La niche ostéoblastique et les lésions osseuses dans le MM

Le bortezomib a également été décrit comme inhibiteur de l‟angiogenèse en bloquant la prolifération des MMEC. Le bortezomib bloque la liaison des cellules de myélome avec les MMEC, ainsi que la sécrétion du VEGF et de l‟IL-6 228. L‟inhibition de l‟angiogenèse par le bortezomib a été confirmée in vivo sur un modèle murin 229

. Le mécanisme reste encore méconnu.

II.4. La niche ostéoblastique et les lésions osseuses dans le

MM

Les lésions osseuses sont une des principales manifestations cliniques du MM. L‟os est un tissu en renouvellement constant. A l‟état normal, le remodelage osseux résulte d‟un équilibre entre les ostéoclastes (OC), responsables de la résorption osseuse et les ostéoblastes (OB) qui reconstituent la matrice osseuse. Ces lésions

osseuses dans le MM sont dues à un déséquilibre de la balance

ostéoclastes/ostéoblastes qui provoque une lyse osseuse. Les cellules de MM

entraînent une augmentation de la formation et de l‟activité des ostéoclastes et une inhibition et une diminution du nombre des ostéoblastes.

II.4.1. Les ostéoclastes

L‟augmentation de l‟activité des OC est médiée par divers facteurs activant les OC (OAF) produits par les MMC et les BMSC. Ces facteurs sont MIP-1 (macrophage inflammatory protein-1), un ligand du récepteur NF-B (RANKL aussi nommé TRANCE : TNF-related activation-induced cytokine ou OPGL : osteoprotegerin ligand), le VEGF, le TNF-, l’IL-1, le PTHrP (parathyroid hormone-related protein),

l‟HGF et l’IL-6. L‟activité des OC module également la croissance et la survie des MMC ^230,231. Il en résulte que des inhibiteurs de résorption osseuse, tels que le pamidronate ou l‟acide zolédronique, peuvent aussi avoir des effets anti-tumoraux

232,233

.

MIP-1 appartient à la famille des chimiokines RANTES (related on activation normal T-cell expressed and secreted) et se lie à CCR1, CCR5 et CCR9. Il agit directement sur les progéniteurs ostéoclastiques et sur les ostéoclastes matures. MIP-1 est exprimé et sécrété par les cellules de MM et induit la formation des OC via le PTHrP, RANKL et l‟IL-6 234

. Les MMC de patients ayant une surexpression de FGFR3 due à un translocation t(4 ;14) expriment fortement MIP-1. Il s‟agit de la première association décrite entre une translocation IgH et le phénomène de lyse osseuse dans le MM ²³⁵. L‟inhibition de MIP-1par un Ac anti- MIP-1, un anti-CCR5 (récepteur de MIP-1) ou un anti-sens MIP-1, réduit la résorption osseuse ^236-238.

RANKL est exprimé par les ostéoblastes, les cellules endothéliales, les MMC et les

cellules stromales. RANKL induit la différenciation, la fusion et la survie des pré-OB et active les OC pour résorber l‟os via RANK exprimé sur les OC précurseurs et matures ^239,240. A l‟état normal, un équilibre est requis entre RANKL et OPG, un

récepteur antagoniste de RANKL sécrété par les OB et les cellules stromales

241,242

. Dans le MM, ce ratio est perturbé. Plusieurs études démontrent une régulation positive de RANKL dans des systémes de co-culture de MMC avec BMSC ou pré-OB ^243,244 et une production diminuée d‟OPG 245,246

. De plus, les héparanes sulfates, en particulier syndecan-1, séquestrent l‟OPG, ce qui conduit à son internalisation et à sa dégradation ²⁴⁷. Un inhibiteur de RANK (RANKL-Fc) ou la protéine recombinante

OPG entraîne une diminution de l‟ostéolyse ainsi qu‟un effet anti-tumoral 246,248,249

. De plus, une étude clinique de phase I avec la protéine recombinante OPG (l‟AMGN-0007) montre des résultats encourageants avec une rapide et profonde suppression de la résorption osseuse chez des patients atteints de MM ²⁵⁰.

II.4.2. Les ostéoblastes

Les lésions osseuses sont aussi liées au nombre réduit d‟ostéoblastes associé à la diminution de la formation de l‟os. Cet effet est engendré par la dérégulation de plusieurs molécules incluant Runx2/Cbfa1, Wnt et IL-3.

Les cellules de MM bloquent l‟activité et la fonction des facteurs de transcription

Runx2/Cbfa1 dans les progéniteurs ostéoblastiques à travers l‟interaction directe VLA-4/VCAM-1 ou la sécrétion d‟IL-7 251

. Runx2 augmente également l‟ostéoclastogenèse par l‟induction de la sécrétion d‟OPG par les cellules progéniteurs d‟ostéoblastes 252

.

