Nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement du gliome infiltrant du tronc cérébral

New therapeutic strategies in the treatment of diffuse intrinsic pontine glioma

• Auteur / Autrice : Guillaume Herrault
• Direction : Christophe Grosset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie du cancer
• Date : Soutenance le 02/12/2024
• 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 : Institut d'oncologie de Bordeaux (2022-....)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Larmonier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eddy Pasquier, Isabelle Pellier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eddy Pasquier, Isabelle Pellier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Différenciation cellulaire

Gliomes

Modèles biologiques

Chimiothérapie

Lipides -- Métabolisme

Criblage pharmacologique

Mots clés libres

Criblage pharmacologique

Métabolisme lipidique

Chimiothérapie

Modèles précliniques en cancérologie

GITC

Différenciation/souche

Pharmacological screening

Lipid metabolism

Chemotherapy

Preclinical cancer models

GITC

Differenciation/stemness

Résumé

Les DIPG (Diffuse Intrinsic Pontine Glioma) sont des tumeurs cérébrales pédiatriques rares dont la survie médiane après diagnostic est inférieure à un an. Le traitement de référence de ce cancer repose sur la radiothérapie mais cette dernière n’est pas curative. La recherche de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes est donc indispensable pour permettre une prise en charge clinique efficace des enfants atteints d’un DIPG.En 2022, notre équipe a montré in vitro et in vivo que l’inhibition de l’activité méthyltransférase d’EZH2 par le GSK126 sensibilisait les cellules de DIPG aux statines par une augmentation de la synthèse de cholestérol. Cependant, le mécanisme d’action induisant cet effet synergique entre les deux composés restait inconnu. Nos résultats ont montré que l’utilisation du GSK126 entraine une augmentation du métabolisme du cholestérol mais également de celui des acides gras, le tout associé à une accumulation de gouttelettes lipidiques plus importante. Nous avons également montré que le GSK126 tuait de façon sélective les cellules tumorales les plus souches (OPC-like) et que les cellules résistantes mettaient en place un programme pro-survie. Par analyse transcriptomique, nous avons découvert que le GSK126 induit de nombreuses voies moléculaires impliquées dans le stress oxydatif, le stress du réticulum endoplasmique et la mise en place des processus autophagique/mitophagique et l’inflammasome NLRP3. Nos résultats ont également montré que le traitement par le GSK126 empêchait l’activation de la phosphorylation de STAT3-Y705 et induisait la mort cellulaire par pyroptose des cellules les plus sensibles. Enfin, ces travaux ont permis de mettre en évidence l’importance du processus de prénylation protéique dans le programme pro-survie des cellules malgré le stress cellulaire. Le ciblage combiné de certains de ces processus et de l’inhibition de l’activité méthyltransférase d’EZH2 a montré un effet antitumoral synergique dans des modèles in vitro.En parallèle, nous avons réalisé un criblage pharmacologique sur un modèle 3D de cellules différenciées de DIPG afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Nos résultats ont montré une forte sensibilité de ces cellules à des inhibiteurs de la dynamique des microtubules. Une analyse kinomique sur des cellules traitées par un inhibiteur de microtubules a montré l’activation d’une kinase impliquée dans le contrôle de la division cellulaire et des dommages à l’ADN. Cette seconde étude a, elle aussi, conduit à la découverte d’un effet antitumoral synergique in vitro entre des inhibiteurs de ces deux cibles.

DIPG (Diffuse Intrinsic Pontine Glioma) is a rare paediatric brain tumour with a median survival after diagnosis of less than one year. The standard treatment for this cancer is radiotherapy, but this is not curative. Research into new and innovative therapeutic strategies is therefore essential to enable effective clinical management of children with DIPG.In 2022, our team showed in vitro and in vivo that inhibition of EZH2 methyltransferase activity by GSK126 sensitised DIPG cells to statins by increasing cholesterol synthesis. However, the mechanism of action inducing this synergistic effect between the two compounds remained unknown. Our results showed that the use of GSK126 increased both cholesterol and fatty acid metabolism, associated with a greater accumulation of lipid droplets. We also showed that GSK126 selectively killed the most proliferating tumour cells (OPC-like) and that resistant cells set up a pro-survival programme. By transcriptomic analysis, we discovered that GSK126 induced numerous molecular pathways involved in oxidative stress, endoplasmic reticulum stress and the setting up of autophagic/mitophagic processes and NLRP3 inflammasome. Our results also showed that treatment with GSK126 prevented the activation of STAT3-Y705 phosphorylation and induced cell death by pyroptosis in the most sensitive cells. Finally, this work highlighted the importance of the protein prenylation process in the pro-survival programme of cells despite cellular stress. Combined targeting of some of these processes and inhibition of EZH2 methyltransferase activity has shown a synergistic anti-tumour effect in in vitro models.In parallel, we carried out a pharmacological screening on a 3D model of differentiated DIPG cells to identify new therapeutic targets. Our results showed that these cells are highly sensitive to inhibitors of microtubule dynamics. A kinomic analysis of cells treated with a microtubule inhibitor showed the activation of a kinase involved in the control of cell division and DNA damage. This second study also led to the discovery of a synergistic anti-tumour effect in vitro between inhibitors of these two targets.