Caractérisation de nouvelles cibles thérapeutiques contre les gliomes invasifs pédiatriques

Characterization of new therapeutic targets against pediatric invasive gliomas

• Auteur / Autrice : Farah Rahal
• Direction : Martin Hagedorn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 27/05/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biothérapie des maladies génétiques inflammatoires et cancers (Bordeaux ; 2011-2021)
• Jury : Président / Présidente : Violaine Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martin Hagedorn, Violaine Moreau, Sandrine Bourdoulous, Gertraud Orend
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Bourdoulous, Gertraud Orend

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gliomes

Cancérologie pédiatrique

CRISPR-Cas9

Mots clés libres

Cancer

Enfant

Gliome diffus du tronc cérébral

Protéomique

CRISPR-Cas9

Modèles précliniques en cancérologie

Cancer

Child

Diffuse midline glioma

CRISPR/Cas9

Proteomics

Preclinical cancer models

Résumé

Le gliome médian diffus (en anglais DMG pour « Diffuse Midline Glioma ») est un des cancers cérébraux pédiatriques les plus mortels. Les seuls traitements disponibles sont la chimiothérapie et la radiothérapie mais ils sont peu efficaces. C’est pourquoi, il est urgent de trouver des traitements ciblés permettant d’améliorer la prise en charge de ces enfants. Des études génomiques et épigénomiques ont permis d’identifier une mutation importante qui touche l’histone H3. Le résultat de la mutation est une substitution de la Lysine 27 en Méthionine (H3K27M) qui est à l’origine de 80% du DMG, et dérégule le complexe PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2), y compris l’activité enzymatique d’EZH2, qui est donc à l'étude en tant que cible thérapeutique. L’inhibition chimique de EZH2 in vitro par un inhibiteur induit une diminution de la croissance tumorale des lignées DMG et la mort cellulaire par apoptose. Pour étudier la réponse des cellules DMG à ce traitement, une analyse protéomique a été réalisée. Sur la base de ces résultats, une stratégie combinée a été élaborée et étudiée in vitro en culture 2D et 3D (sphéroïdes) et in vivo à l’aide du modèle d’implantation de cellules sur la membrane chorioallantoïdienne d’embryon de poulet et chez la souris (modèle orthotopique). Cette stratégie a révélé une forte inhibition de la croissance dans les traitements combinés, mais pas dans les traitements avec chaque drogue utilisée seule, à la fois dans des cellules de DMG en 2D et avec les sphéroïdes de DMG. Cette efficacité a été confirmée in vivo sur le modèle préclinique d’embryon de poulet et dans un modèle murin d’implantation orthotopique intracrânienne de cellules de DMG. Nos résultats révèlent une sensibilité inattendue de la combinaison des drogues identifiées dans le gliome pédiatrique hautement agressif justifiant une évaluation plus approfondie de cette nouvelle stratégie de traitement.

Diffuse midline glioma (DMG in English) is one of the most fatal pediatric brain cancers. The only treatments available are chemotherapy and radiotherapy, but they are not very effective. This is why it is urgent to find targeted treatments to improve the care of these children. Genomic and epigenomic studies have identified an important mutation that affects histone H3. The result of the mutation is a substitution of Lysine 27 for Methionine (H3K27M) which is the source of 80% of DMG, and deregulates the PRC2 complex (Polycomb Repressive Complex 2), including the enzymatic activity of EZH2 , which is therefore being studied as a therapeutic target. Chemical inhibition of EZH2 in vitro by an inhibitor induces a decrease in tumor growth of DMG lines and cell death by apoptosis. To study the response of DMG cells to this treatment, a proteomic analysis was performed. Based on proteomic data, a combined strategy was developed and studied in vitro using 2D and 3D cultures (spheroids) and in vivo in a chorioallantoic membrane of the chick embryo and in an orthotopic mouse model. This strategy showed strong growth inhibition in combination treatments, but not in single treatments, both in DMG cells in vitro and in cultures of DMG spheroids. This efficacy was validated in vivo on the preclinical chicken embryo model and the orthotopic intracranial DMG mouse model. Our results reveal an unexpected sensitivity of the combined therapy in highly aggressive pediatric glioma and warrants further evaluation as a new treatment strategy.