Interleukine-6 et métastases osseuses du cancer du rein

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LE POINT SUR...
Progrès en Urologie (2001), 11, 368-375
Interleukine-6 et métastases osseuses du cancer du rein :
bases moléculaires et implications thérapeutiques
Bernard PAULE
Service d’Urologie, Hôpital Henri Mondor, Créteil, France
RESUME
L’interleukine 6 (IL-6) est une cytokine multifonctionnelle qui déclenche de multiples
signaux tissulaires et cellulaires. Elle est produite par plusieurs lignées cellulaires de
cancer du rein in vitro et est synthétisée par une majorité de cancers du rein. Un taux
sérique élevé d’IL-6 diminue la réponse à l’immunothérapie. L’IL-6 apparaît comme
une cible thérapeutique pour le développement rationnel de nouveaux traitements .
Les effets de l’IL-6 sont médiés par les protéines Stat. Les voies de transduction des
Stat (Signal transducers and activators of transcription) représentent de nouvelles
cibles moléculaires pour traiter les cancers du rein métastatiques. Les inhibiteurs de
la voie des Stat ne bloqueraient pas seulement la croissance tumorale en induisant
l’apoptose mais augmenteraient aussi la sensibilité des tumeurs à un traitement
conventionnel (immunothérapie). Les processus impliqués dans l’ angiogénèse associée aux tumeurs devraient aboutir à des composés capable d’interférer avec l’angiogénèse. L’IL-6 intervient dans la résorption osseuse ostéoclastique et l’hypercalcémie associées au cancer du rein métastatique. Différents agents ont montré leur
efficacité pour traiter la maladie osseuse lytique médiée par l’activation des ostéoclastes : bisphosphonates et osteoprotégérine.
Mots clés : Interleukin-6, cancer du rein métastatique, implications thérapeutiques.
L’interleukine-6 (IL-6) est une cytokine [28] qui agit
sur un grand nombre de cellules ; lymphocytes T et B,
hépatocytes, cellules cardiaques, progéniteurs hématopoïétiques……L’IL-6 est un facteur de croissance
autocrine [25] et/ou paracrine [29] des cellules myélomateuses. Dans le cancer du rein métastatique (CRm),
un certain nombre d’arguments cliniques et expérimentaux laissent penser que l’IL-6 est impliquée dans la
croissance tumorale, la progression des métastases
osseuses , l’hypercalcémie tumorale (45) et la résistance à l’immunothérapie [4, 46] Le CRm est résistant à la
chimiothérapie et l’efficacité de l’immunothérapie est
limitée en dépit de l’évaluation de nombreuses modalités thérapeutiques [40, 41]. La connaissance des voies
de transduction de l’IL-6 autorise l’expérimentation de
nouvelles drogues ciblant ses différentes protéines
constitutives.
lignées cellulaires de cancer du rein. L’ expression de
l’IL-6 a été mise en évidence par immunohistochimie
dans 70% des cancers du rein [47]. Elle n’est pas corrélée au stade tumoral (classification TNM), au type histologique ou au grade de Furhman. Cependant l’expression
de l’IL-6 est plus souvent retrouvée dans les tumeurs
grade III de Furhman ou elle pourrait être impliquée dans
la progression tumorale ou être le témoin d’une dysrégulation du contrôle du cycle cellulaire [47].
La production d’IL-6 mise en évidence dans certaines
lignées cellulaires de cancer du rein [62] est influencée
par d’autres cyrokines. Dans certaines lignées cellulaires du cancer du rein, le TNF- (Tumor Necrosis
Factor alpha) augmente la production d’IL-6 en synergie avec l’Interferon gamma et stimule l’expression du
gène de l’IL-6 [30]. A l’inverse, TGF (Transforming
Growth Factor ) inhibe la production d’IL-6 [32] et
des cytokines comme l’IL-4 et L’IL-13 inhibent la
croissance des cellules rénales tumorales [42, 43].
MECANISMES D’ACTION DE L’IL-6
Expression et production de l’IL-6
Manuscrit reçu : mars 2000, accepté :décembre 2000.
TAKENAWA [59] a montré que le gène de l’IL-6 était
détecté dans 22 des 43 cancers du rein primitifs et dans 7
Adresse pour correspondance : Dr. B. Paule, Service d’Urologie, Hôpital Henri
Mondor, 51, avenue du Maréchal de Lattre de Tassigny, 94010 Créteil.
e-mail : [email protected]
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Le récepteur de l’IL-6
Le site de liaison de l’IL-6 à la membrane cellulaire est
constitué par un récepteur spécifique IL-6R ou gp80 et de
l’élément de transduction correspondant gp 130. Il a été
mis en évidence dans 11 des 43 cancers du rein étudiés
par TAKENAWA [59]. Cependant l’ARN m de IL-6R était
présent dans toutes les tumeurs primitives et toutes les
lignées cellulaires tumorales. COSTES [13] a établi une
corrélation significative entre d’une part la présence de
IL-6R et d’autre part le stade tumoral selon Robson, le
grade de différenciation cellulaire, l’index de prolifération et la concentration sérique d’IL-6. Il n’y a pas de corrélation entre IL-6R et la concentration sérique du récepteur soluble de l’IL-6 (sIL-6R). Par ailleurs, certaines
données expérimentales suggèrent que l’IL-6 pourrait
agir comme un facteur de croissance autocrine dans le
cancer du rein [35]. Ces résultats suggèrent que l’IL-6 et
son récepteur contribuent au développement ou à la progression de la croissance tumorale.
