Comparison of the cytotoxic mechanisms of anti-CD20 monoclonal antibodies Rituximab and GA101 in Chronic Lymphocytic Leukemia

Comparaison des mécanismes de cytotoxicité des anticorps monoclonaux anti-CD20 Rituximab et GA101 dans les cellules fraiches de la Leucémie Lymphoïde Chronique

Lina Reslan (1)

1 Applications des ultrasons à la thérapie

CD20 is a validated target for the immunotherapy of B lymphoid neoplasms, including ChronicLymphocytic Leukemia (CLL). We compared the activities of rituximab and GA101 (novel anti-CD20 antibody)on fresh human CLL cells in vitro. AnnexinV staining demonstrated induction of apoptosis after exposure torituximab or GA101. Unlike rituximab, GA101 induced a reduction of the mitochondrial transmembranepotential, an effect which could be partially inhibited by cyclosporin A and which was partially caspasedependent.GA101 was also found to induce the production of Reactive Oxygen Species. Analysis of pro- andanti-apoptotic protein content after exposure to antibodies demonstrated a strong degree of heterogeneity between samples. Bax underwent conformational activation and mitochondrial translocation upon exposure toantibodies in a caspase-independent manner. GA101 but not rituximab induced cleavage of caspase-8, -9 and -3.By transfecting CLL cells with anti-Bcl-xL siRNA using a sonoporation method, we found that reduction of BclxLcontent was associated with increased sensitivity to these antibodies. Our results suggest that apoptoticsignalization pathways differ between rituximab and GA101 with a greater involvement of the mitochondrialpathway for GA101. Inhibition of Bcl-xL could constitute an approach to sensitize CLL cells to the apoptoticeffects of anti-CD20 antibodies.

CD20 est une cible thérapeutique validée pour l’immunothérapie des néoplasmes lymphoïdesdes cellules B, incluant la Leucémie Lymphoïde Chronique (LLC). Nous avons comparé les effets de rituximab et de GA101 (nouvel anticorps anti-CD20) contre les cellules LLC fraiches in vitro. Le marquage avec Annexine V a démontré une induction de l’apoptose après l’exposition au rituximab et GA101.Contrairement au rituximab, GA101 induisait une réduction du potentiel transmembranaire mitochondrial, uneffet qui peut être partiellement inhibé par la cyclosporine A et qui est partiellement caspase-dépendant. GA101induisait aussi la production des espèces d’oxygènes réactives. L’analyse du niveau d’expression des protéinespro- et anti-apoptotiques après exposition aux anticorps a démontré une forte hétérogénéité entre les échantillons.Bax subissait une activation de conformation et une translocation mitochondriale suite à l’exposition aux anticorps d’une manière caspase-indépendante. GA101, mais pas rituximab, induisait le clivage des caspase-8, -9et -3. En transfectant les cellules LLC avec un siRNA ciblant Bcl-xL utilisant la sonoporation, nous avons trouvéque la réduction du niveau d’expression de Bcl-xL est associée à une augmentation de la sensibilité aux anticorps. Nos résultats suggèrent que les voies de signalisation apoptotiques diffèrent entre rituximab et GA101avec une implication de la voie mitochondriale avec le GA101. L’inhibition de Bcl-xL peut constituer une façon pour sensibiliser les cellules LLC aux effets apoptotiques des anticorps anti-CD20.

Mots clés: Chronic Lymphocytic Leukemia; Rituximab; GA101; Apoptosis; Sonoporation

Mots clés: Leucémie Lymphoïde Chronique; Rituximab; GA101; Apoptose; Sonoporation

Domaines: Médecine humaine et pathologie

Lina Reslan. Comparison of the cytotoxic mechanisms of anti-CD20 monoclonal antibodies Rituximab and GA101 in Chronic Lymphocytic Leukemia. Human health and pathology. Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. English. ⟨NNT : 2010LYO10346⟩. ⟨tel-00863639⟩