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m-TOR une voie dérégulée dans de nombreux cancers et gliomes

Everolimus est un agent antinéoplasique inhibiteur de protéine kinase et un immunosuppresseur sélectif.
Everolimus est inhibiteur sélectif de mTOR (Mammalian Target of Rapamycin-Cible de la rapamycine chez les mammifères). mTOR (également appelé FRAP) est une sérine-thréonine kinase dont l'activité est connue comme étant dérégulée dans de nombreux cas de cancers humains. L'évérolimus se lie à la protéine intracellulaire FKBP-12 formant un complexe qui inhibe l'activité du mTOR complex-1 (mTORC1). L'inhibition du mTORC1 dont la voie de signalisation interfère avec la traduction et la synthèse de protéines par réduction de l'activité de la protéine kinase ribosomale S6 (S6K1) et avec la protéine 4EBP-1 se liant au facteur d'élongation 4 (Eucaryotic Elongation Factor) qui régule les protéines impliquées dans le cycle cellulaire, l'angiogenèse et la glycolyse. Un substrat de mTORC1, S6K1 phosphoryle le domaine fonctionnel du récepteur aux estrogènes, responsable d'une activation du récepteur indépendante du ligand. En présence de l'évérolimus, la phosphorylation stimulée par facteur de croissance de la p70 S6 kinase est inhibée. L'inhibition de la fonction de mTOR explique par conséquent l'arrêt du cycle cellulaire provoqué par l'évérolimus. L'évérolimus réduit les taux du facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF) qui potentialise le processus d'angiogenèse tumoral. L'évérolimus est un inhibiteur puissant de la croissance et de la prolifération des cellules tumorales, des cellules endothéliales, des fibroblastes et des cellules musculaires lisses vasculaires et il a été montré qu'il réduisait la glycolyse des cellules tumorales in vitro et in vivo.

Une analyse mutationnelle révèle l'origine et la conduite de la thérapie des gliomes de bas grade récurrents. Traitement en essai TMZ + Everolimus pour différer la transformaton maligne des bas grades
GFME 15/01/2014 n°462
Les gliomes récurrents traités avec le temozolomide ont des mutations génétiques amplifiées sur celles des gliomes d'origine et UCSF démontre que l'utilisation du temodal sur les bas grades peut conduire à la transformation maligne. Essai clinique avec Temozolomide + Everolimus (Afinitor)