Mécanismes d’action de l’IL-6 (Figure 1)
L’IL-6 liée au récepteur IL-6R ou à sa forme soluble
(IL-6Rs) induit l’homodimérisation de gp 130 qui est
nécessaire à la transduction du signal à l’intérieur de la
cellule. Une première voie d’activation passe par différentes tyrosines kinases de la famille des Janus kinases
et différents facteurs de transcription cytoplasmiques
appelés Stat (Signal transducers and activators of transcription) [67]. Ces derniers après phosphorylation et
translocation au noyau se lient à l’ADN et régulent la
transcription de nouveaux gènes qui contrôlent les processus de différenciation, de prolifération et d’apoptose cellulaire. Stat 3 et 5 sont activés dans un grand
nombre de tumeurs malignes (cancer du sein, cérébraux, ORL, mélanome) et dans les proliférations
tumorales hématopoi ét iques (myélome, leucémi es
lymphoides et myéloides chroniques, leucémies aigues,
lymphomes malins non hodgkiniens) ou ils jouent un
rôle important dans la croissance tumorale.
L’activation des protéines Stat confère aux cellules
tumorales une résistance à l’apoptose et à la chimiothérapie durant la progression tumorale en induisant
l’expression de protéines antiapoptotiques. Ainsi Stat 3
active la transcription du gène Bcl-xL, protéine antiapoptotique de la famille bcl-2 [55]. Les protéines Bcl2 et Bcl-xL protègent les cellules tumorales de la destruction induites par la chimiothérapie. Dans le myélome, l’activation de stat 3 par l’IL-6 confère aux cellules
myélomateuses une résistance à l’apoptose en induisant l’expression de Bcl-xL qui joue un rôle dans la
résistance à la chimiothérapie [9].
Figure 1. Voies de transduction de l’IL-6.
Abréviations :
EGFR : Epidermal Growth Factor Receptor.
Jak : Janus kinase.
Stat : Signal transducer and activator of transcriptor.
P : Phosphothyrosines.
MAP : Mitogen-Activated Protein.
Une deuxième voie aboutit, via Jak 2 à stimuler le
récepteur de l’EGF (EGF-R : Epidermal Growth Factor
Receptor) puis l’oncoprotéine Ras et la phosphorylation des protéines MAP (mitogen-activated protein)
kinase. A terme, le facteur de transcription NF-IL-6
(44) activé se lie à la sous unité p50 de NF-kB [10].
NF-IL-6 et NF-kB seuls ou associés activent en retour
la transcription du gène de l’IL-6 qui déclenche la
croissance cellulaire.
IL-6 ET METASTASES OSSEUSES
DU CANCER DU REIN
IL-6 et métastases osseuses
Il a été démontré par immunohistochimie que les métastases osseuses expriment l’IL-6 notamment lorsqu’elles sont peu différenciées [49]. L’IL-6 induit une
augmentation de la résorption osseuse ostéoclastique et
jouerait un rôle dans la croissance et l’extension des
métastases osseuses [45, 47]. Sécrétée par les métastases osseuses, elle peut ou non s’accompagner d’une
élévation concomitante du taux d’IL-6 sérique. Un taux
sérique d’IL-6 élevé a été corrélé à une diminution de
Le profil d’activation par l’IL-6 des différentes protéines stat n’a pas encore été défini dans le cancer du
rein. Sa connaissance ouvrira la voie à de nouvelles
recherches thérapeutiques (voir paragraphe 3).
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la survie et à l’absence de réponse à l’immunothérapie
[3]. L’expression de l’IL-6 par le tissu osseux métastatique et un taux sérique élevé d’IL-6 ont été associés à
la survenue d’une hypercalcémie tumorale [45].
de la croissance de 3 lignées tumorales humaines qui
produisent du VEGF comme seul médiateur de l’angiogénèse [27]. Un anticorps spécifique anti bFGF
inhibe la croissance de tumeurs murines VEGF dépendantes [23]. L’injection intra péritonéale de bFGF augmente la croissance de la tumeur primitive et de ses
métastases en stimulant la croissance des cellules endothéliales des capillaires de la tumeur [52]. VEGF est
stimulé par de nombreux facteurs de croissance ( TGF,
PDGF, HGF et bFGF ) et/ou des cytokines dont l’IL-6
[38, 63].
IL-6, PTH-rP et hypercalcémie
L’IL-6 et sIL-6R augmentent la résorption osseuse
ostéoclastique et contribuent à la croissance des cellules tumorales dans l’os en les protégeant de l’apoptose. La libération de calcium lors de la résorption osseuse module en retour la prolifération tumorale. Un taux
sérique élevé de Ca2+ augmente à la fois la synthèse et
la sécrétion d’IL-6 qui en retour lève l’inhibition de la
résorption osseuse induite par un taux élevé de Ca2+
[51]. Chez les patients avec un CRm et une hypercalcémie, l’expression d’IL-6 dans le tissu osseux métastatique a été associée à des concentrations sériques
élevées d’IL-6 libre et/ou liée à son récepteur soluble
[45]. Les patients avec une hypercalcémie et un taux
sérique élevé d’IL-6 peuvent avoir un taux sérique normal de PTH-rP. La PTH-rP est un important médiateur
local de la résorption osseuse [21] dont la production
est augmentée par l’IL-6 ou des facteurs dérivés de l’os
tels que TGF- . De LA MATA [14] a montré chez la souris que l’IL-6 augmente les effets de PTH-rP à la fois
sur la formation des ostéoclastes et sur la survenue de
l’hypercalcémie.
L’IL-6 produite par le cancer du rein et par les métastases osseuses contribue à l’ angiogénèse tumorale par
l’intermédiaire du VEGF [12]. Le taux sérique de
VEGF a été corrélé avec le taux sérique d’IL-6, de C
Réactive Protéine (CRP), le taux de réponse, la progression tumorale précoce et la survie sans progression
des patients avec un CRm traités par Interféron alpha 2
(IFN- -2) et/ou Interleukine 2 (IL-2) [5].
