Caractérisation de l'internalisation productive, in vitro et in vivo, de l'oligonucléotide antisens anti-TGF-β2 dans des modèles précliniques, cellulaires et animaux, de glioblastome

Characterization of productive uptake, in vitro and in vivo, of anti-TGF-β2 antisense oligonucleotide in preclinical cellular and animal models of glioblastoma

• Auteur / Autrice : Alexandre Khuu
• Direction : Ahmed Idbaih
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Inscription en doctorat le 01/06/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cerveau, cognition, comportement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut du cerveau et de la moelle épinière

Mots clés

Mots clés libres

Oligonucléotide antisens

Glioblastome

Internalisation prouductive

Antisense oligonucleotide

Glioblastoma

Productive uptake

Résumé

Le glioblastome est le cancer du système nerveux central (SNC) le plus grave et le plus fréquent chez l'adulte. Malgré un traitement lourd reposant sur la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie, le pronostic des patients souffrant de glioblastome reste réservé avec une survie globale médiane inférieure à 18 mois. De nouvelles stratégies thérapeutiques sont donc nécessaires pour améliorer la qualité de vie et la survie des patients souffrant de glioblastome. Les oligonucléotides antisens (ASO) sont des acides nucléiques de synthèse dont la séquence est complémentaire à une cible ARN. Leurs utilisations thérapeutiques, notamment en neurologie, suscitent beaucoup de travaux de recherche. En effet, dans le cas des maladies génétiques, les ASO sont capables de limiter les effets des mutations à l'origine de ces pathologies. Plusieurs ASOs thérapeutiques sont en cours de développement notamment dans la sclérose latérale amyotrophique (i.e. ASO anti-SOD1, anti-FUS, anti-C9ORF72, anti-ATXN2), dans la maladie d'Alzheimer et les démences frontotemporales (i.e. ASO anti-MAPT) ou dans la maladie de Huntington (i.e. ASO anti-HTT). Mais c'est dans l'amyotrophie spinale proximale que les ASOs ont eu leur première Autorisation de Mise sur le Marché (AMM) en neurologie, avec le Spinraza (nusinersen). Le Transforming Growth Factor bêta (TGF-β) est une cytokine qui joue un rôle dans la régulation des réponses immunitaires, la différentiation et le développement cellulaire. Elle est aussi sur-exprimée dans le glioblastome dont elle promeut l'oncogenèse, la croissance et la migration tumorale. Des ASOs anti-TGF-β se sont avérés prometteurs dans le traitement de modèles précliniques de glioblastome. En effet, l'inhibition de deux ARNm TGF-β1 et β2, via deux ASOs anti-TGF-β1 et β2, réduit la quantité de cytokine TGF-β1 et TGF-β2 dans les cellules tumorales traitées. Cette perte de fonction des TGF-β1 et TGF-β2 entraine une réduction de la migration et de l'invasivité des cellules de glioblastome et accroit la survie des souris souffrant de glioblastome. Pour que les ASOs puissent exercer leur effet pharmacologique, ils doivent être internalisés par les cellules cibles et atteindre leur cible ARNm, c'est ce que l'on appelle l'internalisation productive. Le projet présenté ici vise à caractériser l'internalisation productive, in vitro et in vivo, d'un ASO anti-TGF-β (plus précisément anti-TGF-β2) dans des modèles précliniques, cellulaires et animaux, de glioblastome. Cet ASO est décrit dans la littérature et la voie de signalisation de TGF-β2 est déjà la cible de plusieurs thérapies dont des petites molécules et des anticorps. Cet ASO anti-TGF-β2 possède des propriétés antitumorales dans des modèles précliniques de glioblastome. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans son internalisation productive, in vitro et in vivo, dans les cellules de glioblastome n'ont pas été étudiés. Or, une bonne connaissance de ces mécanismes permettrait une meilleure optimisation des ASOs afin d'améliorer leur internalisation productive et par conséquent leur activité ainsi que leur sélectivité pour les cellules tumorales (versus les cellules saines).

Glioblastoma is the most serious and common cancer of the central nervous system (CNS) in adults. Despite extensive treatment with surgery, radiotherapy and chemotherapy, the prognosis of patients with glioblastoma remains poor with a median overall survival of less than 18 months. New therapeutic strategies are therefore needed to improve the quality of life and survival of glioblastoma patients. Antisense oligonucleotides (ASOs) are synthetic nucleic acids whose sequence is complementary to an RNA target. Their therapeutic uses, particularly in neurology, are the subject of much research. Indeed, in the case of genetic diseases, ASOs can limit the effects of mutations at the origin of these pathologies. Several therapeutic ASOs are under development, notably in amyotrophic lateral sclerosis (i.e. anti-SOD1, anti-FUS, anti-C9ORF72, anti-ATXN2 ASOs), in Alzheimer's disease and frontotemporal dementia (i.e. anti-MAPT ASOs) or in Huntington's disease (i.e. anti-HTT ASOs). However, it was in proximal spinal muscular atrophy that ASOs received their first marketing authorization (MA) in neurology, with Spinraza (nusinersen). Transforming Growth Factor beta (TGF-β) is a cytokine that plays a role in the regulation of immune responses, differentiation and cell development. It is also overexpressed in glioblastoma, where it promotes oncogenesis, growth and tumor migration. Anti-TGF-β ASOs have shown promise in the treatment of preclinical models of glioblastoma. Indeed, inhibition of two TGF-β1 and β2 mRNAs, via two anti-TGF-β1 and β2 ASOs, reduces the amount of the cytokine TGF-β1 and TGF β2 in treated tumor cells. This loss of TGF-β1 and TGF-β2 function results in reduced migration and invasiveness of glioblastoma cells and increases survival of mice with glioblastoma. For ASOs to exert their pharmacological effect, they must be internalized by target cells and reach their mRNA target, this is called productive internalization. The project presented here aims to characterize the productive internalization, in vitro and in vivo, of an anti-TGF-β ASO (more precisely anti-TGF-β2) in preclinical, cellular and animal models of glioblastoma. This ASO is described in the literature and the TGF-β2 signaling pathway is already the target of several therapies including small molecules and antibodies. This anti-TGF-β2 ASO has antitumor properties in preclinical models of glioblastoma. Nevertheless, the mechanisms involved in its productive internalization, in vitro and in vivo, in glioblastoma cells have not been studied. A good knowledge of these mechanisms would allow a better optimization of ASOs in order to improve their productive internalization and consequently their activity as well as their selectivity for tumor cells (versus healthy cells).