Effet anti-tumoral du GTN +/- doxorubicine dans le cancer du sein triple négatif : implication du système immunitaire

Antitumor effect of GTN +/- doxorubicin in triple negative breast cancer : involvement of the immune system

• Auteur / Autrice : Nesrine Mabrouk
• Direction : Catherine Paul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 30/03/2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Immunologie et Immunothérapie des Cancers (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Delmas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mickaël Rialland, Benjamin Gibert
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Véronique Braud, Marie-Cécile Michallet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lipides -- Métabolisme

Cancer du sein

Nitroglycérine

Mots clés libres

Glycéryle trinitrate (GTN)

Cancer de sein triple négatif (CSTN)

Métabolisme lipidique

S-Nitrosylation

Lipid metabolism

S-Nitrosylation

Triple negative breast cancer (TNBC)

Glyceryl trinitrate (GTN)

Résumé

Le cancer du sein (CS) est une maladie hautement complexe, hétérogène et multifactorielle. Comparé aux autres sous-types, le cancer du sein triple négatif (CSTN) représente l'un des stades les plus avancés de la maladie, et se caractérise par une forte hétérogénéité inter et intra-tumorale et une charge mutationnelle élevée, rendant les traitements très difficiles et inefficaces. L’absence d’expression des récepteurs aux œstrogènes, à la progestérone, et l’absence de surexpression du récepteur HER2, fait des chimiothérapies (exemple : la doxorubicine) adjuvantes ou néo adjuvantes, le traitement de référence chez les patients atteints de ce type de cancer. Malheureusement, le taux de réponse anatomopathologique complète en réponse à ces chimiothérapies, dépasse rarement les 50 % avec un bénéfice à long terme qui touche uniquement 30 à 50% des malades. Le laboratoire LIIC dans lequel j’ai effectué ma thèse a comme objectif de montrer qu’un donneur de monoxyde d’azote (NO), le glycéryl trinitritrate (GTN), médicament utilisé en cardiologie, peut améliorer l’efficacité thérapeutique des chimiothérapies anti-cancéreuses. Le but de mon projet de thèse consistait donc à déterminer si l’association du GTN à la doxorubicine pouvait potentialiser l’activité anti-tumorale de cette chimiothérapie dans le CSTN, et de déterminer le mécanisme par lequel cette combinaison agit en mettant l’accent sur le microenvironnement immunitaire en général, et plus particulièrement sur les cellules myéloïdes immunosuppressives, les MDSCs.Les résultats ont montré que l’association du GTN à la doxorubicine améliorait significativement l'efficacité anti-tumorale de cette dernière, dans un modèle de CSTN induit par l’injection de cellules mammaires 4T1. Cet effet est dû, en partie, à la capacité du GTN à augmenter la différenciation des LTCD4+ vers le sous-type anti-tumorale Th1, à augmenter le recrutement intra-tumoral des cellules CD8+/PD-1+ et des G-MDSCs sous-exprimant PD-L1. Cependant, le mécanisme principal par lequel le GTN agit repose essentiellement sur sa capacité à reprogrammer, en présence des ROS, ces G-MDSCs en faveur d’une diminution de leur activité immunosuppressive. En effet, les résultats ont révélé que le GTN, via la S-nitrosylation de STAT5, était capable de moduler le métabolisme lipidique, dépendant de la protéine FATP2 (Fatty Acid Transport Protein 2) de ces cellules. Ainsi une diminution de FATP2, ainsi que de tous les composants faisant partie de la voie de signalisation de cette protéine, en amont (STAT5) et en aval (PGE2), a été observée en réponse au GTN +/- doxorubicine. Tous ces effets étaient inhibés en présence d’un inhibiteur de ROS, la N-acétyl cystéines (NAC). La NAC retardait également considérablement la progression tumorale lorsqu’elle est associée à la combinaison doxorubicine / GTN.Ce travail, basé sur l’utilisation de deux molécules couramment utilisées en clinique, ouvre sans conteste une nouvelle perspective de traitement pour les patientes atteintes d’un cancer TN et cette combinaison pourra être rapidement proposée aux cliniciens.

Breast cancer (BC) is a highly complex, heterogeneous and multifactorial disease. Compared to other subtypes, triple negative (TNBC) represents one of the most advanced stages of the disease, and is characterized by a strong inter- and intra-tumor heterogeneity and a high mutational burden, making treatments very difficult and inefficient. The absence of estrogen and progesterone receptors expression, and the absence of HER2 receptor overexpression, makes chemotherapy (example: doxorubicin), the prior treatment in patients with this type of BC. Unfortunately, the complete anatomopathological response rate, in response to these chemotherapies, rarely exceeds 50% with a long-term benefit affecting only 30 to 50% of patients. The LIIC laboratory in which I did my thesis aims to show that a donor of nitric oxide (NO), glyceryl trinitritrate (GTN), a drug used in cardiology, can improve the therapeutic efficacy of anti-cancerous chemotherapy. The aim of my thesis project was therefore to determine whether the association of GTN with doxorubicin could potentiate the antitumor activity of this chemotherapy in TNBC, and to determine the mechanism by which this combination acts by emphasizing the immune microenvironment in general, and more particularly on immunosuppressive myeloid cells, MDSCs.The results showed that the association of GTN with doxorubicin significantly improved the anti-tumor efficacy of this chemotherapy, in a TNBC model induced by the injection of 4T1 breast cells. This effect is due, in part, to the ability of GTN to increase the differentiation of LTCD4 + in the anti-tumor linage Th1, to increase the intra-tumor recruitment of CD8 + / PD-1 + cells and of G-MDSCs down-expressing PD-L1. Nevertheless, the main mechanism by which GTN acts is essentially based on its ability to reprogram, in the presence of ROS, these G-MDSCs towards a less immunosuppressive phenotype. Indeed, the results revealed that GTN, via the S-nitrosylation of STAT5, was able to modulate the lipid metabolism of these cells, which is dependent on the protein FATP2 (Fatty Acid Transport Protein 2). Thus, a decrease in FATP2, as well as all the upstream (STAT5) and downstream (PGE2) components of this signaling pathway was observed in response to GTN +/- doxorubicin. All of these effects were inhibited in the presence of an ROS inhibitor, the N-acetyl cysteines (NAC). NAC also significantly delayed tumor progression when used in combination with doxorubicin / GTN.This work, based on the use of two molecules commonly used in the clinic, undoubtedly opens up a new treatment perspective for patients with TNBC and this combination can quickly be offered to clinicians.