Les protooncogènes ras (N-ras, K-ras et H-ras) codent
4 protéines appelées p21ras qui sont situées à la face
interne de la membrane cytoplasmique (Figure 1). Ces
protéines Ras stimulées par l’IL-6 augmentent l’expression de l’ARNm de VEGF et contrôlent les mécanismes de l’angiogénèse [20].
IL-6 et immunothérapie
Dans le modèle de l’implantation des lignées cellulaires de cancer du rein utilisé par Weisglass et al [65,
66] chez la souris nude, les tumeurs indifférenciées
secrètent de grandes quantités d’IL-6 et de PTH-rP.
L’inhibition de la croissance tumorale et la diminution
du calcium sérique après traitement par des anticorps
anti IL-6 confirment que l’IL-6 est impliquée dans le
développement de l’hypercalcémie en stimulant la
croissance d’une sous population de cellules tumorales
secrétant PTH-rP et/ou celle de précurseurs ostéoclastiques [66].
Des taux sériques élevés d’IL-6, de CRP et de sIL-6R
sont des facteurs de mauvais pronostic chez les patients
métastatiques . Ils sont corrélés à l’absence de réponse
à l’IL- 2 et/ou à l’IFN -2a [3, 4]. L’IL-6 sécrétée par
les cellules tumorales induit la synthèse hépatique de
CRP [1, 2]. Chez 34 patients avec un CRm et un taux
sérique élevé de CRP avant chirurgie, FUJIKAWA [17]
suggère que la néphrectomie totale élargie est bénéfique en réduisant la quantité d’IL-6 sécrétée par la
tumeur. L’immunothérapie est plus efficace et le pronostic est meilleur chez les patients dont le taux de
CRP se normalise après chirurgie. La persistance d’un
taux élevé de CRP après néphrectomie est due à la production d’IL-6 par les métastases. Chez 21 patients
avec un taux de CRP normal avant traitement aucune
différence en terme de survie n’est observé entre les
patients avec et sans néphrectomie. Dans ce groupe de
patients le taux sérique d’IL-6 est considéré comme
normal et la néphrectomie ne réduit pas la production
d’IL-6. Dans ce dernier groupe, 3 patients avec des
métastases osseuses ont été néphrectomisés sans voir
leur survie améliorée. L’expression de l’IL-6 par les
métastases osseuses peut être importante alors même
que le taux sérique d’IL-6 t de CRP sont normaux.
Dans ce cas la néphrectomie est inutile car l’IL-6 sécrétée localement stimule la résorption osseuse ostéoclastique, la progression tumorale osseuse et la résistance à
l’immunothérapie [49].
IL-6 et néoangiogénese
La néoangiogénèse tumorale contribue à la croissance
des métastases. Un certain nombre de facteurs de croissance ou de cytokines angiogéniques ont été mis en évidence dans le cancer du rein [7]. Des facteurs tels que
b-FGF (basic Fibroblast Growth Factor) sont produits
par les cellules tumorales rénales et la libération de
bFGF par la matrice extra cellulaire est corrélée à la
survie [56, 57]. Le VEGF (Vascular endothelial growth
factor), facteur de croissance des cellules endothéliales,
est synthétisé et secrété par les cancers du rein [6, 53,
54, 60, 64]. L’induction de l’angiogénèse est un mécanisme important et non spécifique par lequel VEGF
favorise la croissance tumorale. Ainsi, chez la souris
nude, un anticorps spécifique anti VEGF réduit la densité des microvaisseaux et provoque l’inhibition rapide
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Fas (18). L’utilisation d’ inhibiteurs pharmacologiques
qui interrompent le mécanisme de phosphorylation des
Stat est aussi en cours d’étude. Dans le CRm, des inhibiteurs sélectifs de Jak 2 pourraient induire de la même
façon l’apoptose des métastases osseuses IL-6 dépendantes.
IMPLICATIONS THERAPEUTIQUES
Le taux de réponse objective (10-15%) obtenu par l’immunothérapie dans le CRm est insuffisant [39, 40]. La
résistance des métastases osseuses à l’immunothérapie
incite à rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques.
Parmi celles ci, la dérégulation de la voie de signalisation de l’IL-6 constitue un modèle intéressant. Le
récepteur de l’IL-6 n’est exprimé que par 25% des
tumeurs mais il s’agit d’une population de tumeurs peu
sensibles à l’immunothérapie et à ce titre ne bénéficient
pas d’un traitement spécifique.
Les antagonistes de Ras
Dans 10% des cancers du rein, les gènes ras mutés produisent des protéines Ras qui restent bloquées dans un
état activé. Par contre après stimulation par des facteurs de croissance ou des cytokines telle l’IL-6, Ras
subit une farnésylation catalysée par une farnésyltransférase (FTAase). Les inhibiteurs de FTAase entraînent
une régression tumorale. Couplés aux inhibiteurs de la
voie de transduction de l’IL-6, ils constituent une voie
d’approche complémentaire.
Blocage de la voie de l’IL-6
Au moins 3 nouvelles stratégies thérapeutiques pourraient être développée pour bloquer la voie de transduction de l’IL-6 :
- les antagonistes de IL-6R
Les inhibiteurs de l’angiogénèse tumorale
- les inhibiteurs de la voie d’activation des stat
Le traitement de souris porteuses d’un adénocarcinome rénal ou de tumeurs implantées à partir de lignées
cellulaires tumorales murines de cancer du rein avec
l’inhibiteur de l’angiogénèse tumorale TNP-470 diminue significativement la croissance tumorale et inhibe
la progression métastatique [11, 16, 37]. Chez 33
patients traités par TNP-470 à la dose de 60 mg/m2 , 3
fois par semaine, STADLER [58] a obtenu 1 réponse partielle et 6 patients sont restés stables pendant plus de 6
mois.
