GFME actualité 548
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Induction de la mort cellulaire par le marizomib, un nouvel inhibiteur du proteasome sur le glioblastome in vitro et in vivo
Actualité n° 548 du 15/02/2016
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Article original Représentant Sci. 2016 le 25;6:18953 janvier. doi: 10.1038/srep18953.
Induction de la mort cellulaire par le marizomib, un nouvel inhibiteur du proteasome sur le glioblastome in vitro et in vivo.
Auteurs : Manton CA1,2, Johnson B1,2, Singh M1, Mur d'enceinte CP1,2, Bouchier-Hayes L3, Chandra J1,2. 1Department of Pediatrics Research, University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, TX 77030. 2Graduate School of Biomedical Sciences, University of Texas Health Science Center, Houston, TX 77030. 3Department of Pediatrics, Baylor College of Medicine, Houston, TX 77030
Résumé :
De nouvelles thérapies pour le glioblastome (GBM) sont exigées car la survie à 5 ans est <10%. Le marizomib (MRZ) est un inhibiteur du protéasome (MRZ) qui a des propriétés inhibitrices et inductrices de mort uniques des inhibiteurs antérieurs du protéasome tel que bortezomib (BTZ), mais n'a pas été bien examiné sur le glioblastome GBM. Nous avons évalué le mécanisme de mort et les propriétés in vivo du marizomib MRZ dans le glioblastome GBM. Les cinétiques initiatrices de l'activation des caspases 2, 8, et 9 ont été répartis en utilisant un marqueur chimique et une stratégie de knock-down pour déterminer leur contribution à la mort cellulaire. La perméabilité de la barrière sang-cerveau et l'inhibition du protéasome par MRZ et BTZ ont été examinées dans un modèle orthotopicque de glioblastome GBM. Le blocus de la caspase 9, relatif à d'autres caspases, était plus protecteur contre MRZ et BTZ ensemble. Le marizomib seul MRZ a augmenté le substrat p27 du proteasome dans le modèle orthotopique et a frappé fort la tumeur après une seule injection, alors que MRZ et BTZ n'ont augmenté les niveaux de p21 qu'après des traitements multiples. Le clivage par la lamine A du substrat de la caspase a été augmenté dans le modèle orthotopique pour frapper fort les tumeurs de souris traitées avec MRZ ou BTZ ainsi qu'avec le vorinostat, inhibiteur de l'histone déacétylase . Nos données indiquent que le marizomib MRZ active la caspase 9 de mort de façon dose dépendante dans le glioblastome GBM, suggérant une efficacité du médicament et des mécanismes de la résistance possibles. Le marizomib MRZ atteint bien les tumeurs orthotopiques pour frapper fort la tumeur où il inhibe le proteasome et active la mort cellulaire, avec un résultat qui est meilleur en combinaison avec vorinostat.
Mots clés : glioblastome, Bortezomib,Velcade, protéasome, histone déacétylase, inhibiteur protéasome, inhibiteur protéasome, apoptose
Vocabulaire
Bortezomib (Velcade)
Les inhibiteurs du protéasome ont été prouvés pour être des composés anticancer dans beaucoup de modèles de tumeur, y compris le glioblastome multiforme (GBM). Dans cette étude, nous avons trouvé que l'inhibiteur du protéasome Velcade (PS-341/bortezomib) a causé la mort cellulaire du glioblastome GBM en activant simultanément la voie de signalisation PI3K/Akt. Par conséquent, nous avons cherché à enquêter pour savoir si l'inhibiteur de PI3K ZSTK474 rehausserait l'efficacité de Velcade dans les thérapies anticancéreuses. Deux lignées cellulaires de glioblastome GBM ont été utilisées pour détecter les effets de Velcade et ZSTK474 seul ou en combinaison in vitro. La combinaison de Velcade synergétique avec ZSTK474 a inhibé la prolifération des lignées cellulaires de glioblastome GBM. L'apoptose cellulaire a été augmentée quand les lignées cellulaires ont été exposées à Velcade et ZSTK474 en combinaison. Le traitement avec les deux médicaments a conduit à une régulation vers le bas des protéines kinases p-Akt, p-4EBP1 et p-mTOR déterminé par analyse Western Blot. La capacité anticnacéreuse de Velcade pour le glioblastome multiforme, par conséquent, a été rehaussée par la combinaison avec un inhibiteur de la voie PI3K, ZSTK474 dans le glioblastome multiforme.