Article original
Résumé 
Des tumeurs connues comme les gliomes de bas grade peuvent traités par la chirurgie et quelquefois en combinaison avec une chimiothérapie et/ou une radiothérapie, avec quelques malades qui vivent des décennies après le traitement. Mais parce que ces tumeurs infiltrent le tissu du cerveau sain, il est très difficile de les enlever complètement, et la plupart du temps, les gliomes récidivent au même site dans le cerveau, et dans quelques cas plusieurs années après la chirurgie. 
Une équipe de scientifiques d'UC San Francisco a découvert que ces gliomes récurrents peuvent avoir des profils génétiques qui sont d'une façon marquée très différent de ceux des tumeurs initiales, et a montré que ces différences étaient considérablement amplifiées quand un médicament usuel de chimiothérapie, le temozolomide était employé pour soigner les tumeurs initiales.  Le nouveau travail, publié en ligne dans ExpressScience du 12 décembre 2013 peut inciter à revoir les approches thérapeutiques des gliomes selon le profil génétique des tumeurs, et aussi discuter sur l'usage judicieux du temozolomide (TMZ), la chimiothérapie utilisée le plus souvent dans les cas de gliome a précisé l'équipe. Les conclusions sur le temozolomide TMZ ont incité au lancement d'un essai clinique, TMZ + Everolimus qui devrait commencer à UCSF dans le début de l'année 2014 pour explorer l'usage d'un médicament Everolimus qui bloquerait les effets nuisibles du temozolomide TMZ de la voie AKT-mTOR. 
Dans les thérapies du cancer, on utilise de plus en plus les caractéristiques génétiques de la tumeur d'un malade pour personnaliser le traitement. Mais si la récidive de la tumeur a un profil génétique différent de la tumeur initiale, en utilisant seulement le profil génétique de la tumeur initiale comme guide, on peut rater la cible a précisé les Dr Osney Brownstein, Joseph F. Costello, Doctorat, professeur, et Karen Chaise, chirurgie neurologique, co-auteurs de la nouvelle recherche avec Barry S. Taylor, Doctorat, professeur auxiliaire d'épidémiologie et biostatistiques. Les disparités génétiques dans les tumeurs récurrentes peuvent être sources d'inquiétudes particulière quand les malades avec gliome ont été traités avec le Temozolomide TMZ, a précisé le Dr. Costello. Dans plus de la moitié des cas des malades traités par le temozolomide TMZ, la récidive avait pris un chemin évolutif alternatif, en transformant un gliome de bas grade et glioblastome très malin. Quelques malades avec un gliome de bas grade peuvent vivre des décennies après traitement, mais avec un glioblastome qui est presque toujours fatal, la survie médiane n'est que de 12 à 15 mois. 
L'histoire naturelle des gliomes de bas grade est qu'ils progresseront, et avec le temps progresseront à un plus haut grade a précisé le Dr. Kan Endowed Pâlot et Susan Chang, MD, professeur de chirurgie neurologique et directeur de la Division d'UCSF de Neuro-Oncologie. C'est un défi qui se négocie avec les malades parce que c'est dans la nature de ces tumeurs de récidiver.  Pour mieux comprendre quels sont les changements génétiques qui entrainent les gliomes de bas grade à subir la transformation maligne en glioblastome, l'équipe va se joindre à des chercheurs de l'Université de Tokyo pour rassembler 2 par 2, les tissus de tumeur initialme et ceux à la récidive de 23 malades qui ont subi une 2ème chirurgie à la récidive. Conduit en premier par des étudiants de 2ème cycle et les co auteurs Brett E. Johnson et Tali Mazor, le groupe de chercheurs a réalisé l'analyse génomique de chaque échantillon. La recherche antérieure a montré que les tumeurs évoluent continuellement, en accumulant des mutations supplémentaires en s'adaptant et en se développant pour changer les conditions physiologiques. Normalement cette évolution est clonale, comme les métastases des tumeurs qui se développent dans une autre partie du corps, elles portent pour la plupart la signature génétique de la tumeur initiale.  Mais dans la nouvelle étude, les auteurs ont été surpris de découvrir que, bien que les gliomes récurrents puissent être en rapport avec la tumeur initiale, les nouvelles tumeurs ne partagent que la moitié seulement des mutations du gliome original. Ceci est assez différent des métastases a précisé le Dr. Costello et c'est souvent un retour local, et non à distance, typiquement dans les 2 centimètres autour du site de la tumeur originale. 
Les auteurs supposent que ces différences surviennent parce qu'un petit nombre de cellules résiduelles des premières étapes du gliome a accumulé un grand nombre de mutations après la chirurgie et ensemencé les tumeurs récurrentes qui peuvent émerger plusieurs années plus tard. Comme le gliome récurrent grandit, il retient des mutations de ces graines, mais suit son propre chemin évolutif et acquiert son propre ensemble distinctif de mutations.  En dépit des différences génétiques inattendues dans les gliomes périodique, ils ressemblent sous le microscope aux tumeurs initiales dans beaucoup de cas et avaient un pronostic semblable. Mais dans 6/10 cas étudiés dans lesquels les gliomes initiaux avaient été enlevés et les malades traités alors avec le temozolomide TMZ, la tumeur récurrente a montré des signes d'hypermutation et a subi la transformation maligne en glioblastome.  Il y avait de 20 à 50% d'augmentation dans le nombre des mutations, a précisé le Dr. Costello. Un malade qui avait subi la chirurgie seulement et qui avait 50 mutations dans la tumeur initiale en avait 60 à la récidive. Mais les malades qui ont reçu le temozolomide TMZ peuvent pouvaient en avoir 2.000 mutations à la récidive. 
Pour le Dr. Mitchel S. Berger, MD, professeur, l'équipe a établi que presque toutes ces mutations ont porté une signature génétique qui indique un dégat causé par le temozolomide TMZ. En outre, ils ont montré que ces mutations conduisent à la malignité en activant un chemin connu comme AKT-mTOR.  Fort de cette dernière découverte, le Dr. Daphne A. Haas-Kogan, MD, professeur d'oncologie de la radiation et de chirurgie neurologique, et Jennifer Clarke, MD, professeur auxiliaire de neurologie et chirurgie neurologique, se sont associés pour le lancement d'un essai clinique d'everolimus, un médicament Novartis approuvé par la FDA qui bloque le chemin du mTOR. L'essai testera l'efficacité de l'inhibition du mTOR dans le traitement des gliomes de bas grade récemment diagnostiqués et attend de commencer en début d'année 2014.  Maintenant que nous avons compris les effets du temozolomise TMZ, nous voulons tester si nous pouvons différer ou prévenir la transformation maligne chez les malades traités avec le Temozolomide a précisé le Dr. HaasKogan. Les malades amasseraient ainsi l'avantage du temozolomide TMZ, mais avec l'addition de l'inhibiteur de mTOR le chemin qui a pu être activé à effet nuisible serait bloqué. Le raisonnement pour la combinaison TMZ + Everolimus sort directement de ce nouveau travail aussi bien que d'un essai prometteur à UCSF d'everolimus pour les gliomes de bas grade récurrent.  Cette sorte de croisement dans lequel la recherche de base inspire des essais cliniques directement est tout à fait remarquable a précisé le Dr. Chang. La beauté de ce nouveau travail est qu'une analyse génomique de premier plan, va conduire a une étude clinique qui aura un impact énorme pour nos malades.