- les antagonistes de Ras
Antagonistes des récepteurs de l’IL-6
Un antagoniste du récepteur de l’IL-6 se lie au récepteur de l’IL-6 et le bloque dans une configuration inactive. Les superantagonistes des récepteurs de l’IL-6
(SANT 7) sont des facteurs proapoptotiques dans les
lignées de cellules myélomateuses XG-1 [15]. Ces
antagonistes pourraient bloquer la croissance des métastases IL-6 dépendantes du CRm en interrompant la
voie de transduction de l’IL-6. Contrairement au myélome, aucune étude n’ a été effectué dans le CRm. Le
développement actuel d’anti corps monoclonaux
comme C225 qui se lie spécifiquement à EGFR exprimé chez 80% des cancers du rein repose sur des
modèles précliniques. Dans plusieurs lignées cellulaires humaines de cancer du rein, l’anticorps C225
associé à un oligonucléotide antisense MBO RI a réduit
les lésions tumorales en augmentant l’apoptose [61].
Un essai phase II en cours (19) confirme l’intérêt de ce
type d’approche dans le CRm.
L’utilisation d’anticorps dirigés contre le VEGF a pour
but d’ empêcher sa fixation sur son récepteur. Il est
aussi possible d’inhiber l’activité du récepteur en
modifiant son niveau d’expression dans la cellule
endothéliale. Des ribozymes spécifiques des récepteurs
du VEGF peuvent s’hybrider avec l’ARNm codant
pour le récepteur VEGF conduisant à sa dégradation et
à la perte d’expression du récepteur. L’activité du
récepteur peut être diminuée par compétition avec un
récepteur non fonctionnel comme le récepteur Flk1
muté à rôle de dominant négatif [26, 36]. Enfin des
inhibiteurs de l’activité thyrosine kinases [33] ou des
facteurs cytoplasmiques de la voie de transduction normale induite par la liaison du VEGF à son récepteur
sont à envisager. Un anticorps anti VEGF (rhu Mab
VEGF ou bevacizumat) fait d’ores et déjà l’objet de
deux essais phase II randomisés dans le cancer bronchique et le cancer du colon et ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques dans le CRm. Le thalidomide
qui inhibe l’angiogénèse, la production de bFGF, de
TNF- et d’IL-6 fait l’objet de Phase II.
Inhibiteurs de la voie d’activation des Stats
Stat 3 est une cible moléculaire particulièrement intéressante pour développer de nouveaux traitements. Des
inhibiteurs sélectifs des Jak 2 comme la Tyrphostin
AG 490 bloquent Stat 3 et induit l’apoptose dans un
modèle murin de cellules myélomateuses IL-6 dépendantes [34]. Dans les lignées cellulaires de carcinome
épidermoide humain qui présentent une activation
intrinsèque de stat 3 résultant d’une stimulation autocrine de TGF a, des oligonucléotides antisense de stat
3 bloquent la croissance tumorale. L’interruption de la
voie de Stat 3 réduit l’expression de Bcl-xL et augmente l’apoptose des cellules tumorales induites par
Ras stimule l’expression de VEGF ; les inhibiteurs de
FTAase comme L-739,749 bloquent l’expression de
VEGF dans les cellules tumorales transformées par Hras [50] et inhibent l’angiogénèse tumorale induite par
l’IL-6.
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Les bisphosphonates (BP)
CONCLUSION
De nombreux essais cliniques ont mont ré que l es BP
réduisent la douleur osseuse, l’incidence des fractures pathologiques et des compressions médullaires
des patients atteints de myélome multiple avancé ou
de cancer du sein métastatique [46]. Par voie intra
veineuse, ils sont devenus le traitement de référence
de l’hypercalcémie tumorale car ils exercent une
activité anti ostéoclastique , induisent l’apoptose des
ostéoclastes (24) et inhibent la synthèse d’IL-6 par
les ostéoblastes; enfin ils entraînent une chute rapide
mais transitoire de la concentration sérique d’IL-6
[46]. Ils contribuent à limiter la li bération à partir de
la matri ce osseuse de facteurs stimulant le processus
ostéolytique et la progression des métastases
osseuses. Dans le CRm, les BP contrôlent l’hypercalcémie induite par l ’IL-6 et inhibent la résorption
osseuse ost éoclastique.
Dans le CRm, l’IL-6 est impliquée dans la progression des métastases et la résistance à l’immunothérapie. Les voies de transduction i nduites par l’IL-6 et
son récepteur ouvrent la voi e à de nouvelles perspectives thérapeuti ques différentes de l’immunothérapie.
Les inhibiteurs de la voie des Stat ne bloqueraient pas
seulement l a croi ssance tumorale en i nduisant
l’apoptose mais augmenteraient aussi la sensi bilité
des tumeurs à un traitement conventi onnel. Les processus impliqués dans l’angiogénèse associée à la
croissance des métast ases osseuses devraient aboutir
à l’ut ilisation d’agents pharmacologiques capables
d’int erférer avec elle. Différents agents ont mont ré
leur efficaci té pour traiter la maladie osseuse lytique
médiée par l’activation des ostéoclastes. Ainsi les BP
et l’OPG pourraient jouer un rôle complémentai re
pour diminuer l a morbidit é liée au mét astases
osseuses et l imiter leur progressi on. Les BP sont
d’ores et déjà le traitement de référence de l’hypercalcémie due aux mét astases ostéolyti ques.
L’ensemble de ces molécules font ou devraient fai re
l’obj et d’essais thérapeutiques dans le futur.
