EFFETS ANTICANCEREUX DES GLUCOSIDES

UNIVERSITE PARIS XI
FACULTE DE MEDECINE PARIS-SUD
THESE
Pour l’obtention du grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITE PARIS XI
Champ disciplinaire : Immunologie-Oncologie
Ecole doctorale de rattachement : Cancérologie, Biologie, Médecine, Santé
Présentée et soutenue publiquement par
Laurie Colombe Aude MENGER
Le 8 octobre 2012
EFFETS ANTICANCEREUX DES GLUCOSIDES
CARDIOTONIQUES PAR INDUCTION D’UNE MORT
CELLULAIRE IMMUNOGÈNE
Directeur de thèse : Pr. Guido KROEMER
Président du jury Pr.Eric DEUTSCH
Rapporteur Pr. Eric TARTOUR
Rapporteur Dr. Isabelle CREMER
Examinateur Dr. Catherine BRENNER
Examinateur Pr. Pierre GALANAUD
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A ma mère,
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"Une théorie qui n'est réfutable par aucun événement qui se puisse concevoir est dépourvue
de caractère scientifique." K.Popper
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REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier profondément le Professeur Guido KROEMER, mon directeur de thèse,
pour m’avoir accordé sa confiance, avoir encadré mon travail et permis de mener à bien ce
projet. Je tiens à souligner son talent, sa bonne humeur et son dynamisme.
J’exprime également mes sincères remerciements aux membres du jury :
le Professeur Eric DEUTSCH, pour avoir accepté de présider le jury de ma thèse,
le Docteur Isabelle CREMER et le Professeur Eric TARTOUR pour avoir accepté d'examiner
ce travail et apporté leurs précieux conseils,
les Professeurs Catherinne BRENNER et Pierre GALANAUD, qui me font le plaisir de
prendre part à l'évaluation de ce travail.
Je souhaiterais également témoigner ma sincère reconnaissance au Docteur Isabelle
MARTINS pour ses conseils, sa disponibilité et sa gentillesse.
Je remercie le Docteur Oliver KEPP pour son soutien et ses conseils.
Je tiens à adresser mes plus sincères remerciements à tous les membres de l’U848 pour leur
soutien, leur partage des connaissances scientifiques et leur sympathie. Je tiens aussi à
mentionner le plaisir que j'ai eu à travailler avec eux...et qui sont devenus bien plus que des
collègues, je pense notamment à Sylvie, Didou, Erika, Sandy, Rocco, Laurent, Marie,
Lorenzo, Abdul, Lynda, Yuting, Joào Paulo, Elodie, Federico.
Je remercie sincèrement les membres des unités U1015 et CRI866 qui ont contribué à ce
projet.
J'adresse ma profonde gratitude à tout mon entourage, qui me permet d’avancer tous les
jours :
A mes amis, qui ont su être à mes côtés et m'encourager : Maud et Frédéric, Isabelle,
Guillaume, Bernard, Elodie, Mélanie, Lauriane, Ty, Sarah, Hayat, Clément, Pierre-Marie,
Camille et Mathieu, Antoine, Paul, Tony, Gilles, Anne-Flore, Fanny, Alex, Dima, Valentin,
M'Barka, Salim, Chacho.
A toute ma famille…parce que « les mots manquent aux émotions » :
A ma mère Marie-Josée, mon père Dominique, ainsi qu'à mon beau-père Philippe pour leurs
encouragements et leur assistance aussi bien matérielle que morale qui m'ont permis de
réaliser cette thèse dans de bonnes conditions,
A mes soeurs adorées Anne-Flore etVirgine,
A Manu, qui est un frère pour moi,
A mon beau-frère Lionel,
A mes neveux Maël et Samolé,
A ma grand-mère Joséphine et tout le reste de la famille
A Aurélien
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RESUME
L’efficacité de certains agents anti-cancéreux, notamment les anthracyclines et
l’oxaliplatine repose sur l'induction d’une mort cellulaire immunogène (MCI) pouvant
conduire à une réponse immunitaire anti-tumorale spécifique. Les cellules succombant à ce
type particulier d'apoptose vont subir certaines modifications définies par un modèle spatio-
temporel précis. Celui-ci est caractérisé par la mise en place de signaux d’apparition
séquentielle, dont le plus précoce est l’exposition membranaire d’une protéine du réticulum
endoplasmique, la calréticuline (CRT) qui constitue un signal de danger essentiel à la
phagocytose des cellules mourantes par les cellules dendritiques. Ensuite, à un stade
apoptotique, la sécrétion d’adénosine triphosphate (ATP) dépendante de l'autophagie active
l’inflammasome NLRP3 et induit la polarisation des cellules T CD8+ productrices d’IFN-γ.
Enfin, au cours de la nécrose secondaire, le relargage d’un facteur pro-immunogène High-
mobility group protein B1 (HMGB1) est indispensable à une présentation antigénique
optimale aux cellules T CD4+ et CD8+, contribuant ainsi à l’activité tumoricide de la
chimiothérapie et protégeant l’hôte d’une éventuelle rechute. De manière à identifier de
nouvelles molécules capables d’induire une réponse immunitaire anti-tumorale spécifique, un
criblage à haut débit de bibliothèques de composés approuvés par la FDA (Food and Drug
Administration) a été réalisé grâce à l’utilisation de microscopie automatisée et de biosenseurs
permettant la détection de l'exposition de la CRT, de la sécrétion d'ATP et du relargage
d'HMGB1. Ce criblage multiparamétrique à haut débit a permis d’identifier les glucosides
cardiotoniques (GCs), déjà bien connus pour leur activité cytotoxique préférentielle des
cellules cancéreuses, comme étant des inducteurs efficaces de la MCI. Cette découverte a été
validée par des méthodes alternatives in vitro, suivis d’une étude de la mécanistique
d’induction de la MCI par les GCs. Les résultats ont mis en évidence une inhibition
spécifique de la sous-unité α1 de la pompe Na + / K + ATPase, qui à son tour modifie
l'homéostasie calcique de la cellule cible, un effet reproduit par les ionophores du Ca2 +.
Nous avons ensuite montré que les CGs, en combinaison avec des chimiothérapies non
immunogènes (cisplatine ou mitomycine C) pouvaient vacciner des souris syngéniques contre
une ré-injection de cellules cancéreuses vivantes et que les effets antinéoplastiques de ces
agents endommageants l’ADN pouvaient être potentialisés par les GCs dans les hôtes
immunocompétents mais pas dans les souris immunodéficientes. Enfin, une analyse
rétrospective de patients atteints de carcinomes et traités par un GC couramment utilisé en
clinique dans la prise en charge de l'insuffisance cardiaque, la digoxine (n=145) a révélé une
amélioration significative de la survie globale par rapport à celle de patients non traités
(n=290). Les patients ont été appariés en fonction de leur âge, sexe, type de cancer et
principaux paramètres pronostiques. Des analyses plus approfondies ont ensuite révélées que
la digoxine n’affectait pas la survie globale des patients déjà traités par des agents
chimiothérapeutiques immunogènes mais celle des patients ayant reçu des agents autres que
les anthracyclines ou l’oxaliplatine.
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