Effets antitumoraux de l’inhibition double de NAMPT et PAK4 dans un modèle sphéroïde tridimensionnel de cancer de l’ovaire résistant au platine

Le cancer de l’ovaire résistant aux composés à base de platine est une tumeur gynécologique maligne, difficile à traiter avec une courte durée de survie pour les patients. Ces dernières années, les chercheurs ont tenté de trouver de nouvelles stratégies thérapeutiques, et le traitement ciblé des cellules souches cancéreuses (CSCs) est devenu une direction importante. Les CSCs sont riches dans les amas tumoraux intra-abdominaux des cancers de l’ovaire, qui non seulement ont une forte capacité à former des tumeurs, mais aussi une résistance aux médicaments conventionnels à base de platine. Cet article étudie les effets anticancéreux de KPT-9274, un inhibiteur innovant à double cible, dans un modèle de sphéroïde cellulaire 3D, en particulier pour le cancer de l’ovaire résistant au platine.

Contexte de l’étude

Actuellement, les médicaments à base de platine sont la principale option de traitement pour le cancer de l’ovaire, mais plus de 80% des cas avancés récidivent en raison de la résistance de la tumeur aux médicaments à base de platine. Bien que les inhibiteurs de VEGF, les inhibiteurs de PARP et les inhibiteurs des points de contrôle immunitaire aient montré une certaine efficacité dans certains cas, la plupart des patients finissent par rechuter. Par conséquent, de nouvelles stratégies de traitement sont urgemment nécessaires.

Les chercheurs ont découvert que cibler les CSCs pour le traitement est une direction potentielle car ces cellules ont des mécanismes de croissance différents de ceux des cellules cancéreuses ordinaires. NAD+ est un coenzyme essentiel à la survie et à la croissance des cellules, et NAMPT (Nicotinamide Phosphoribosyltransferase) est une enzyme limitante clé dans la régénération du cycle de NAD+. Dans de nombreux cancers, les inhibiteurs de NAMPT tels que FK-866 et GNE-617 ont montré des effets antitumoraux significatifs. KPT-9274 est un nouvel inhibiteur oral de NAMPT, ainsi qu’un inhibiteur de PAK4 (Kinase activée par P21 4), mais son effet sur le cancer de l’ovaire n’a pas encore été vérifié.

Informations sur l’étude

Cet article, écrit par Kei Kudo et al., inclut des auteurs de l’Institut National du Cancer des États-Unis (NCI), de la Faculté de Médecine de l’Université Tohoku au Japon, entre autres. Le manuscrit est publié dans la revue “Cancer Gene Therapy”.

Processus de l’étude

Échantillons et culture cellulaire

Cette étude a testé 11 types de lignées cellulaires cancéreuses différentes, couvrant le cancer de l’ovaire, le cancer de l’endomètre et le cancer du sein. Pour simuler l’environnement tumoral réel, ce travail utilisait un modèle de sphéroïde 3D. Ces sphéroïdes, cultivés sur des plaques de culture à faible adhésion, modélisent plus fidèlement la morphologie et la réponse médicamenteuse de la tumeur in vivo.

Mesure de la viabilité cellulaire et des niveaux de NAD+, NADPH et ATP

La viabilité cellulaire a été mesurée par la méthode XTT, tandis que les concentrations de NAD+, NADPH et ATP ont été déterminées par méthodes colorimétriques et fluorescentes respectivement. Les résultats montrent que KPT-9274 peut inhiber significativement la production de NAD+, NADPH et ATP dans les lignées cellulaires dépendantes de NAMPT, indiquant que leur métabolisme énergétique est entravé par l’inhibition de NAMPT.

Test de la fonction mitochondriale

L’analyseur Seahorse XF a été utilisé pour évaluer la fonction mitochondriale. Les résultats montrent que KPT-9274 diminue significativement le taux de consommation d’oxygène (OCR) et le taux d’acidification extracellulaire (ECAR) dans les cellules CP80 et Aci-98, ce qui indique son inhibition du métabolisme oxydatif mitochondrial et de la glycolyse. En outre, KPT-9274 induit une réduction du potentiel de membrane mitochondriale et une augmentation des espèces réactives de l’oxygène (ROS), affichant une activité notable de la Caspase ³⁄₇, soulignant son effet antitumoral par la suppression de la fonction mitochondriale et l’induction de l’apoptose.

Séquençage d’ARN et analyse bioinformatique

Le séquençage d’ARN a été utilisé pour analyser les cellules CP80. Les résultats montrent une réduction significative des gènes impliqués dans la réponse inflammatoire et la prolifération cellulaire après traitement par KPT-9274, tandis que les gènes impliqués dans la réparation des gènes sont réprimés. Notamment, les niveaux d’expression des gènes IFNGR1 et IFIT1 sont considérablement réduits, suggérant que KPT-9274 exerce son effet antitumoral en inhibant plusieurs voies de signalisation.

Mesure de l’expression protéique et de l’activité kinase

Les résultats furent confirmés par Western Blotting et immunofluorescence. Après traitement par KPT-9274, PAK4 s’est principalement transféré du cytoplasme au noyau, accompagné d’une réduction de l’activité d’une série de protéines clés telles que Raptor, Akt et β-catenin. L’analyse de l’activité de la kinase Akt montre que KPT-9274 inhibe significativement l’activité de Akt de manière dose-dépendante.

Résultats de l’étude

KPT-9274 montre des effets antitumoraux multiples significatifs dans les lignées cellulaires dépendantes de NAMPT :

1. Inhibition de la production de NAD+, NADPH et ATP, et par conséquent inhibition du métabolisme énergétique cellulaire.
2. Inhibition de la fonction mitochondriale, diminuant le taux de consommation d’oxygène et la glycolyse, tout en induisant l’apoptose.
3. Inhibition de plusieurs voies de signalisation impliquées dans l’inflammation, la prolifération cellulaire et la réparation des gènes.
4. Changement de la localisation de PAK4 dans la cellule, inhibant ainsi son activité kinase cytoplasmique.

Conclusion et significations

Cette étude confirme le potentiel thérapeutique de KPT-9274 pour le cancer de l’ovaire résistant au platine, soulignant l’importance des inhibiteurs à double cible de NAMPT et PAK4 dans la médecine de précision. En même temps, cette recherche suggère qu’avant l’application clinique, il est nécessaire de déterminer plus précisément la dépendance du cancer à NAMPT afin d’améliorer l’efficacité du traitement et la précision prédictive du médicament.

Points forts de la recherche

1. KPT-9274 montre des effets antitumoraux significatifs dans un modèle de sphéroïde cellulaire 3D, modélisant plus fidèlement les tumeurs in vivo.
2. L’impact de KPT-9274 sur le métabolisme énergétique cellulaire, la fonction mitochondriale et l’apoptose a été vérifié par diverses techniques expérimentales, proposant de nouveaux mécanismes.
3. L’analyse bioinformatique a révélé les multiples voies antitumorales de KPT-9274, fournissant des données riches en expression génique et en voies de signalisation.

Cette recherche propose une nouvelle stratégie de traitement pour le cancer de l’ovaire résistant au platine, tout en soulignant l’importance d’identifier la dépendance à NAMPT des tumeurs des patients par des moyens de médecine de précision dans les applications cliniques.