La protéine de stress du réticulum endoplasmique GRP94 dans le cancer du sein triple négatif, intérêt diagnostique et thérapeutique

The endoplasmic reticulum stress protein GRP94 in triple-negative breast cancer, diagnostic and therapeutic interest

• Auteur / Autrice : Alexanne Bouchard
• Direction : Évelyne Kohli, Bertrand Collin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine, cancérologie, génétique, hématologie, immunologie
• Date : Soutenance le 11/12/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale E2S Environnements, Santé, STIC (Dijon ; ....-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lipides, Nutrition, Cancer (LNC) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Carmen Garrido
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benjamin Guillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Richard Le Naour, Sophie Lancelot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiothérapie interne

Gène HER-2

Progestérone

Estrogènes

Tumeurs du sein triple-négatives

Cancer du sein triple négatif

Cancer du sein

Mots clés libres

Grp94

Macrophages M2-Like

Garp

Cancer du sein triple négatif

Spect/ct

Radiothérapie interne vectorisée

Grp94

M2-Like macrophages

Garp

Triple negative breast cancer

Spect/ct

Targeted radionuclide therapy

Résumé

Le cancer du sein triple négatif (CSTN) est caractérisé par l’absence sur les cellules tumorales de récepteurs aux œstrogènes, à la progestérone ainsi que de HER2. Il s’agit du sous-type de cancer du sein le plus agressif et il est associé à un risque plus élevé de métastases. Il représente 15 à 20% de tous les cancers du sein. En raison du manque de cibles spécifiques, l'hormonothérapie et les médicaments ciblant HER2 sont inefficaces. Les CSTN représentent en fait un sous-groupe de tumeurs hétérogènes pouvant être classées en fonction de leurs caractéristiques moléculaires. Une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires, notamment ceux impliqués dans la modulation de la réponse immunitaire, est nécessaire dans le but d’optimiser la prise en charge de ce cancer. Dans ce contexte, l'imagerie moléculaire peut représenter un outil intéressant : elle permet en effet l’identification non invasive et la visualisation in vivo de cibles spécifiques de la tumeur ou du microenvironnement tumoral (MET) grâce à des sondes moléculaires sélectives pouvant être utilisées à des fins diagnostiques et/ou thérapeutiques. Dans ce travail de thèse, deux cibles spécifiques du MET ont été étudiées à l’aide de telles sondes : les macrophages M2-like et la protéine GARP, un récepteur d’ancrage du TGF-β. Les macrophages de type M2-like sont reconnus comme ayant un rôle pro-tumoral majeur. Les résultats obtenus nous ont permis de mettre en évidence la présence de macrophages M2-like CD206+ dans notre modèle de CSTN grâce à l’imagerie multimodale in vivo. Au cours de cette étude, nous avons validé l’efficacité du 99mTc-Tilmanocept en SPECT/CT en tant que sonde pour imager les macrophages M2-like du MET de notre modèle de CSTN. Nous avons également montré une co-expression de ces macrophages M2-like CD206+ avec la protéine GRP94, un chaperon important impliqué dans les réponses immunitaires. Enfin, l'inhibition de GRP94 à l'aide d’un inhibiteur spécifique, le PU-WS13, a significativement diminué le nombre de macrophages M2-like ainsi que la croissance tumorale dans notre modèle de CSTN. Ainsi, l'imagerie SPECT avec le 99mTc-Tilmanocept pourrait représenter une méthode innovante pour l'imagerie des macrophages M2-like CD206+ en tant que biomarqueur potentiel pour le pronostic, la prédiction thérapeutique et/ou la surveillance des tumeurs solides. La seconde cible étudiée, la protéine GARP, est exprimée à la membrane des Tregs et des cellules tumorales et joue un rôle clé dans l’activation du TGF-β, une cytokine immunosuppressive majeure dans le développement du cancer. Le développement d'une approche théranostique ciblant GARP combinant l'imagerie (111In-DOTAGA-GARP) et la radiothérapie interne vectorisée (RIV) (177Lu-DOTAGA-GARP) a été réalisé. Nous avons montré dans notre modèle préclinique de CSTN que l'expression de GARP était augmentée après radiothérapie externe, une stratégie thérapeutique classique, et pouvait être spécifiquement détectée et quantifiée dans le MET en utilisant l'imagerie SPECT/CT in vivo avec la sonde 111In-DOTAGA-GARP. De plus, son utilisation sous sa forme thérapeutique (177Lu-DOTAGA-GARP) limitait la croissance tumorale. Cette stratégie théranostique pourrait permettre la personnalisation des traitements anticancéreux par l'identification et le traitement des patients susceptibles de répondre à une thérapie ciblant les Tregs via la RIV.

Triple-negative breast cancer (TNBC) is characterized by the absence of estrogen and progesterone receptors, as well as HER2, on tumor cells. It is the most aggressive subtype of breast cancer and is associated with a higher risk of metastasis. It accounts for 15-20% of all breast cancers. Due to the lack of specific targets, hormone therapy and HER2-targeted drugs are ineffective. TNBC represents a subgroup of heterogeneous tumors that can be classified according to their molecular characteristics. A better understanding of molecular mechanisms, particularly those involved in modulating the immune response, is needed to optimize the management of this cancer. In this context, molecular imaging can represent an interesting tool: it enables the non-invasive identification and in vivo visualization of specific targets in the tumor or tumor microenvironment (TME), thanks to selective molecular probes that can be used for diagnostic and/or therapeutic purposes. In this thesis work, two specific TME targets were studied using such probes: M2-like macrophages and GARP protein, a TGF-β anchoring receptor. M2-like macrophages are recognized as having a major pro-tumoral role. The results obtained enabled us to demonstrate the presence of CD206+ M2-like macrophages in our CSTN model using in vivo multimodal imaging. In this study, we validated the efficacy of 99mTc-Tilmanocept in SPECT/CT as a probe for imaging M2-like macrophages in the TME of our TNBC model. We also demonstrated co-expression of these CD206+ M2-like macrophages with the GRP94 protein, an important chaperone involved in immune responses. Finally, inhibition of GRP94 with a specific inhibitor, PU-WS13, significantly decreased the number of M2-like macrophages as well as tumor growth in our TNBC model. Thus, SPECT imaging with 99mTc-Tilmanocept could represent an innovative method for imaging CD206+ M2-like macrophages as a potential biomarker for prognosis, therapeutic prediction and/or monitoring of solid tumors. The second target studied, the GARP protein, is expressed at the membrane of Tregs and tumor cells and plays a key role in the activation of TGF-β, a major immunosuppressive cytokine in cancer development. The development of a theranostic approach targeting GARP combining imaging (111In-DOTAGA-GARP) and targeted radionuclide therapy (TRT) (177Lu-DOTAGA-GARP) has been achieved. We showed in our preclinical TNBC model that GARP expression was increased after external radiotherapy, a classic therapeutic strategy, and could be specifically detected and quantified in the TME using in vivo SPECT/CT imaging with the 111In-DOTAGA-GARP probe. Moreover, its use in its therapeutic form (177Lu-DOTAGA-GARP) limited tumor growth. This theranostic strategy could enable the personalization of cancer treatments by identifying and treating patients likely to respond to therapy targeting Tregs via TRT.