Thèse soutenue

Décrypter les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent l'activité de radiosensibilisation de complexes métalliques : vers le développement de candidats médicaments pour améliorer la radiochimiothérapie pour le traitement du cancer.
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Auteur / Autrice : Deepanjan Ghosh
Direction : Sophie Bombard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Frontières du vivant
Date : Soutenance le 22/09/2020
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Frontières de l'innovation en recherche et éducation (Paris ; 2006-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et modélisation pour la biologie du cancer (Orsay, Essonne ; 2015-....) - Chimie et modélisation pour la biologie du cancer
établissement opérateur d'inscription : Institut Curie (Paris ; 1978-....)
Jury : Président / Présidente : Gilles Gasser
Examinateurs / Examinatrices : Sophie Bombard, Gilles Gasser, François Boussin, Marie-Josèphe Giraud-Panis, Marie Dutreix, Anna Campalans
Rapporteurs / Rapporteuses : François Boussin, Marie-Josèphe Giraud-Panis

Résumé

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Les radiosensibilisants sont des agents qui rendent les cellules cancéreuses plus sensibles à l'irradiation en ciblant leurs voies de réparation de l'ADN, la régulation du cycle cellulaire, la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), etc. Ils sont utilisés dans quelques types de radiothérapie. Certains de ces radiosensibilisants sont des ligands de l’ADN produisant des dommages à l’ADN tels que des complexes métalliques ou des ligands de structure G-quadruplex (G4). Pt-ctpy est un complexe de platine ligand de G4 qui a montré des propriétés de radiosensibilisation (RS) via un ciblage proposé des télomères. Par conséquent, nous avons essayé d’identifier les déterminants structuraux pour une RS (ligand G4 et/ou métal). Un criblage cellulaire de RS a donc été effectué, avec des complexes métalliques ligands ou non de G4 de trois séries, terpyridine, salphène et des complexes de platine N-hétérocycliques-Carbene (NHC-Pt) conjugués au ligand Pyridodicarboxamide PDC, ainsi que d’autres complexes de platine comprenant le cisplatine et des complexes NHC-Pt.Le potentiel RS de ces complexes a été testé à leurs concentrations subtoxiques combinées au rayonnement γ (IR) dans trois lignées de cellule différentes (ovaire, poumon et glioblastome). Seuls Pt-ttpy de la série des métal-terpyridines, 2 métal-salphènes (Ni et Cu) et 6 complexes NHC-Pt sont capables d'induire la RS dans les lignées cellulaires. La RS ne suit pas une relation d'activité de structure puisque, 1) tous les ligands métalliques de G4 et 2) tous les métaux n’induisent pas de RS. Les complexes Pt-NHC font l'objet d'un brevet pour leur structure et leur potentiel de radiosensibilisation.Des études mécanistiques ont été poursuivies pour le complexe ligand de G4, Pt-ttpy qui cible les télomères, se lie irréversiblement à l'ADN et induit également un dysfonctionnement mitochondrial. Les pré-requis pour son activité RS sont très différents de ceux des NHC-Pt et du cisplatine. Sa RS dépend du temps de pré-incubation qui a pu être corrélée à la quantité de Pt liée à l'ADN. La présence de Pt-ttpy post-irradiation est également indispensable suggérant que la réparation des dommages à l'ADN induits par l'IR peut être perturbée par la présence d’un adduit de Pt-ttpy. Cela a été corrélé à 1) un retard dans la réparation précoce et une augmentation des dommages à l'ADN jusqu'à 6 heures après irradiation 2) une faible augmentation des dommages aux télomères et 3) une diminution des cellules en phase G2-M aux premiers stades post-irradiation, suggérant une mauvaise réparation de l’ADN génomique et télomérique. La RS est également indépendante de la production de ROS et de la présence de dommages télomériques pré-irradiation.Tous les résultats nous amènent à émettre l'hypothèse d'un mécanisme d'action pour la RS de Pt-ttpy, principalement axé sur le retard de la réparation des dommages à l’ADN dus à l’IR. Nous proposons que lorsque l’adduit encombrant à l’ADN de Pt-ttpy, présent avant irradiation et formé après irradiation, est situé près des dommages à l'ADN induits par l’IR, il se forme un dommage à l’ADN complexe plus difficile à réparer et qui conduirait à la mort cellulaire.De plus, Pt-ttpy est également capable d'induire une chimio sensibilisation aux inhibiteurs de la signalisation « DNA Damage Response » (ATM, ATR, DNA-PK) et à un inhibiteur de PARP1, protéine impliquée dans plusieurs voies de réparation d’ADN, mettant en évidence sa valeur dans une approche chimio-thérapeutique combinatoire et l’implication des adduits de Pt-ttpy à l’ADN dans sa cytotoxicité.En conclusion, ce projet met en évidence de nouvelles propriétés pour le complexe métallique ligand de G4, Pt-ttpy, qui sont différentes de celles du cisplatine et de Pt-ctpy, ce qui ouvre la voie à une sélection de nouveaux complexes métalliques dotés de propriétés de ciblage radiosensibilisant, chimiosensibilisant et mitochondrial.