Les chercheurs de l'Irig travaillent à l'identification de nouvelles cibles pour le traitement du carcinome rénal à cellules claires métastatique, huitième cancer le plus répandu au monde et qui représente 4 % de tous les cancers. Les cancers du rein sont notoirement connus pour leur résistance aux radio ou chimiothérapies, ainsi qu'aux thérapies visant l'intense développement de nouveaux vaisseaux sanguins qui les accompagne.
De nombreux cancers trouvent leur origine dans l'activation anormale de transmissions de signaux à la fois inter et intra cellulaires, dans lesquelles des enzymes appelées protéine-kinases jouent un rôle crucial. Lorsqu'elles sont dérégulées, ces enzymes représentent donc des cibles potentielles pour la recherche de nouvelles thérapeutiques avec l'idée de perturber leur activité.
Pour découvrir des nouvelles cibles dans le cadre du cancer du rein, les scientifiques ont cherché à provoquer artificiellement la mort de cellules cancéreuses en perturbant l'expression ou l'activité de ces enzymes. Pour cela, ils ont utilisé un criblage chimiogénomique qui permet, sur des cellules cancéreuses rénales préalablement modifiées pour réprimer l'expression de certains gènes, de tester leur viabilité en réponse à un grand nombre de composés chimiques.
Les chercheurs ont ainsi évalué les effets de plus de 8 000 combinaisons d'inhibiteurs de protéine-kinases sur la viabilité d'une lignée cellulaire représentative du cancer du rein métastatique. La plate-forme de criblage pour des molécules bio-actives de l'Irig a permis de sélectionner l'une de ces combinaisons ciblant deux protéine- kinases, CK2 et ATM, qui jouent un rôle important dans les mécanismes de survie cellulaire et de réparation de l'ADN. La protéine-kinase CK2 est une vieille connaissance de ces chercheurs. Depuis plusieurs années, ils ont montré que cette enzyme participe à la plasticité cellulaire, à la réponse au stress ou à la prolifération cellulaire, et ont démontré de façon non ambiguë qu'elle était impliquée dans de nombreux cancers (rein, prostate, sein, choriocarcinome…). Par ailleurs, ils développent une approche innovante pour l'inhiber à l'aide de petites molécules chimiques. La protéine-kinase ATM, quant à elle, est activée à la suite d'une cassure double-brin de l'ADN.
Les chercheurs ont découvert que l'inhibition simultanée des protéine-kinases CK2 et ATM par deux petites molécules chimiques, CX-4945 et KU-60019 provoque la mort des cellules tumorales rénales tout en épargnant les cellules normales. Des études réalisées sur des cellules rénales cancéreuses cultivées en 3 dimensions ont montré que la double inhibition de CK2 et ATM provoque une production excessive de molécules oxydantes dans les cellules à l'origine de leur auto-destruction massive.
Ces résultats mettent en évidence l'intérêt d'une thérapie combinant l'inhibition simultanée des protéine-kinases CK2 et ATM pour traiter les formes résistantes/agressives de cancer du rein.
A. Le criblage chiomogénomique : 80 petites molécules chimiques ciblant des protéine-kinases, testées sur 36 lignées de cellules cancéreuses rénales 786-O, chacune exprimant un ARN interférant (shRNA) pour diminuer l'expression d'un gène particulier, ont permis d'identifier un couple inhibiteur-shRNA (KU-60019-shCK2α) particulièrement efficace pour affecter la viabilité cellulaire. Ce couple cible respectivement les protéine-kinases ATM et CK2. Dans la suite du travail, le shARN dirigé contre CK2α a été remplacé par une molécule chimique, CX-4945, inhibant spécifiquement cette enzyme.
B. L'analyse du mécanisme d'action de la combinaison (KU-60019 et CX-4945) réalisée à l'aide de sphéroïdes (culture cellulaire en 3 dimensions) montre que ces molécules inhibitrices induisent via les protéines HIF-2α et NOX4, une production excessive de réactifs de l'oxygène (ROS) entraînant une mort cellulaire massive.
C. Testée sur des prélèvements de tumeurs de rein humain (étude préclinique COMBOREIN), cette combinaison d'inhibiteurs montre son efficacité pour induire la mort des cellules cancéreuses.