répétés de TMZ. Le processus détaillé est le suivant : - Culture des cellules tumorales : Des tissus tumoraux de GBM6 (IDHwt, amplification d’EGFRvIII) et de GBM12 (amplification d’EGFR) ont été obtenus à partir de la banque de PDX de la Mayo Clinic et cultivés sous forme de sphères tumorales dans un milieu sans sérum. - Greffe intracrânienne chez la souris : 100 000 cellules tumorales ont été injectées dans le lobe frontal droit de souris NOD-SCID-Gamma (NSG) âgées de 8 à 10 semaines. - Traitement au TMZ : 27 jours après la greffe, les souris ont reçu un traitement au TMZ pendant une semaine (2,5 mg/kg, injection intrapéritonéale, 5 jours par semaine), suivi d’une semaine de repos, puis de deux cycles supplémentaires de TMZ. - Récurrence tumorale et passage : Après le traitement, les souris ont été surveillées pour la récurrence tumorale et euthanasiées lorsqu’elles présentaient des symptômes. Le tissu cérébral frais a été prélevé, homogénéisé, mélangé à de la Matrigel et injecté dans les flancs d’une nouvelle cohorte de souris NSG pour la propagation et l’expansion.

Grâce à ce processus, les chercheurs ont réussi à générer le modèle GBM6R-M185 déficient en MMR, et ont validé l’absence des protéines MMR (MSH6, MSH2, MLH1, PMS2) par Western blot.

2. Évaluation de l’activité du KL-50 dans les PDX de GBM naïfs au TMZ et récurrents déficients en MMR

Les chercheurs ont évalué l’efficacité du KL-50 dans les modèles de PDX de GBM naïfs au TMZ et récurrents déficients en MMR : - Modèles de GBM6 et GBM12 naïfs au TMZ : Le KL-50 a significativement prolongé la survie médiane des souris, passant de 32,5 jours à 57 jours pour le modèle GBM6, et de 33 jours à 71 jours pour le modèle GBM12. De plus, une faible dose de radiothérapie (4 Gy) a encore amélioré l’efficacité du KL-50, prolongeant la survie médiane du modèle GBM12 à 80 jours. - Modèle de GBM6R-M185 récurrent déficient en MMR : Le KL-50 a significativement prolongé la survie médiane des souris (140 jours contre 37 jours), surpassant le TMZ (108 jours).

3. Activité in vitro du KL-50 dans les cellules de GBM déficientes en MMR

Les chercheurs ont construit des lignées cellulaires de GBM6 et GBM12 avec knock-out (KO) de MSH6 par CRISPR, et ont évalué l’activité in vitro du KL-50 : - Résistance au TMZ : Le KO de MSH6 a significativement augmenté la résistance des cellules GBM6 et GBM12 au TMZ, avec une augmentation des valeurs d’IC50 de 4,9 fois et 11,9 fois respectivement. - Activité du KL-50 : Contrairement au TMZ, le KL-50 est resté efficace dans les cellules KO pour MSH6, avec une réduction des valeurs d’IC50 de 10 à 80 %. De plus, le KL-50 a induit davantage de marqueurs de cassures double brin de l’ADN (p-H2A.X et p-P95) dans les cellules KO pour MSH6.

4. Synergie entre le KL-50 et la radiothérapie

Dans le modèle GBM12, une faible dose de radiothérapie (4 Gy) a significativement renforcé l’efficacité du KL-50, prolongeant davantage la survie médiane des souris. Ce résultat suggère une synergie entre le KL-50 et la radiothérapie, offrant une nouvelle stratégie de combinaison pour le traitement clinique.

Conclusion et signification

Cette étude démontre que le KL-50 possède une activité antitumorale significative dans le traitement des GBM nouvellement diagnostiqués et récurrents déficients en MMR, en particulier dans les tumeurs déficientes en MGMT. Le KL-50 est capable de surmonter la résistance au TMZ et de synergiser avec la radiothérapie pour prolonger la survie. Ces découvertes fournissent une base expérimentale importante pour le développement de nouveaux traitements du GBM et soutiennent l’avancement du KL-50 vers des essais cliniques pour les patients atteints de GBM récurrent.

Points forts de l’étude

1. Stratégie thérapeutique innovante : Le KL-50, en induisant des pontages interbrins de l’ADN, surmonte la résistance au TMZ, offrant une nouvelle option thérapeutique pour les patients atteints de GBM récurrent.
2. Efficacité accrue en cas de déficience en MMR : Contrairement au TMZ, le KL-50 reste efficace dans les cellules tumorales déficientes en MMR, et pourrait même renforcer son activité antitumorale.
3. Synergie avec la radiothérapie : La synergie entre le KL-50 et la radiothérapie à faible dose offre une nouvelle stratégie de combinaison, potentiellement plus efficace.

Autres informations utiles

Le succès de cette étude est dû en partie au soutien de ModifiBio, qui a fourni le composé KL-50 et financé les expériences. De plus, l’équipe de soins aux animaux de l’Université Northwestern a joué un rôle crucial dans la réalisation des expériences.