Des inhibiteurs de RAF (LBT613) et TOR (RAD001-Everolimus-Afinitor) réduisent la prolifération et l'invasion des gliomes malins
20/09/2007 n° 217 
Les monothérapies ont prouvé en majorité leur inefficacité dans le traitement des glioblastomes, suggérant qu'un avantage patient peut être réalisé en combinant les thérapies. Deux voies protumorigènes sont connues pour être actives dans le glioblastome, la voie mitogène-activée de la protéine kinase RAS/RAF et la voie TOR (cible de Rapamycine) de la phosphatidylinositol 3-kinase/AKT. Nous avons étudié l'efficacité d'une combinaison d'inhibiteurs de faible poids moléculaires LBT613 et RAD001 (Everolimus), lesquels ont été conçus pour cibler RAF et TOR, respectivement. LBT613 a diminué la phosphorylation des kinases 1 et 2 signal-réglé, actifs en aval de RAF, dans une lignée de gliomes humains. RAD001 a diminué la phosphorylation de l'actif TOR S6. Nous avons évalué les capacités de LBT613 et RAD001 à réduire la prolifération, la migration, et l'invasion des cellules de gliome humain. Le traitement avec LBT613 et RAD001 a diminué considérablement la prolifération de gliome humain dans de multiples lignée cellulaires. En outre, LBT613 et RAD001 en combinaison ont une activité synergétique importante pour diminuer la prolifération des gliomes avec un arrêt du cycle cellulaire en G1. L'invasion du gliome contribue de façon critique à la malignité de la tumeur. La combinaison de LBT613 et RAD001 a inhibé l'invasion de cellules de gliome humain,à un plus haut degré que les traitement pris individuellement. Ces données suggèrent que la combinaison de LBT613 et RAD001 réduit la prolifération et l'invasion des gliomes. La combinaison d'inhibiteurs de RAF et TOR peuvent être des traitements pour les patients avec glioblastome. [Cancer Mol Ther 2007;6(9):1-9].
L'article en anglais 