Protéasomes
Les protéasomes sont des complexes enzymatiques multiprotéiques. Leur fonction principale est de dégrader les protéines mal repliées, dénaturées ou obsolètes de manière ciblée. Cette dégradation se fait par protéolyse, une réaction chimique qui coupe les liaisons peptidiques et qui est effectuée par des enzymes appelées protéases. La protéine est ainsi découpée en peptides longs de 7 à 9 acides aminés qui seront ensuite hydrolysés hors du protéasome et recyclés2. Les protéines sont marquées pour la dégradation par une protéine appelée ubiquitine. Ce marquage est réalisé par l'action coordonnée de trois types d'enzymes. Une fois le marquage par une première molécule d'ubiquitine réalisé, d'autres ubiquitines vont être rajoutées à sa suite. Il faudra une chaîne d'au moins quatre ubiquitines pour que le protéasome 26S reconnaisse la protéine à dégrader. Il existe un compartiment pour celui-ci.
Apoptose
L'apoptose est le processus par lequel des cellules déclenchent leur auto-destruction en réponse à un signal. C'est l'une des voies possibles de la mort cellulaire, qui est physiologique, génétiquement programmée, nécessaire à la survie des organismes multicellulaires. L'apoptose activée par les caspases est irréversible dès qu'elle est engagée.
Caspases
Le terme « caspase » est la contraction en anglais de l'expression cysteine-aspartic protease. Une apoptose insuffisante est l'un des principaux facteurs contribuant au développement des tumeurs.Ces enzymes sont présentes dans le cytoplasme sous forme d'une proenzyme inactive. Ces protéines, appelées procaspases, sont activées par clivage en deux sous-unités, une grande et une petite, qui dimérisent pour former un hétérotétramère actif composé de deux grandes et deux petites sous-unités. Lorsqu'elles sont activées, elles participent à la mise en œuvre d'un « signal de mort cellulaire ». Ce signal a été mis en évidence lors de l'identification et du clonage du gène pro-apoptotique ced-3 de Caenorhabditis elegans, dont le premier homologue mammifère ayant été identifié est le gène ICE (Interleukin-1β Converting Enzyme), ou CASP1, donnant la caspase 1. Toutefois, sous certaines conditions, les caspases sont activées quand il ne faudrait pas, et l'organisme s'attaque lui-même (maladies auto-immunes).
Lamines A et C
Ce sont des substrats de la caspase 6.
Vorinostat (inhibiteur d'histone déacétylase)
Le vorinostat est un inhibiteur d'histone désacétylase (HDAC) utilisé en cancérologie dans le traitement des lymphomes cutanés à cellules T et en essai clinique.
Les inhibiteurs du protéasome ont été prouvés pour être des composés anticancer dans beaucoup de modèles de tumeur, y compris le glioblastome multiforme (GBM). Dans cette étude, nous avons trouvé que l'inhibiteur du protéasome Velcade (PS-341/bortezomib) a causé la mort cellulaire du glioblastome GBM en activant simultanément la voie de signalisation PI3K/Akt. Par conséquent, nous avons cherché à enquêter pour savoir si l'inhibiteur de PI3K ZSTK474 rehausserait l'efficacité de Velcade dans les thérapies anticancéreuses. Deux lignées cellulaires de glioblastome GBM ont été utilisées pour détecter les effets de Velcade et ZSTK474 seul ou en combinaison in vitro. La combinaison de Velcade synergétique avec ZSTK474 a inhibé la prolifération des lignées cellulaires de glioblastome GBM. L'apoptose cellulaire a été augmentée quand les lignées cellulaires ont été exposées à Velcade et ZSTK474 en combinaison. Le traitement avec les deux médicaments a conduit à une régulation vers le bas des protéines kinases p-Akt, p-4EBP1 et p-mTOR déterminé par analyse Western Blot. La capacité anticnacéreuse de Velcade pour le glioblastome multiforme, par conséquent, a été rehaussée par la combinaison avec un inhibiteur de la voie PI3K, ZSTK474 dans le glioblastome multiforme.