THEMATIQUE : Identification des mécanismes à l’origine de l’hétérogénéité des gliomes humains ; mise en évidence de biomarqueurs et de cibles thérapeutiques.
Notre équipe GlioME a pour objectif de mieux comprendre la biologie des gliomes humains, d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et d’évaluer le potentiel de nouvelles thérapies anticancéreuses en utilisant des modèles précliniques cellulaires et murins appropriés. Les gliomes sont les tumeurs intracrâniennes les plus courantes chez l'homme. La forme la plus maligne est le glioblastome (GBM, grade IV), avec une incidence de 3-5/100 000 personnes dans les pays occidentaux. Malgré une résection chirurgicale optimale suivie d'une chimiothérapie et d'une radiothérapie, la survie médiane des patients porteurs d’un GB reste dramatique : 12-15 mois. Notre équipe s’attache donc à étudier l'origine des cellules de gliomes ainsi que le microenvironnement complexe de ces tumeurs afin d’envisager le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Nos objectifs sont:
1. Identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et développer les modèles précliniques appropriés
2. Identifier des biomarqueurs spécifiques et participer à des essais cliniques
Notre équipe est également impliquée dans des consortiums fondamentaux dédiés à la conception et au développement de nanoparticules pour le traitement des gliomes.
Dans ce contexte, nous avons développé au cours de ces dernières années plusieurs axes de recherche: 1) nous avons identifié et purifié les cellules souches cancéreuses de GBM sur la base de l’expression spécifique d’un ganglioside à leur surface, le marqueur A2B5; 2) nous avons étudié le rôle des inhibiteurs de l'apoptose (IAP) et de la protéine microtubulaire EB1 dans la prolifération et la migration des GBM; 3) nous avons mis en évidence un marqueur plasmatique (MMP2 / MMP9) permettant de prédire la réponse des patients porteurs de GBM aux traitements anti-angiogéniques (Bevacizumab). Tous nos travaux emploient des méthodes et des technologies de pointe (cultures de cellules souches cancéreuses, xénogreffes orthotopiques, modèle murin syngénique, microscopie biphotonique...).
Notre équipe est principalement composée de médecins (neurooncologues et pathologistes) et de pharmaciens, nous permettant de développer également une recherche translationnelle de qualité, facilitée par l’accès à la file active des patients de l’AP-HM et à une importante collection de ressources biologiques (CRB-TBM) et grâce à l'implication des Pr. D. Figarella-Branger et O. Chinot dans des réseaux cliniques et pathologiques locaux, nationaux et internationaux.
Par ailleurs, sur le site de Timone, notre équipe bénéficie de la proximité des médecins regroupés au sein de l'hôpital de la Timone AP-HM, du centre de ressources biologiques (CRB-TBM), et de nombreuses plateformes technologiques (animalerie, plateforme d'imagerie CERIMED ...).
Notre équipe GlioME « Gliomagenèse et MicroEnvironnement » mène une recherche fondamentale et préclinique à visée translationnelle vers le patient. Elle est principalement composée d’enseignants chercheurs médecins (neurooncologues et pathologistes) et pharmaciens, mais aussi d’un chargé de recherche CNRS et de personnel technique (ingénieur de recherche, ingénieur d’étude, techniciens). Elle est également équipe d’accueil pour les stages des étudiants (de formation scientifique ou médicale) en IUT, master, doctorat et post-doc.
Par ailleurs de par son implantation sur le site Timone, notre équipe bénéficie de la proximité des médecins regroupés au sein de l’AP-HM, du centre de ressources biologiques (CRB-TBM), et de nombreuses plateformes technologiques (animalerie, plateforme d'imagerie CERIMED ...).
Enfin, depuis plus de 12 ans, notre équipe est fidèlement soutenue par l’Association pour la Recherche sur les Tumeurs Cérébrales ARTC-Sud. Ce soutien s’est fait en grande partie au travers d’attribution de bourses permettant aux étudiants de mener à bien leurs travaux de thèse ou de les finaliser, mais aussi par le financement de plusieurs équipements. Annuellement, notre équipe participe à l’assemblée générale et à la rédaction d’articles de vulgarisation dans le journal « le Lien » pour informer l’association de l’avancée de nos recherches.
Dans ce cadre notre équipe explore la nature et les propriétés des cellules du cerveau susceptibles de donner naissance à une tumeur appelée gliome. Les gliomes sont des tumeurs fréquentes du cerveau. Chez l’adulte il s’agit essentiellement de tumeurs infiltrantes qui peuvent disséminer dans tout le cerveau. La forme la plus maligne est le glioblastome de grade IV. Il n’y a pas, actuellement, de traitement efficace pour ces tumeurs. Ces glioblastomes sont dérivés de cellules précurseurs dites « souches » transformées par de multiples altérations génétiques : les cellules souches cancéreuses (CSC). Ce sont ces cellules qui sont à l’origine des échecs thérapeutiques.
Notre équipe GlioME s’attache donc à étudier la biologie des gliomes humains pour trouver des marqueurs qui pourraient être ciblés spécifiquement par des drogues afin de détruire les cellules tumorales et d’améliorer la survie des patients.
Nos objectifs sont:
1. Identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et développer les modèles précliniques appropriés (modèles de culture de tissus ou de lignées cellulaires humaines, modèles animaux)
2. Identifier des marqueurs spécifiques et participer à des essais cliniques
Notre équipe est également impliquée dans des consortiums fondamentaux dédiés à la conception et au développement de nanoparticules pour le traitement des gliomes.
