Développement de méthodes systémiques pour l'amélioration de la connaissance et du traitement des gliomes

Development of systemic approaches to improving gliomas knowledge and treatment

• Auteur / Autrice : Guillaume Nugue
• Direction : François Berger, Aurélie Juhem
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement
• Date : Soutenance le 04/09/2014
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CEA Grenoble
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Institut des Neurosciences
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Debouzy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Crouzier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gliomes

Glioblastome

Mots clés libres

Protéome

Glioblastome

Marquage isotopique stable

Turnover

Carbone 13

Proteom

Glioblastoma

Isotopic labelling

Turnover

Carbon 13

Résumé

Es gliomes sont des tumeurs cérébrales associées à une mortalité élevée. Le glioblastome multiforme (GBM) est la forme la plus fréquente des tumeurs cérébrales primaires. Malgré une prise en charge thérapeutique optimale constituée d'une chirurgie, d'une radiochimiothérapie concomitante et d'une chimiothérapie adjuvante, la survie médiane est de 15 mois. Ceci s'explique surtout par le potentiel infiltratif de ces tumeurs. Il est donc difficile de réaliser une exérèse chirurgicale totale, ce qui entraine une récidive quasi-systématique avec l'apparition de chimiorésistance. Ces phénomènes de résistances associés à une importante toxicité des molécules cytotoxiques mettent en évidence l'importance de rechercher de nouvelles stratégies thérapeutiques. Parmi ces dernières, les anticorps monoclonaux thérapeutiques sont très prometteurs, leurs actions ciblées limitent la toxicité au niveau du tissu sain. Cependant ces nouvelles thérapies manquent cruellement de suivi. L'apparition d'effets secondaires graves remet en cause leur intérêt. C'est pourquoi ces nouvelles thérapies, bien qu'efficaces, doivent être contrôlées par l'intermédiaire de biomarqueurs compagnons ce qui permettrait une meilleure efficience de la molécule. Le bevacizumab en est un bon exemple, de par une pharmacocinétique interindividuelle variable (de 11 à 50 jours) et une absence d'adaptation de la posologie on constate l'apparition d'effets secondaires (phlébite, hémorragie) qui entrainent l'arrêt du traitement. Or, ces effets secondaires pourraient être limités par un simple suivi de la concentration sérique de bevacizumab. De plus, dans le cas particulier des GBM, la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE) nécessite de développer de nouvelles stratégies pour favoriser une meilleure biodistrubution de molécules au niveau de la tumeur cérébrale. De ce fait, nous avons étudié l'efficacité d'un contournement de la BHE mécanique par une administration localisée directement dans la tumeur. Et dans cette étude préclinique, une amélioration significative de la médiane de survie des animaux ayant eu un traitement par CED (Convection Enhanced Delivery) par rapport à une administration intrapéritonéale. Enfin, dans le but de proposer une technique innovante de criblage de biomarqueurs compagnons, nous avons mis en place une stratégie innovante de marquage isotopique in vivo afin d'étudier la dynamique du protéome tumoral en réponse au traitement. Cette stratégie, déjà validée, est en cours de transfert chez l'homme dans l'étude du métabolisme des GBM.

Gliomas are brain tumors associated with important mortality. Glioblastoma multiforme (GBM) is the most frequent of primary brain tumors. Despite an optimal therapeutic management consists that includes surgery, radiotherapy plus concomitant and adjuvant chemotherapy, the median survival is 15 months. This, is mainly due to the presence of infiltrative tumor cells that hamper total surgical excision, and leads to relapse with the emergence of drug resistance. This highlights the importance of seeking new therapeutic strategies.Of these, therapeutic monoclonal antibodies are very promising. Their targeted actions limit the toxicity to healthy tissue. However, these new therapies are desperately short of monitoring. The appearance of serious side effects is a present challenge to their use. In consequences, these targeted therapies, even effective, have to be controlled via companion’s biomarkers that would provide better monitoring of the molecule. Bevacizumab is a good illustration for the existence of interindividual pharmacokinetic variability (11 to 50 days). In addition to its effect on the therapy efficiency, this inte variability must be also considered for side effects (phlebitis, hemorrhage) that lead to failure of treatment. However, these side effects could be limited by a simple monitoring of serum concentration of bevacizumab.Moreover, in the specific case of GBM, the action to the blood-brain barrier (BBB) requires the development of new strategies to promote a better bio-distribution of molecules in the brain tumor. Therefore, we investigated the effectiveness of a mechanical bypass of BBB in experimental brain tumors by a localized administration directly in the tumor. In this preclinical study, a significant improvement in median survival of animals treated with convection-enhanced delivery (CED) versus intraperitoneal administration was demonstrated.Finally, in order to offer an innovative technique of companion’s biomarkers screening, we have implemented an isotope labeling in vivo in order to study the dynamics of the proteome in tumor response to treatment. This strategy has already been released and is being transferred in humans in the study of the metabolism of GBM.