Une thérapie combinée de rapamycine intrapéritonéal et livraison convection-rehaussée de nanoliposomes CPT-11 très efficace sur des xénogreffes de glioblastome orthotopiques de rongeurs.
GFME 27/02/2015 n°511
Article original
Curr Cancer Drogue Cibles. 25 février 2015
Auteurs : Mendiburu-Eliçabe M1, Gil-Ranedo J. Department de Neurochirurgie, Université de Californie San Francisco, 1855 Rue Folsom, MCB 226, San Francisco, CA 94103, USA,. mmendiburu@cnio.es

Résumé :
Le glioblastome (GBM) est la tumeur qui est histologiquement la plus maligne des gliomes (grade IV). Il présente une extrême agressivité, avec l'invasion de grandes zones du parenchyme de cerveau. Même après la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie, la survie des malades avec glioblastome GBM continue à être très faible. La voie de signalisation PI3K/AKT/mTOR est une voie de signalisation clé dans la la prolifération des cellules cancéreuses, et c'est la raison pour laquelle on doit considérer les inhibiteurs de mTOR tels que la rapamycine comme une thérapie encourageante pour les gliomes malins, mais les essais en cours suggèrent que l'inhibition seule de mTOR est certainement insuffisante. Pour cette raison, il y a donc un besoin pour l'utilisation courante de le combiner avec un autre médicament rationnellement. Dans cette étude, nous avons évalué la possibilité thérapeutique de deux médicaments différents, le rapamycine intrapéritonéal et la convection rehaussée de nanoliposomes du topoisomerase CPT-11. L'activité a été mesurée par cytométrie de flux, augmentation cellulaire, immunocytochimie et immunohistochimie, et analyse de la survie de xénogreffes orthotopiques chez des rongeurs. Les résultats ont révélé une efficacité remarquable sur la survie. Nous avons obtenu une augmentation de survie 6 fois supérieure chez les animaux xénotransplantés sans augmentation de la toxicité. En conclusion, nous proposons cette nouvelle thérapie combinée comme très efficace pour les gliomes.
Pubmed : 25714699

Vocabulaire
Rapamycine
Son mécanisme d'action est lié à l'inhibition de la protéine mTOR (mammalian Target Of Rapamycin, cible de la rapamycine chez les mammifères). In vitro, il bloque la prolifération Calcium-dépendante sans altérer la transcription des cytokines. La molécule, introduite dans la nourriture, semble allonger significativement la durée de vie des souris. La rapamycine serait le premier médicament capable d'allonger la durée de vie de mammifères. Elle a été isolée en 1975 par une équipe de chercheurs canadiens à partir d'une bactérie filamenteuse provenant du sol de l'île de Pâques, laquelle est connue sous le nom de Rapa Nui en langue rapanui. La rapamycine a été considérée dans un premier temps comme un antibiotique. C'est également un immunosuppresseur.
La voie PI3K/AKT/mTOR
La voie PI3K/AKT/mTOR est une voie de signalisation intracellulaire jouant un rôle majeur dans la régulation de l’apoptose, de la croissance et du cycle cellulaires. Cette voie est très souvent dérégulée dans les cancers, et constitue donc une cible intéressante en thérapeutique antitumorale. La rapamycine est un inhibiteur de mTOR initialement développé pour ses propriétés immunosuppressives et utilisé dans le traitement antirejet après greffe d’organe. Plusieurs analogues de la rapamycine ont ensuite été développés, à savoir le temsirolimus (Torisel ®), l’everolimus (Afinitor), et le deforolimus, qui ont montré des résultats prometteurs lors des études précliniques sur des lignées cellulaires de différents cancers. Ces analogues, également désignés sous le terme de rapalogues, font donc actuellement l’objet d’essais cliniques, et le temsirolimus comme l’everolimus ont démontré leur efficacité dans les cancers du rein métastatiques. En revanche, la perifosine, un inhibiteur d’AKT, n’a jusqu’à présent pas démontré son efficacité en monothérapie. De nombreux essais cliniques sont en cours, et les indications des médicaments inhibant cette voie de signalisation devraient augmenter au cours des prochaines années, en monothérapie ou en association ou à une chimiothérapie ou à d’autres thérapies ciblées. La mise en évidence de facteurs prédictifs de sensibilité au traitement constitue une des autres voies de recherche actuelle.
Injection intrapéritonéale
C'est une injection dans l'abdomen, le péritoine. Cette forme d'injection est fréquente chez les rongeurs (souris, rats), mais peu utilisée chez l'humain où on reste fidèle à l'intra-veineuse.
Convection rehaussée
Introduction par un cathéter du médicament.