Cependant, lorsque le taux de résorption osseuse
ostéoclastique est élevé, l’inhibition de l’activité ostéoclastique par le pamidronate est moins efficace même
s’il est administré à des doses importantes (120 mg).
Dans le CRm, une étude préliminaire [49] portant sur
9 patients avec des métastases osseuses IL-6 dépendantes et des taux sériques élevés d’IL-6 montre que
contrairement au modèle murin établi dans le cancer
du sein [52], les BP ne préviennent pas l’extension et
l’apparition de nouvelles métastases [47]. La réduction
de la masse cellulaire tumorale serait un préalable à
l’efficacité des BP.
REFERENCES
1. AMIRA S., KISHIMOTO T. IL-6 and aNF-IL-6 in acute phase response and viral infection. Immunol Rev., 1992, 127, 25-28.
2. BAUMANN H., PROWSE K.R., MARINKOVIC S., WON K.A., JAHREIS G.P. Stimulation of hepatic acute phase response by cytokines and
glucocorticoides. Ann. N.Y. Acad. Sci., 1989, 557, 280-285.
Dans les métastases osseuses du cancer du rein, des
essais thérapeutiques sont nécessaires pour apprécier
l’efficacité antalgique, la diminution de la morbidité
osseuse et l’activité antitumorale potentielle des BP
utilisés seuls ou en association avec des molécules bloquant l’action de l’IL-6.
3. BLAY J.Y., NEGRIER S., COMBARET V., ATTALI S., GUILLOT
E., MERROUCHEY, MERCATELLO A., RAVAULT H., TOURANI J.M., MOSKOOTCKENKO J.F., PHILIP T., FAVROT M. Serum
level of interleukin 6 as a prognosis factor in metastatic renal cell
carcinoma. Cancer Res., 1992, 52, 3317-22.
4. BL AY J.Y. , PALLARDY A., RAVAUD S., NEGRIER S.,
DOUILLARD J.Y., CHEVREAU C., FLEURY J., RAY I., ESCUDIER B., LASSET C.for the French immunotherapy groupFNCLCC. Serum IL-6 , soluble gp80 IL-6 receptor and CRP in
metastatic renal cell carcinoma (MRCC) treated with immunotherapy in the Crecy trial. Correlation to response. Ann Oncol., 1996, 7
(Suppl. 5), Abstr. 2540.
L’ostéoprotégérine (OPG)
Des études récentes [31] ont identifié le ligand de l’osteoprotegerine (OPG-L) comme un facteur essentiel
nécessaire à l’ostéoclastogénèse dont les effets sont
prévenus par son récepteur soluble l’ostéoprotégérine
(OPG). Celle ci est un membre de la famille TNF
(Tumor Necrosis Factor) qui agit en inhibant le développement des ostéoclastes. L’OPG bloque la différenciation proostéoclastique des précurseurs hématopoïétiques [54] et est aussi un traitement efficace de l’hypercalcémie et de sa prévention dans un modèle murin
d’hypercalcémie maligne [8]. Associée aux BP, elle
réaliserait un blocage complet de la résorption osseuse
ostéoclastique car la stimulation de l’ostéoclastogénèse par l’IL-6 est indépendante de l’expression de
l’OPG-L [22].
5. BLAY J.Y., PALLARDY M., RAVAUD A., CAUX C., NEGRIER S.,
DOUILLARD J.Y., CHEVREAU C., FLEURY J., RAY I., ESCUDIER B., LASSET C. for the French immuno therapy groupFNCLCC. Serum VEGF is an independent prognostic factor in
patients with metastatic renal carcinoma treated with IL-2 and /or
IFN ; analysis of the CRECY trial. Proc. Am. Soc. Clin. Oncol.,
1999, 18, 1669.
6. BROWN L.F., BERSE B., JACKMAN R.W., TOGNAZZI K., MANSEAU E.J., DVORAK H.F., SENGER D.R. Increased expression of
the vascular permeability factor (vascular endothelial growth factor)
and its receptor in kidney and bladder carcinoma. Am. J. Pathol.,
1993, 143, 1255-1262.
7. CAMPBELL S.C. Advances in angiogenese research : relevance to
urological oncology. J. Urol., 1997, 158, 1663-1674.
372
Bernard Paule, Progrès en Urologie (2001), 11, 368-375
8. CAPPARELLI C., KOSTENUIK P.J., MORONY S., STARNES C.,
WEINMANN C., GWYNET V., SCULLY S., QI M., LACEY D.L.,
DUNSSTAN C.R. Osteoprotegerin prevents and reverses hypercalcemia in a murine model of humoral hypercalcemia of malignancy.
Cancer Res., 2000, 60 : 783-787.
22. HOFBAUER L.C., LACEY D.L., DUNSTAN C.R., SPELLSBERG
T.G., RIGGS B.L., KHOSLA S. Interleukin-1 beta and tumor necrosis factor alpha, but not interleukin-6 stimulate osteoprotegerin
ligand gene expression in human osteoblastic cells. Bone, 1999, 25,
255-259.
9 . CATLETT-FALCONE R., LANDOWSKI T.H., OSHIRO
M.M.,TURKSON J., LEVITTZKI A., SAVINO R., CILIBERTO G.,
MOSCINSKI L., FERNANDEZ-LUNA J.L., NUNEZ G., DALTON
N.S., JOVE R. Constitutive activation of Stat 3 signalling confers
resistance to apoptosis in human U266 myeloma cells. Immunity.,
1999, 10, 105-115.
23. HORI A., SASADA R., MATSUTAMI E., NAITO K., SAKUSA Y.,
MYTE T., KOZAI Y. Suppression of solid tumor growth by immunoneutralizing monoclonal antibody against human basic fibroblast
growth factor. Cancer Res., 1991, 51, 6180-6184.
