Le récepteur CCK2 dans les cancers : ciblage diagnostique et thérapeutique grâce à la vectorisation de nanoparticules magnétiques

CCK2 receptor in cancers : diagnostic and therapeutic targeting with magnetic nanoparticles

• Auteur / Autrice : Claire Sanchez
• Direction : Daniel Fourmy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacologie des récepteurs
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer -- Thérapeutique

Récepteurs

Cholécystokinine

Mots clés libres

Récepteur CCK2

Nanoparticules magnétiques

Ciblage thérapeutique

Tumeurs neuroendocrines

Résumé

Le récepteur CCK2 est un récepteur à 7 domaines transmembranaires couplé aux protéines G. D'un point de vue physiologique, le récepteur CCK2 joue un rôle central dans la régulation de la digestion, et agit également au niveau du système nerveux central. D'un point de vue pathologique, il est impliqué dans la carcinogenèse digestive, et il est surexprimé dans les tumeurs neuroendocrines. Il constitue donc une cible diagnostique et thérapeutique potentielle pour ces cancers. Dans un premier temps, nous avons recherché l'existence de variants de ce récepteur dans les tissus tumoraux issus de patients atteints de tumeurs qui expriment le RCCK2. Cette étude a permis de mettre en évidence un nouveau variant d'épissage, délété de l'exon 2, qui code pour une protéine possédant 5 domaines transmembranaires. Dans la cellule, ce variant est localisé uniquement dans le réticulum endoplasmique. Lorsqu'il est co-transfecté avec le récepteur sauvage, il exerce un rôle de dominant négatif sur l'expression membranaire du RCCK2, en entraînant sa rétention dans le réticulum endoplasmique. Ce phénomène se traduit par une diminution de l'activité biologique du récepteur sauvage. Dans un deuxième temps, nous avons développé un outil pour cibler les tumeurs qui surexpriment le récepteur CCK2, basé sur l'utilisation de nanoparticules magnétiques qui sont utilisées comme agent de contraste en IRM. Pour cela nous avons greffé le ligand gastrine du RCCK2 à la surface des nanoparticules. Les nanoparticules vectorisées s'accumulent dans les cellules de façon dépendante du récepteur. L'internalisation des nanoparticules requière l'intervention de la beta-arrestine 2, de la clathrine et de la dynamine. Nous avons montré que la présence de la nanoparticule ne modifiait pas les mécanismes d'internalisation du ligand dans les cellules, en revanche elle modifie la cinétique le recyclage lent (minoritaire) du RCCK2. L'accumulation tumorale des nanoparticules vectorisées a également été analysée in vivo suite à leur injection chez des souris nudes transplantées avec des xénogreffes de cellules tumorales qui expriment le RCCK2. Enfin, nous avons contribué à montrer qu'un autre récepteur à 7 domaines transmembranaires, celui du GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide), est surexprimé dans certains types de tumeurs neuroendocrines. En outre ce récepteur est surexprimé dans 90% des tumeurs endocrines qui échappent au diagnostic par la somatostatine radiomarquée. Ces résultats posent la question du rôle du récepteur GIP dans le contexte tumoral et en font une nouvelle cible potentielle en cancérologie.

The CCK2 receptor belongs to the family of seven transmembrane domain G protein coupled receptors. From a physiological point of view, the CCK2 receptor exerts a central role in digestion regulation, and also acts on the central nervous system. From a pathological point of view, it was reported to be involved in digestive cancer development and overexpressed in neuroendocrine tumors. CCK2R is a potential diagnostic and therapeutic target of these cancers. Firstly, we searched for receptor variants in tumors overexpressing CCK2R. We discovered a new splice variant of the CCK2R deleted of exon 2 and coding for a putative five-transmembrane domain receptor. Ectopic expression cells revealed that this variant lacks biological activity due to its sequestration in the endoplasmic reticulum. When co-expressed with the intact CCK2R, this variant diminished membrane density of the CCK2R and CCK2R-mediated activity, acting as a dominant negative on membrane density of the wild-type receptor. Secondly, we developed CCK2R positive neuroendocrine tumor targeting with magnetic nanoparticles. We grafted a synthetic replicate of the CCK2R ligand, gastrin, on the nanoparticles. Targeted nanoparticles uptake is receptor dependant, and requires involvement of beta-arrestine 2, clathrine and dynamine. We demonstrated that the nanoparticle did not modify ligand internalization in cells, but changes the kinetic of CCK2R intracellular trafic. Tumor accumulation of the targeted nanoparticles was assessed in vivo in mouse bearing tumor xenografts overexpressing CCK2R. Finally, we collaborated on a project demonstrating that another G protein coupled receptor, the GIP receptor (glucose-dependent insulinotropic polypeptide) was overexpressed in neuroendocrine tumors with a high density and incidence. Interestingly this receptor was detected in most somatostatin receptor-negative tumors. These results underlined a likely role of GIPR in tumoral carcinogenesis, and potential target for clinical applications in particular for in vivo scintigraphy and targeted radiotherapy.