Asco 2012
2031-NCCTG N057K, essai de phase II d'everolimus, temozolomide, et radiothérapie dans les malades avec glioblastome récemment diagnostiqué, GRD, un essai du groupe traitement du Cancer Central Nord. Etats-Unis
L'article original : 
Résumé :
La cible de la rapamycine chez les mammifères (mTOR) fonctionne avec la voie PI3K/Akt comme un modulateur critique de la survie cellulaire. Des essais précliniques dans le glioblastome GBM indique que la combinaison d'inhibiteurs de mTOR, comme everolimus (RAD001), avec l'une ou l'autre des thérapies, radiothérapie (RT) ou temozolomide (TMZ) accroit la mort cellulaire.
 
Méthodes : 
Les patients avec glioblastomes nouvellement diagnostiqués sont éligibles pour l'essai. RAD001 a été dosé oralement à 70 mg par semaine en commençant 1 semaine avant RT/TMZ, et ensuite continué dans RT/TMZ, et adjuvant TMZ jusqu'à progression. C'était un essai de phase II qui a mesuré une survie totale à 12 mois (OS12) de 73% (contre 58% dans les contrôles historiques). Les points secondaires étaient la toxicité, le taux de réponse, et le temps à progression (TTP). un sous-groupe de malades avec maladie résiduelle mesurable étaient éligibles pour des prises d'images PET-SCAN consistant en un scanner avec 18FLT-PET/CT, exécuté au départ et après les deux doses initiales de RAD001 mais avant la première dose de RT ou TMZ.

Résultats :
103 malades inscrits, 100 étaient évaluables. L'âge médian était de 60,5 ans (23-81 ans), ECOG médian de 1. 46 malades avaient des résections totales GTR, 33 des résections partielles STR, et le reste une simple biopsie au diagnostic. La tolérance du traitement était acceptable. 17% des malades avaient au moins un niveau 3 de toxicité hématologique, 14% avaient au moins un niveau 4 de toxicité hématologique, 42% avaient au moins un niveau 3 de toxicité non hématologique, pendant que 12% avaient au moins un niveau 4 de toxicité non hématologique. Aucune fréquence augmentée de complications infectieuses n'a été observée et il n'y avait aucun traitement ayant entrainé la mort. PFS médian était 5,3 mois (1,3-21,4 mois), avec 22 progressions des malades. Les données de la survie totale OS seront disponibles à la réunion. L'analyse de la méthylation de MGMT est en cours. Des patients évalués par PET-FLT, 3/8 (37.5%) avait une goutte de SUVmax >25% après deux traitements de RAD001. 

Conclusions : 
RAD001 avec radio-chimiothérapie avait une toxicité modérée. Les images PET-18FLT étaient réalisables pour évaluer les changements médicaments -induits dans la prolifération de la tumeur après administration de RAD001. Les dernières données et la corrélation des résultats avec le statut MGMT seront rapportées à la réunion.

Les inhibiteurs de mTOR
Parmi les nouveaux traitements en essai avec un nom se terminant par mus, les inhibiteurs  de la kinase mTOR (cible de rapamycin), une enzyme activée par PI3K/Akt. Ce blocus mène à l'arrestation de la division cellulaire en G1. L’inconvénient à long terme du blocage de mTOR est le risque de mycoses buccales et digestives et d’infections.
Parmi ceux-ci
-Sirolimus (Rapamune ou Rapamycine) 
-Everolimus
-Temsirolimus 
-Deforolimus

La combinaison d'un Inhibiteur de STAT3 et d'un Inhibiteur de mTOR efficace contre des lignées cellulaires de glioblastomes temodal-résistantes