24. HUGHES D.E., WRIGHT K.R., ULY H.L. Bisphosphonates promote apoptose in murine osteoclasts in vitro and in vivo. J. Bone
Miner Res., 1995, 10, 1478-1487.
10. CHAUHAN D., UCHIYAMA K., AKBARALI Y., URASHIMA M.,
YAMAMOTO K., LIBERMANN T.A., ANDERSON K.C. Multiple
myeloma adhesion – induced interleukin 6 expression in bone marrow stroma cells involve activation of NF-kappa B. Blood., 1996, 87,
1104-1112.
25. KAWANO M., HIRANO T., MATSUDA T., TAGA T., HORII Y.,
IWATO K., ASAOKI H., TARUG B., TANABE O., TANAKA H.,
KURAMOTO A., KISHIMOTO T. Autocrine generation and essential requirement of BSF-2/IL-6 for human multiple myelomas.
Nature, 1988, 332 , 83-85.
11. CHOI H.R., KIM S.C., MOON N.C., MOON J.J. Inhibition of tumor
growth and metastases of renal cell carcinoma by angiogenes inhibitor TNP-470. J. Urol., 1995, Part 2, 153, 402A, Abstr. 696.
26. KENDALL R.L., WANG G., THOMAS K.A. Identification of a
natural soluble form of the vascular endothelial growth factor receptor FTL-1 and its h eterodimerizartion with KDR. Bioch em.
Biophys. Commun., 1996, 226, 324-328.
12. COHEN T., NAHAN D., CEREM L.W.,NEUFELD G., NEUFELD
B.Z. Interleukin-6 induces the expression of vascular endothelial
growth factor. J. Biol. Chem., 1996, 12 : 736-774.
27. KIM K.J., LI B., WINER J., AMANINI M., GILLETT N., PHILLIPS M.S., LERRARA N.;Inhibition of vascular endothélial growth
factor-induced agiogenesis suppresses tumor growth in vivo. Nature,
1995, 362, 841-844.
13. COSTES V., LIAUTARD J., PICOT M .C. , ROBERT M. ,
LEQUEUX N., BROCHIER J., BALDET P., ROSSI J.F. Expression
of the interleukin 6 receptor in primary renal cell carcinoma. J. Clin.
Pathol., 1997, 50, 835-840.
28. KISHIMOTO T. The biology of interleukin-6. Blood, 1989, 74, 1-10.
14. DE LA MATA J., ULY H., GUISE T.A., STORY B., BOYCE B.F.,
MUNDY G.R., ROODINAR G.D. IL-6 enhances hypercalcemia and
bone resoption mediated by PTH-rP in vitro. J. Clin. Invest., 1995,
95, 2846-2852.
29. KLEIN B., ZHANG X.G., JOURDAN M., CONTENT J., HARROUSSEAU F., AARDEN L., PIECHACZYK M., BATAILLE M.
Paracrine rather than autocrin regulation of myeloma cell growth
and differentiation by interleukin-6. Blood, 1989, 73, 517-526.
15. DEMARTIS A., BERNASSOLA F., SAVINO R., MELINO G.,
CILIBERTO G. Interleukin 6 receptor superantagonists are potent
inducers of human multiple myeloma cell death. Cancer Res., 1996,
56, 4213-4218.
30. KOO A.S., ARMASTRONG C., BOCHNER B., SHIMABUKURO
R., TSO C.L., DE KERNION J.B., BELLDEGRUN A. Production
and regulation of interleukin-6 by renal cell carcinoma in vitro : protein activity and mRNA gene expression. Surg. Forum, 1990, 41, 710713.
16. FUJIKA T., HASEYAWA M., OGIU K., MATSUSHITA Y., SATO
M., KUBO T. Antitumoral effects of angiogenesis inhibitor O- (chloro acethyl-carbamoyl) fumagillol (TNP-470) against murine renal
cell carcinoma. J. Urol., 1996, 155, 1775-1180.
31. LACEY D.L., TIMMS E., TAN H.L., KELLEY M.J., DUNSTAN
C.R., BURGESS T., ELLIOT R., COLOMBERO R., SCULLY S.,
HSU H., SULLIVAN J., HAWKINS N., DAVY E., CAPARELLI C.,
ELI A., OIAN Y.X., KAUFMAN S., SARON I., SHALHOUB V.,
SENALDI G., GUO J., DELANEY J ., BOYLE W.J.
Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclast differentiation and activation. Cell., 1998, 93, 165-176.
17. FUJIKAWA K., MATSUI Y., OKA H., FUKUZAWA S., TAKEUCHI H. Serum C-reactive protein level and the impact of cytoreductive surgery in patients with metastatic renal cell carcinoma. J. Urol.,
1999, 162, 1934-1937.
32. LAGNEAUX L., DELFORGE F., DORVAL C., BRON D., STRKMANS P. Excessive production of transforming groxth factor B by
bone marow strma cells in B cell chronic lymphocytic leukemia
inhibits the growth of hematopoietic precursors and interleukin 6
production. Blood , 1993, 82, 2379-2385.
18. GRANDIS J.R., DRENNING S.D., CHAKRABORTY A., ZOU
M.Y., PITT A.S., TWEARDY D.J. Requirement of stat 3 but not Stat
1 activation for epidermal growth factor receptor-mediated cell
growth in vitro. J. Clin. Invest., 1998, 102 : 1385-1392.
19. GUNNETT K., MOTZER R., ARNATO R., TODD M., POO W.J.,
COHEN R., BASELYA J., COOPER M., ROBERT F., FALCEY J.,
WAKSAL H. Phase II study of anti-epidermal growth factor receptor (EGFr) antibody C225 alone in patients with metastatic renal cell
carcinoma. Proc. Am. Soc. Clin. Oncol., 1999, 18, 309.
