Thérapie génique de l'angiogenèse tumorale ciblée par des cellules endothéliales immatures

Cell-mediated gene therapy based on endothelial precursor cells to target tumor angiogenesis

• Auteur / Autrice : Guillaume Collet
• Direction : Claudine Kiéda, Jozef Dulak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 17/12/2012
• Etablissement(s) : Orléans en cotutelle avec Uniwersytet Jagielloński (Kraków, Polska)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-....)
• Jury : Président / Présidente : Josef Hamacek
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudine Kiéda, Jozef Dulak, Josef Hamacek, Georges Uzan, Jakub Golab, Ingrid Arnaudin-Fruitier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antiangiogéniques

Cancer -- Thérapeutique

Facteur de croissance des cellules endothéliales vasculaires

Mots clés libres

Angiogenèse tumoral

Hypoxie

Ciblage des EPCs

Normalisation

Piège à VEGF

Tumor angiogenesis

Hypoxia

EPCs targeting

Normalization

VEGF-trap

Résumé

Les facteurs de croissance endothéliaux (VEGFs) sont produits par les tumeurs qui sont hypoxiques. Principaux responsables de la néo-vascularisation pathologique, ils régulent le stroma tumoral. Les nouvelles stratégies qui ciblent et inhibent le VEGF ouvrent vers la thérapie anti-cancéreuse moderne. Elles ont pour but de contrôler l’angiogenèse tumorale plutôt que la détruire. Le défi est donc de piéger sélectivement le VEGF produit en excès, dans le microenvironnement tumoral, sous l’effet de l’hypoxie. La thèse présentée dans ce manuscrit est consacrée à la réalisation d’une nouvelle stratégie ciblante par l’intermédiaire de cellules, aussi appelée « Cheval de Troie ». Elle combine dans la même entité, une unité de ciblage et un système de délivrance spécifique d’un gène/molécule thérapeutique. Dans le but d’adresser la thérapie aux cellules cancéreuses sans affecter les cellules saines, un modèle de cellules endothéliales de type précurseur (CEPs) a été utilisé comme cellules ciblantes capables d’atteindre spécifiquement le site tumoral. Les CEPs ont été « armées » pour exprimer un gène thérapeutique chargé d’inhiber le VEGF. La neutralisation a été obtenue par la production d’une forme soluble du récepteur-2 du VEGF (VEGFR2 soluble), agissant comme inhibiteur. Caractéristique des tumeurs solides se développant, l’hypoxie a été choisie pour déclencher/éteindre l’expression et la sécrétion du VEGFR2 soluble, en introduisant, en amont du gène thérapeutique, une séquence régulatrice : HRE. Adressé au site tumoral par les CEPs, le régulateur de l’angiogenèse qu’est la forme soluble du VEGFR2, est exprimé de manière conditionnée et réversible, à l’hypoxie. Ceci ouvre à de nouvelles stratégies de normalisation contrôlée et stable des vaisseaux tumoraux en vue de l’utilisation de thérapies combinées.

Vascular endothelial growth factors (VEGFs) are over-expressed upon hypoxia in solid tumors. Major actors directing pathologic neo-vascularisation, they regulate the stromal reaction. Novel strategies that target and inhibit VEGF bring promise to modern anti-cancer therapies. They aim to control rather than destroy tumor angiogenesis. Consequently, the challenge is to selectively trap VEGFs, over-produced upon hypoxia, in the tumor microenvironment. The thesis presented in this manuscript focuses on the design of a novel cell-based targeting strategy, so-called “Trojan Horse”, combining in the same engineered entity, a targeting unit and a specific drug/gene delivery system. Aiming to address the therapy to cancer cells without affecting healthy cells, a model of endothelial precursor cell (EPCs) was used as targeting cell able to reach specifically the tumor site. EPCs were “armed” to express a therapeutic gene to inhibit VEGF. Trapping was attempted based on the production of a soluble form of the VEGF receptor-2 (sVEGFR2) as a candidate inhibitor. Hypoxia, a hallmark of developing solid tumors, was chosen to turn on/off the sVEGFR2 expression and secretion by introducing, upstream of the therapeutic gene, a hypoxia response element (HRE) regulating sequence. Properly addressed by the EPCs to the tumor site, such angiogenesis regulator as the soluble form of VEGFR2 is, was chosen to be expressed in a hypoxia-conditioned and reversible manner. This opens new strategies for a stably controlled normalization of tumor vessels in view of adjuvant design for combined therapies.