Développement d'approches in vitro et in vivo, pour le ciblage de l'angiogenèse tumorale par thérapie génique à l'aide du gène suicide codant pour la nitroreductase d'Escherichia Coli

Development of in vitro and in vivo approches for the targeting of tumor angiogenesis by gene therapy with the suicide gene coding for E. Coli nitroeductase

• Auteur / Autrice : Malika Benouchan
• Direction : Bruno Maria Colombo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Néovascularisation

Thérapie génique

Effet bystander

Escherichia coli

Résumé

La thérapie anti-angiogénique représente une stratégie pertinente pour le ciblage indirect des tumeurs. La stratégie des gènes suicides, utilisée dans nos travaux, associe le gène codant pour la nitroreductase d'Escherichia Coli (ntr) à une pro-drogue, le dinitrobenzamide CB1954. Cette pro-drogue sera métabolisée par l'enzyme NTR et des co-facteurs cellulaires, en un composé hautement cytotoxique. Une particularité de ce système est l'existence d'un effet de proximité ou effet bystander, qui va permettre une propagation des effets toxiques de la pro-drogue aux cellules environnantes non transfectées. L'ensemble de nos résultats démontre l'efficacité du système ntr/CB1954 pour induire un effet cytotoxique sur les cellules endothéliales in vitro. Nous avons pu également mettre en évidence le mode d'action du système, qui induit une apotose. Enfin, les résultats obtenus sur des cultures en trois dimensions nous suggèrent l'intervention d'un effet bystander, à travers la diffusion de la toxicité à partir des cellules endothétiales transfectées vers les cellules tumorales non transfectées suite au traitement par le CB1954. Dans la seconde partie de nos travaux, nous avons pu isoler deux clones celluleires ntr+ et démontrer la sensibilité de ces clones in vitro pour de la pro-drogue. Puis nous avons testé le clone qui a montré la plus grande sensibilité in vitro, sur des souris nude. Nous avons constaté une efficacité de la pro-drogue in vivo qui agit soit en augmentant la survie des souris lorsque les cellules ntr+ sont co-injectées avec des cellules de mélanome murin, B16-F10, soit en diminuant la croissance des tumeurs lorsque ces cellules sont injectées par voie intratumorale dans des souris porteuses de mélanomes. L'ensemble de ces résultats montre l'efficacité de la stratégie des gènes suicides et plus particulièrement du système ntr/CB1954 pour le ciblage des cellules endothéliales afin d'induire la destruction des cellules tumorales grâce à la diffusion d'un effet bystander.

The anti-angiogegenic therapy represents a relevant strategy for the indiect targeting of the tumors. The strategy of the suicides genes, used in our work, associates the gene coding for the nitroreductase of Escherichia Coli (ntr) with a pro-drug, the CB1954 dinitrobenzamide. This pro-drug will be metabolized by the enzyme NTR and the cellular co-factors, into a highly cytotoxic compound. A characteristic of this system is the existence of a bystander effect, which will allow a propagation of the toxic effects of the pro-drug to the non transfected surounding cells. Our results show the effectiveness of the ntr/CB1954 system to induce a cytotoxic effect on the endothelial cells in vitro. We also could highlight the mode of action of the system, which induces an apoptosis. Lastly, the results obtenained on three dimentional cultures suggest us the intervention of a bystander effect, through the diffusion of toxicity from ntr+ endothelial cells to the ntr+ tumor cells following the treatment by CB1954. In the second part of our work, we have isolated two ntr+ clones and showed the sensivity of these clones in vitro for the pro-drug. Then, we tested the clone showing the geatest in vito sensitivity, on nude mice. We noted an effectiveness of the pro-drug in vivo which acts by increasing the survival of the mice when the cells ntr+ are co-injected with the cells of murine melanoma, B16-F10, by decreasing the growth of the tumors when these cells are injected intratumoraly in mice carrying melanoma. These results shows the effectiveness of the strategy of the suicide genes and more particularly of the ntr/CB1954 system for thetargeting of the endothelial cells in order to induce the destruction of the tumor cells thanks to the diffusion of a bystander effect.