33. LEVITSKI A., GAZIL A. Thyrosine kinase inhibition : an approach
to drug development. Science, 1995, 267, 1782-1788.
20. GRUGEL S., FINKENZELLI G., WEINDE L K., BARL EON B. ,
MARME D. Both v-ha-ras and v -Raf stimulate expres sion of the
v as cular en dothelial growth factor in NIH 3T3 cells. J Biol.
Chem., 1995, 270, 25915-259 19.
35. MIKI S., IWANO M., MIKI Y., YAMAMOTO M., TAIG B.,
YOKOKAWA K., SOANADA T., HORANO T., KISHIMOTO T.
IL-6 functions as an autocrine growth factor in renal carcinoma.
FEBS Letter, 1989, 250, 607-610.
21. GUISE T.A., YIN J.J., TAYLOR S.D., KUMOGAI Y., DALLAS M.,
BOYU D.F., MUNDY E.C. Evidence for a causal role of parathyroid
hormone-related protein in the pathogenesis of human breast cancermediated osteolysis. J. Clin. Invest., 1996, 98, 1544-1549.
36. MILLAUER B., LONGHI M.P., PLATE K.H., SHARWER L.K.,
RISAU W., ULRICH A., STRAWN L.M. Dominant negative inhibition of Flk-1 suppresses the growth of many tumor types in vivo.
Cancer Res., 1996, 56, 1615-1620.
34. MEYDAN N.,GRUNBERGER T., DADI A. , SHAHAR M. ,
ARPAIA E., LAPIDOT Z. et al. Inhibition of acute lymphoblastic
leukemia by a jak-2 inhibitor. Nature, 1996, 379, 645-648.
373
Bernard Paule, Progrès en Urologie (2001), 11, 368-375
37. MORITA T., SHINOHARA N., TOKUE A. Antitumoral effect of a
synthetic analogue of fumagillin on murine renal carcinoma. Brit. J.
Urol., 1994, 74, 416-418.
54. SIMONET W.S., LACEY D.L., DUNSTAN C.R., KELLY M.,
CHANG M.S., LUTHY R., NGUYEN H.O., WOODEN S., BENNETT L., BOVNE T., SHIMAMOTO G., DeROSE M., ELIOTT R.,
COLOBERO A., TSAN H.L., TRAIL G., SULEVAN J., DAVY E.,
BUCARY N., RENSHAW-GEGG L., HUGUES T.M., HILL D.,
PATTISON W., CAMPBELL P., BOYLE W.J. Osteoprotegerin : a
novel secreted protein involved in the regulation of bone density.
Cell.,1997, 89, 309-319.
38. MOTRO B., ILIN A., SACHS C., KESHET E. Pattern of interleukin
6 gene expression in vivo suggests a role for this cytokine in angiogenesis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1990, 87, 3092-3096.
39. MOTZER R.J., BANDER N.H., NAMUS D.M. Renal cell carcinoma. N. Engl. J. Med., 1996, 12, 865-875.
55. SIMONIAN P.L., GRILLOT A.M., NUNEZ G. Bcl-2 and Bcl-XL
can differentially block chemotherapy-induced cell death. Blood,
1997, 90, 1208-1216.
40. MOTZER R.J., RUSSO P. Systemic therapy for renal cell carcinoma.
J. Urol., 2000, 163, 408-415.
56. SINGH R.K., BUCANA C.D., GUTMAN M., FAN D., WILSON
M.R., FIDLER I.J. Organ site dependent expression of basic fibroblast growth factor in human renal cell carcinoma cells. Ann. J.
Pathol., 145, 365-374.
41. NEGRIER S., ESCUDIER B., LASSET C. Recombinant human
interleukin 2, recombinant human interferon alfa-2a or both in
metastatic renal cell carcinoma. Groupe Français d’immunothérapie.
N. Engl. J. Med., 1998, 338 : 1272-1278.
42. OBIRI N.I., HILLEMAN R., HAAS G.P., SUDH S., PURI R.K.
Expression of high affinity , interleukin-4 receptor in human renal
carcinoma cells and inhibition of tumor growth in vitro by interleukin 4. J. Clin. Invest., 1993, 91 : 88-93.
43. OBIRI N.I., HSAIN R., DEBINSKI W., PURI R.K. Interleukin 13
inhibits growth of human renal carcinoma cells independently of the
p140 interleukin 4 receptor chain. Clinical Cancer Res., 1994, 2,
1743-1749.
57. SINGH R.K., GUTMAN M., BUCANA C.D., SANCHEZ R.,
LLANSA N., FIDLER I.J. Interferon alpha and beta down-regulate
the expression of basic fibroblast growth factor in human carcinoma.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1995, 92, 4562-4566.
58. STADLER W.M., KIZEL T., SCHAPIRO C., SOSMAN J., CLARK
J., VOGELZANG N.J. Multi-instutional study of the angiogenesis
inhibitor TNP-470 in metastatic renal carcinoma. J. Clin. Oncol.,
1999,17, 2541-2545.
59. TAKENAWA J., TANEKO Y., FUKUMOTO M., FUKUMOTO M.,
FUKATSU A., HIRANO T., FUKUGANA H., NAKAYAMA H.,
FUJITA J., YOSHIDA O. Enhanced expression of interleukin-6 in
primary renal cell carcinoma. J. Natl. Cancer Inst., 1991, 83, 16681672.
44. OGATA A., CHAUHAN D., TESH G., TREON S.P., URASHIMA
M., SCHLOSSMAN R.L., ANDERSON K.C. IL-6 trigger cell
growth via the Ras-dependent mitogen-activated protein kinase cascade. J. Immunol., 1997, 159, 2212-2221.
