Cibler la voie YAP1/TAZ dans les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST)

Targeting the YAP1/TAZ pathway in gastrointestinal stromal tumours (GIST)

• Auteur / Autrice : Irene Pezzati
• Direction : Prisca Boisguerin, Sébastien Deshayes
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PhyMedExp - Physiologie et Médecine Expérimentale du Coeur et des Muscles
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : 4. Digestif : développement et pathologies

Mots clés

Mots clés libres

SiARN

Sarcome

Voie Hippo

Nanoparticule peptidique

SiRNA

Sarcoma

Hippo pathway

Peptide-based nanoparticle

Résumé

Les tumeurs stromales gastro-intestinales (GIST) sont les néoplasmes mésenchymateux les plus courants du tractus gastro-intestinal montrant une résistance accrue à la chimiothérapie et à la radiothérapie conventionnelles. Ces tumeurs sont caractérisées par la présence de mutations activatrices de KIT (fréquence de 75 à 80 %) ou du récepteur PDGFRA (Platelet-Derived Growth Factor Receptor Alpha) (5 à 10 % des tumeurs), deux gènes codant pour des récepteurs de facteurs de croissance. Le mésylate d'Imatinib (composé de petit poids moléculaire), un inhibiteur de tyrosine kinase qui cible la phosphorylation/activation de KIT et de PDGFRA, a démontré son efficacité dans le traitement des GIST. Cependant, la résistance à ce traitement augmente au cours de son administration montrant un intérêt majeur pour le développement de nouvelles thérapies ciblées. Dans les GIST, les 2 effecteurs YAP/TAZ de la voie HIPPO sont importants dans la régulation de la prolifération cellulaire et notre équipe a notamment démontré leur rôle principal dans la régulation de l'expression et de l'activité de la tyrosine kinase KIT (Guérin et al. 2020). Par ailleurs, la littérature actuelle a mis en évidence que YAP/TAZ jouent également un rôle important dans l'apparition de résistances aux thérapeutiques anti-cancéreuses. La résistance à l'Imatinib dans les GIST est associée à des caractéristiques moléculaires distinctes, avec le développement de mutations secondaires de KIT et l'activation de voies de signalisation telles que YAP/TAZ (Ruiz-DeMoulin et al. 2023). Ainsi, nous proposons une nouvelle approche thérapeutique ciblant YAP et/ou TAZ. Manipuler l'expression de YAP/TAZ en utilisant des nanoparticules à base de peptides pour transfecter des siRNA. La réduction de l'expression et de l'activité de YAP/TAZ devrait permettre de réduire les doses d'Imatinib et/ou de re-sensibiliser les cellules cancéreuses au traitement par Imatinib. Les projets de recherche de notre équipe sont focalisés sur la physiopathologie des GIST. Nous avons récemment observé un taux de YAP élevé dans les cellules GIST résistantes à l'Imatinib, ainsi qu'une augmentation de l'expression de YAP après une exposition de 48 h à l'Imatinib des cellules GIST sensibles à l'Imatinib (Ruiz-DeMoulin et al. 2023). De plus, nous avons mis en place un modèle de résistance à l'Imatinib dans des cellules GIST en xénogreffe dans la membrane chorio-allantoïque (CAM) d'un embryon de poulet. Le modèle CAM permet d'étudier les greffes de tissus, la croissance tumorale et les métastases ; un modèle mis en place et appliquées de façon routinière dans notre laboratoire, notamment dans l'étude de la voie YAP/TAZ (Guérin et al. 2020). Pour disséquer les voies YAP/TAZ et élucider les effets en aval, nous disposons de plusieurs outils établis dans notre laboratoire. Nous allons jouer sur le niveau d'expression de YAP/TAZ en transfectant des siRNA en utilisant nos nanoparticules peptidiques (PBN) comme agent de transfection (Boisguérin et al 2021). Dans ce but, nous avons conçu une famille de PBNs, nommée WRAP (W- and R-rich Amphipathic Peptide) (Konate et al. 2019), qui internalise les cellules en moins d'une heure et conduit à une extinction efficace des gènes à la fois in vitro (Deshayes et al 2020 ; Konate et al 2021) et in vivo dans des tumeurs xénogreffées chez la souris (Ferreiro et al 2021). Le sujet de thèse proposé combine la recherche fondamentale et translationnelle pour une meilleure compréhension des tumeurs stromales gastro-intestinales et de leur résistance aux inhibiteurs tyrosine kinase conventionnels.

Gastrointestinal stromal tumors (GISTs) are the most common mesenchymal neoplasms of the gastrointestinal tract and are highly resistant to conventional chemotherapy and radiotherapy. These tumors are characterized by the presence of activating mutations in KIT (75–80% frequency) or Platelet-Derived Growth Factor Receptor Alpha (PDGFRA) (5–10% of tumors), two genes encoding receptors for growth factors that are normally activated only in specific situations. Imatinib mesylate, a small-molecular tyrosine kinase inhibitor that targets phosphorylation/activation of KIT and PDGFRA, has proven efficiency in GIST treatment; however, resistance to such therapy is increasing. Therefore, the development of new-targeted therapies is strongly encouraged. In GIST, YAP/TAZ are important in the regulation of cell proliferation and we notably demonstrated their main role in the regulation of the expression and activity of the tyrosine kinase KIT (Guérin et al. 2020). Furthermore, current literature pointed out that YAP/TAZ also play a major role in appearing resistances to cancer therapeutics. Resistance to Imatinib is associated with distinct molecular features, with the development of secondary KIT mutations and the activation of signaling pathways such YAP/TAZ in GIST (Ruiz-DeMoulin et al. 2023). Thus, we propose a new therapeutic approach targeting YAP/TAZ manipulating YAP/TAZ expression using peptide-based nanoparticles to transfect siRNA. Reducing YAP/TAZ activity should allow to reduce Imatinib doses and/or to re-sensitize cancer cells to Imatinib treatment. Our team is mainly focused on the physiopathology of GIST. We recently observed YAP upregulation in Imatinib resistant GIST cell lines as well as an increase of YAP expression after a 48 h Imatinib exposure of Imatinib sensitive GIST cell line (Ruiz-DeMoulin et al. 2023). In addition, we set up a model of Imatinib resistance in engrafted GIST cells in chick embryo chorioallantoic membrane (CAM). The CAM model allows to study tissue grafts, tumor growth and metastasis and engrafted GIST cells in the CAM have been implemented and routinely applied in our lab, especially in the study of the YAP/TAZ pathway (Guérin et al. 2020). To dissect YAP/TAZ pathways and to elucidate down-stream effects, we have several tools established in our laboratory. We will play with the expression level of YAP/TAZ by transfecting siRNA using our peptide-based nanoparticles (PBNs) as drug delivery system (Boisguérin et al 2021). For this purpose, we designed a family of PBNs, named W- and R-rich Amphipathic Peptide (WRAP) (Konate et al. 2019), which internalize cells in less than one hour and lead to efficient genes silencing both in vitro (Deshayes et al 2020; Konate et al 2021) and in vivo in tumor xenografted in mice (Ferreiro et al 2021). The proposed thesis topic combines fundamental and translational research for a better understanding of gastrointestinal stromal tumors and their resistance to conventional tyrosine kinase inhibitors.