L‟antagoniste de la signalisation Wnt (DKK-1 : dickkopf-1), est un inhibiteur de la différenciation des OB. Il est significativement surexprimé chez les patients atteints de MM présentant des lésions osseuses. L‟inhibition des précurseurs ostéoblastiques par DKK-1 favorise le déséquilibre vers une augmentation des OC. Ceci bloque la prolifération des cellules souches hématopoïétiques dépendant des OB. De plus, DKK-1 contribue à l‟immunosuppresion et la survenue d‟une anémie des patients. D‟après ces données, l‟administration d‟un Ac anti-DKK-1 améliore la morbidité relative aux lésions osseuses des patients atteints de MM ²⁵³.

Le bortezomib a un effet négatif sur la lyse osseuse : il réduit les taux sériques de DKK-1 et de RANKL conduisant à un remodelage de l‟os dans les patients atteints de MM en rechute ²⁵⁴.

sFRP-2 (secreted frizzled-related protein 2) est un inhibiteur naturel de la voie Wnt

qui favorise également l‟ostéolyse. sFRP-2 est sécrété par les MMC qui suppriment la formation de l‟os. La déplétion de sFRP-2 empêche la liaison de Wnt sur son récepteur et restaure la minéralisation osseuse in vitro ²⁵⁵.

Une autre composante cellulaire de l‟environnement médullaire ayant un rôle dans l‟inhibition des OB sont les lymphocytes T CD3 qui ont été récemment identifiés comme la principale source d‟IL-3 chez les patients atteints de MM. L‟IL-3 est associée à une augmentation de la formation des OC et un blocage de la différenciation des pré-OB en OB matures ^256-258. Un rôle critique des cellules T CD3

dans les lésions de l‟os est supporté par leur production augmenté de RANKL qui favorise l‟ostéoclastogenèse et bloque la différenciation de OB 259,260

.

L‟environnement médullaire, et les ostéoblastes en particulier, sont requis pour le développement des cellules souches hématopoïétiques (CSH) ^261,262. Les CSH résident soit près des OB qui leur apportent un environnement de maintenance (l‟état quiescent) soit de façon adjacente aux cellules endothéliales, en interagissant avec les cellules stromales réticulaires riches en SDF-1, qui engendrent leur différenciation et leur mobilisation dans le sang périphérique. Par conséquent, la niche des cellules souches régule l‟autorenouvellement cellulaire et la différenciation des cellules selon différentes conditions physiologiques ^263,264. L’enjeu des recherches futures serait d’identifier la cellule souche du MM et de définir le rôle de la niche ostéoblastique/endostéale et de la niche vasculaire dans le développement, la prolifération et la survie de la cellule souche myélomateuse.

En conclusion, l‟environnement médullaire en interaction avec les cellules myélomateuses a une grande importance dans la biologie du MM. Au sein de la moelle osseuse, les cellules de MM vont activer les autres composantes de la MO et créer un environnement favorable à leur migration, survie et prolifération (Figure 3). Du fait de ces interactions, de nombreux facteurs de croissance vont être produits et impliqués dans la progression du clone tumoral. D‟une part, la grande diversité de ces facteurs de croissance rend la biologie du MM complexe. D‟autre part, le MM est une maladie hétérogène caractérisée par de nombreuses anomalies cytogénétiques qui possèdent, de ce fait, des profils d‟expression de gènes différents entre patients. Dans ce contexte, les puces à ADN ont permis de multiples avancées dans la compréhension du MM.

Figure 3 : Les interactions des cellules de MM avec leur environnement médullaire d’après Hideshima et al. ²⁶⁵

(1) l‟adhésion des cellules de MM avec les BMSC entraîne la résistance aux drogues des MMC et la (2) sécrétion de facteurs de croissance (FC) qui augmentent l‟expression des molécules d‟adhésion et favorisent des boucles de stimulation réciproque de facteurs de croissance entre MMC et BMSC. (3) Les facteurs de croissance activent les voies de signalisation dans les MMC qui entraînent leur survie, prolifération, migration. (4) La sécrétion des facteurs de croissance par les MMC et les BMSC stimule

également l‟angiogenèse. (6) RANKL et MIP-1 produits par les BMSC et MMC activent

l‟ostéoclastogenèse. L‟ostéoblastogenèse est inhibée par la sécrétion de DKK-1, sFRP-2 et IL-3 par les MMC et une baisse de la sécrétion des OPG par les BMSC. Cette activation des ostéoclastes et cette inhibition des ostéoblastes provoquent la lyse osseuse.

1 adhésion sécrétion de FC lyse osseuse angiogenèse activation des voies de signalisation 2 3 4 5 1 adhésion sécrétion de FC lyse osseuse angiogenèse activation des voies de signalisation 2 3 4 5

III. L’étude du transcriptome dans le MM.