60. TAKAHASHI A., SASAKI H., KIM S.J., TOBISU K., KALKIZOE
T., TSUKAMOTO T., KUMAMOTO Y., SUGIMUA T., TERADA
M. Markley increased amonts of messenger RNAs for vascular
endothelial growth factor and placental growth factor in renal cell
carcinomas associated with angiogenesis. Cancer Res., 1994, 54,
4233-4237.
45. PAULE B., CLERC D., RUDANT C., COULOMBEL C.. Enhanced
expression of interleukin-6 in bone and serum of metastatic renal cell
carcinoma. Hum. Pathol., 1998, 29 : 421-424.
46. PAULE B., CLERC D. Cancer du rein : métastases osseuses, immunothérapie et interleukine 6. Ann. Med. Int., 1999, 150, 4-9.
61. TORTORA G., CIARDELLO F. Targeting of epidermoid growth
factor receptor and protein A. Molecular basis and therapeutic applications. Ann. Oncol., 2000, 11 : 777-783.
47. PAULE B., BELLOT J., RUDANT C., COULOMBEL C., ABBOU
CC. Importance of IL-6 expression in primary human renal cell carcinoma : an immunohistochemical study. J. Clin. Path., 2000, 53 :
388-390.
62. TSUKAMOTO T., KUMAMOTO Y., MIAJO N., MASUMORY N.,
TAKAHASHI A., YANASE M. Interleukin-6 in renal cell carcinoma. J. Urol., 1992, 148, 1778-1782.
48. PAULE B., CLERC D., BRION N. Les bisphosphonates en cancérologie. Nouv. Presse Med., 2000, 29, 723-729.
63. VARNER J.A., CHERRESH D.A. : Tumor angiogenesis and the role
of vascular cell intergrin aVb3. In : De Vita E.D. Important advances
in oncology. Philadelphia, H.S. Rosenberg Lippincott-Raven, 1996,
pp. 69-87.
49. PAULE B., CLERC D., BONHOMME FAIVRE L., QUILLARD J.,
ABBOU CC. Significance of IL-6 expression in bone tumoral cells
and serum levels of interleukin 6 in metastatic renal cell carcinoma.
Soumis à publication dans Pathology.
64. VENEULEN P.B., DIRISC L.Y., MARTIN M., LEMMENS J., VAN
OSTERUM A.J. The predictive value of serum bFGF and VEGF in
patients with metastatic renal cell carcinoma treated with interferon2b. J. Natl. Cancer Inst., 199, 8 , 1317-1320.
50. RAK J., MITSUHASHI Y., BAYKO L. et al. Mutant ras oncogene
upregulate VEGF/VPF expression; implications for induction and
inhibition of tumor angiogenesis. Cancer Res., 1990, 55, 4575-4580.
51. RIZOLI R., BONJOUR T.P. High extracellular calcium increases the
production of a parathyroid-hormone like activity by cultures leydig
tumor cells associated with humoral hypercalcemia. J. Bone, Min.
Res., 1989, 4, 839-844.
65. WEISSGLAS M., SCHAMBART D.H.J., LOWICK C., PAPAPOULOS S., THEUNS H.M., KURTH K.H. Hypercalcemia and cosecretion of interleukin-6 and parathyroid hormone related peptide by
a human renal carcinoma implanted into nude mice. J. Urol., 1995,
155, 854-857.
52. SASAKI A., BOYCE B.F., STORY B., WRIGHT K.R., CHAPMAN
M., B OYCE R., MUNDY G.R., YONEDA T. Bisphosphonates risedronate reduces metastatic human breast cancer burden in bone in
nude mice. Cancer Res., 1995, 55, 3551-3557.
66. WEISSGLAS M., SCHAMBART D.H.J., LOWIK C., PAPAPOULOS S., VOS P., KURTH K.H. The role of interleukin-6 in the
induction of hypercalcemia in renal cell carcinoma transplanted into
nude mice. Endocrinology, 1997, 138, 1879-1885.
53. SENGER D.R., PERRUGI C.A., FEDER J., DVORAK H.F. A highly conserved vascular permeability factor secreted by a variety of
human and rodent tumor cell lines. Cancer Res., 1986, 46 : 56295637.
67. ZHONG Z., WEN Z., DARNELL J.E. Jr. Stat 3 : a new family member that is activated through thyrosine phosphorylation in response
to EGF and IL-6. Science, 1994, 264, 95-98.
374
Bernard Paule, Progrès en Urologie (2001), 11, 368-375
SUMMARY
Interleukin-6 and bone metastases in renal cancer : molecular bases and therapeutic implications.
Interleukin-6 (IL-6) is a multifunctional cytokine which provides
multiple signals on various tissues and cells. In addition, IL-6 is
produced by some human renal carcinoma cell lines in vitro and
is expressed in a majority of primary renal cell carcinoma
(RCC). Serum IL-6 influence the response to immunotherapy. IL6 appears as a target for rational drug design highly promising
for development of new cancer therapies.IL-6 effects are media ted by Stat. Stat (Signal transducers and activators of transcrip tion) signaling pathways represent novel molecular targets for
therapeutic implications in metastatic renal cell carcinoma.
Inhibitors of Stat signaling pathway will not only block tumor
growth by inducing apoptosis, but may also increase the sensi tivity of tumors to conventional treatment (immunotherapy). The
processes involved in tumor associated angiogenesis should
lead to compounds able to interfere with angiogenesis. Il-6 has
been implicated in the osteoclastic bone resorption and hyper calcemia associated with metastatic RCC. Different agents were
shown to be effective in treating lytic bone disease mediated by
osteoclast activation : bisphosphonates and osteoprotegerin.
Keywords : interleukin-6, metastatic renal cell carcinoma, the rapeutic implications.
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