Neuroblastoma, in vivo resistance to irinotecan and ALK signaling pathway
Neuroblastome, résistance in vivo à l'irinotecan et voie de signalisation ALK
Résumé
Neuroblastoma, including high-risk cases, show a good initial response to chemotherapy but will frequently become resistant to treatment. Topoisomerase I inhibitors represent an important therapeutic option for refractory neuroblastoma. To study the reisitance to topoisomerase I inhibitors acquired in a therapeutic setting, we developed in vivo a resistant model to irinotecan (CPT-11). Chemoresistance is known as a multifactorial phenomenon. We have therefore used several approaches to better characterize mechanisms leading to resistance in our model. A genomic approach enabled us to identify the deregulation of a signaling pathway, constituted with a receptor (ALK) and two lignads (PTN and MDK). While ALK is decsribed as a major neuroblastoma predisposition gene, mainly through activating mutations, we demonstrated that the activation of ALK occurs via mechanisms others than mutation in a large majority of cases. Moreover ALK activation is an important event in the initiation of the disease. However, we couldn’t prouve the implication of the receptor in the progression of the disease or in its response to treatment. It seems that the regulation of ALK is complex and its precise role in the progression of neuroblastoma remains to be precisely defined. Nevertheless, we have demonstrated the importance of MDK, one of ALK ligands in the regulation of the expression and activation of ALK as well as in the control of the neuroblastoma cells survival. The inhibition of the cytokine, MDK represents an interesting therapeutic strategy, complementary to anti-ALK therapies, currently in clinical development in neuroblastoma. On another hand, the phenotypic characterization of the model, showed an alteration of the signaling of DNA damage and an increased genomic instability in the resistant tumors. Those tumors also harbor a modification in the cell cycle progression, particularly an increased proportion of quiescent cells. Finally, this work enables us to identify several resistance mechanism that represent markers of response to chemotherapy and relevant therapeutic targets in neuroblastoma.
Les neuroblastomes, même de haut risque répondent bien à la chimiothérapie initiale mais deviendront fréquemment résistants au traitement. Les inhibiteurs de topoisomérase I représentent un outil thérapeutique important dans la prise en charge des neuroblastomes réfractaires. Pour étudier la résistance aux inhibiteurs de topoisomérase I acquise dans un contexte thérapeutique, un modèle murin de neuroblastome résistant au CPT-11 a été développé. La chimiorésistance est connue comme un phénomène multifacoriel. Nous avons donc utilisé plusieurs approches pour mieux caractériser les mécanismes à l'origine de la résistance dans notre modèle. Une approche génomique a permis d'identifier la dérégulation de la voie de signalisation formée du récepteur ALK et de deux ligands PTN et MDK. Alors que ALK est décrit comme gène majeur de prédisposition au neuroblastome, principalement par le biais de mutations activatrices, nous avons démontré que l'activation du récepteur survenait par des mécanismes alternatifs aux mutations dans une large majorité de cas et participerait à l'initiation de la maladie. En revanche, nous n'avons pas pu prouver l'implication de ce récepteur dans la progression de la maladie ou dans sa réponse au traitement. Il semble que la régulation de ALK soit complexe et le rôle exact de ce récepteur dans la progression du neuroblastome reste à établir. En revanche, nous avons démontré l'importance du ligand MDK dans la régulation de l'expression et de l'activation de ALK ainsi que dans le contrôle de la survie des cellules neuroblastiques. Inhiber cette cytokine représente une stratégie thérapeutique intéressante, complémentaire des thérapies anti-ALK, actuellement en développement clinique dans le neuroblastome. D’autre part, la caractérisation phénotypique du modèle a permis de mettre en évidence une signalisation altérée des dommages à l'ADN associée à une instabilité génétique accrue dans les tumeurs résistantes. Celles-ci présentent également une modification de progression dans le cycle cellulaire et une proportion plus importante de cellules quiescentes. Au final, ce travail a permis d'identifier différents mécanismes de résistance qui représentent des marqueurs de réponse au traitement et des cibles thérapeutiques intéressantes dans le neuroblastome.
Origine : Version validée par le jury (STAR)