1. Comprendre le rôle de l’épitope A2B5 dans les gliomes
PI: N. Baeza-Kallee et D. Figarella-Branger
Nos précédents travaux ont montré que tous les sous-types de gliomes exprimaient l'épitope A2B5 reconnu par l'anticorps monoclonal A2B5 qui identifie spécifiquement les trisialogangliosides à la surface de ces cellules (Colin et al., 2006). Nous avons également montré que les cellules A2B5+ isolées à partir de GBM IDH-non-muté présentaient des propriétés de cellules souches cancéreuses (CSC) (Tchoghandjian et al., 2010, Tchoghandjian et Baeza-Kallee et al., 2012). Cependant, aucun lien de cause à effet entre la réactivité d’A2B5 et la croissance des GBM, ni le rôle précis des cellules A2B5+ dans la gliomagenèse n'ont été déterminés. C’est pourquoi nous souhaitons comprendre si ces gangliosides sont nécessaires et suffisants pour maintenir le caractère souche des CSC et promouvoir la croissance des GBM. En collaboration avec l'équipe 6 (Dr E. Nivet), nous allons élaborer des modèles de gliomes en utilisant la technologie des cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSCs). Enfin, nous sommes en train de développer deux modèles syngéniques de gliomes A2B5 + murins l’un se rapprochant d’un gliome de bas grade et l’autre d’un gliome de haut grade.
2. Déterminer le rôle des inhibiteurs de l'apoptose (IAP) et de la dynamique des microtubules (MT) dans la régulation de la progression des GBM, du caractère souche des cellules qui les constituent et de leur microenvironnement
PI: A. Tchoghandjian et D. Figarella-Branger (IAP), S. Honoré (Dynamique MT)
Au vu de nos récents travaux (Tchoghandjian et al., 2016, Bergès et al., 2016), nous avons développé une stratégie commune pour étudier le rôle des IAP et de la dynamique des MT sur le microenvironnement des GBM, en utilisant un modèle de souris transgénique multicolore avec apposition d’une fenêtre crânienne permettant l'imagerie in vivo par microscopie multispectrale à deux photons. Ce travail est mené en collaboration avec l'équipe ImaPath de l'INT (Dr F. Debarbieux), et le CERIMED. De plus, en utilisant des modèles syngéniques orthotopiques de GBM (lignée cellulaire GL261) ou des modèles de xénogreffes de cellules souches de GBM, nous évaluons l'effet de médicaments candidats pour lesquels nous avons obtenu des résultats significatifs in vitro (mimétiques de Smac, agents anti-MT) sur la dynamique des MT des cellules tumorales, le microenvironnement inflammatoire, l'angiogenèse et la croissance tumorale.
3. Déterminer le rôle biologique des métalloprotéinases MMP2 et MMP9 dans le développement des GBM et dans la résistance aux thérapies anti-angiogéniques
PI: O. Chinot et E. Tabouret
Sur la base de deux cohortes de patients porteurs d’un GBM récidivant traités par bevacizumab et d'une cohorte traitée par un agent cytotoxique, nous avons montré que des taux plasmatiques bas de MMP9 ou de MMP2 étaient associés à un taux de réponse élevé et à une survie prolongée par rapport aux patients montrant de faibles concentrations plasmatiques de MMP2 (Tabouret et al., 2014). Nous avons également montré que le taux plasmatique de MMP9 diminuait au cours du traitement par bevacizumab et avait tendance à augmenter au cours de la progression, tandis que la concentration de MMP2 augmentait pendant le traitement et diminuait au cours de la progression (Tabouret et al., 2015). Ces résultats sont en faveur d’un rôle de MMP9 (et MMP2) dans la résistance primaire ou acquise au bevacizumab, de sorte que l'inhibition de MMP9 pourrait permettre de lever la résistance au bevacizumab. Néanmoins, le rationnel biologique de la valeur prédictive de MMP2 et MMP9 pour le traitement aux anti-angiogéniques doit être éclairci. C’est pourquoi nous souhaitons valider ces résultats dans un essai prospectif, essayer de comprendre l'implication biologique de MMP2 et MMP9 dans le développement des GBM et enfin évaluer l'efficacité d'un anticorps anti-MMP9 (GS5745, Gilead®) à modifier la résistance aux agents anti-angiogéniques.
4. Améliorer l'administration de nanoparticules (NPs) dans le cerveau à des fins théranostiques
PI: MA. Estève
Les nanomédicaments sont des outils prometteurs pour relever les défis du GBM et obtenir une quantité de molécules actives suffisante au site tumoral pour les aspects thérapeutiques et/ou diagnostiques. Notre but est d’évaluer l’innocuité, l’efficacité anticancéreuse, la pharmacocinétique et la biodistribution de différents types de nanoparticules en utilisant des modèles in vitro et in vivo adaptés. L’activité anticancéreuse des nanoparticules peut être obtenue grâce à leurs propriétés intrinsèques (ex. : nanoparticules possédant des propriétés de conversion photothermique) et/ou par leur fonctionnalisation avec des agents anticancéreux. En collaboration avec nos partenaires (CEA Saclay, Institut Fresnel, LMA, IBMM, LIB), nous visons à améliorer la disponibilité de médicaments au niveau des tumeurs cérébrales, après exposition systémique, grâce à une perméabilisation transitoire de la barrière hémato-encéphalique médiée par ultrasons, et avons l’intention d’améliorer l’efficacité anticancéreuse grâce à des techniques avancées telles que l’hyperthermie photo-induite ou la libération contrôlée de médicaments par ultrasons. De plus, nous nous intéressons au développement et à la caractérisation de systèmes de délivrance de médicaments capables de cibler le microenvironnement de résection tumorale et de relarguer lentement des composés actifs pour éviter la survenue de récidives de GBM.
