Utilisation potentielle des ligands aux Rs-sigma dans le diagnostic et la thérapie du cancer

4.3.2.1. Dans l’imagerie tumorale

La surexpression des Rs-sigma dans les cellules cancéreuses, la capacité des Rs-sigma d’internaliser leurs ligands et le fait que plusieurs ligands de haute affinité aux Rs-sigma présentent un atome d’iode ou de fluorure dans leur structure moléculaire ont conduit à développer des ligands des Rs-sigma pour l’imagerie diagnostique par PET (positron emission tomography) et SPECT (single photon emission computed tomography) (Choi et coll., 2001 ; Colabufo et coll., 2008 ; John et coll., 1995). Ces techniques permettent de localiser la tumeur, de suivre sa croissance, de déceler les sites métastasiques et de suivre la réponse anti-tumorale à un traitement donné. Plusieurs études précliniques ont ainsi évalué l’utilisation de ligands Rs-sigma radiomarqués comme agents d’imageries médicales dans les mélanomes (Everaert et coll., 1997), les cancers du poumon (Everaert et coll., 1997), les cancers de la prostate (John et coll., 1999) et du sein (Cavelier et coll., 2002 ; John et coll., 1999). Dans leur étude clinique préliminaire, Caveliers et coll. (2002) ont montré que le ligand du R-sigma1, P-(123)IMBA, s’accumule avec un mécanisme de captation spécifique in vivo dans les tumeurs du sein. De la même façon, à l’aide de la benzamide (I-(123)-IDAB) sélective du R-sigma1, Everaert et coll. (1997) ont montré que les mélanomes malins sont détectés chez les patients au niveau du site de la lésion avec des taux d’occurrence et de sensibilité de respectivement 87% et 64%. Dans toutes ces études, la sélectivité tumorale semble le fait d’une captation spécifique du radiotraceur due à la forte densité des Rs-sigma dans les cellules cancéreuses comparées aux tissus sains.

4.3.2.2. Pour la délivrance ciblée de médicaments

Il y a quelques années, le groupe de Leaf Huang envisageait la possibilité d’utiliser les ligands des Rs-sigma pour délivrer des médicaments directement aux cellules cancéreuses des patients. Ils ont synthétisé un analogue de la benzamide (basé sur un dérivé anisamide) (Banerjee et coll., 2004 ; John et coll., 1993) et l’ont incorporé dans des liposomes contenant de la doxorubicine pour cibler spécifiquement les cellules de cancer de la prostate humaine DU-145 (connues pour surexprimer les Rs-sigma). Les résultats in vitro montrent que la

délivrance ciblée, via le dérivé anisamide, de la doxorubicine incluse dans les liposomes offre une plus forte cytotoxicité contre les cellules DU-145 que la délivrance non ciblée utilisant des liposomes formulés avec la seule doxorubicine. In vivo, sur des xénogreffes tumorales correspondantes, on observe une amélioration de l’accumulation de la doxorubicine dans le site de la tumeur et une inhibition significative de la croissance tumorale, avec une toxicité minimale pour l’animal comparée à la toxicité de la doxorubicine délivrée seule (Banerjee et coll., 2004). Par la suite, cette approche a été étendue à une technique utilisant des nanoparticules contenant le ligand des Rs-sigma pour une délivrance ciblée d’oligodésoxynucléotides antisens et de siRNAs, aussi bien in vitro qu’in vivo, dans des modèles de cancer du poumon ou de métastase pulmonaire à partir de la lignée de mélanome murin B16F10 (Li et coll., 2006 et 2008).

4.3.2.3. Pour leur potentiel thérapeutique

La résistance aux agents antitumoraux classiques nécessite aujourd’hui d’augmenter les doses d’agents antinéoplasiques administrées aux patients afin de maintenir leur niveau d’efficacité clinique, le corolaire étant alors une augmentation des effets toxiques du produit administré. Des produits capables, à dose non cytotoxique, d’augmenter l’efficacité d’agents anti-tumoraux pourraient en partie résoudre ces problèmes (Matsumoto et coll., 2007). Dans cette optique, diverses études ont montré le potentiel de différents ligands aux sigma1 et R-sigma2, tel que l’agoniste du R-R-sigma2, CB-184, combiné à la doxorubicine (Crawford et Bowen, 2002). Dans ce travail, nous montrerons les effets bénéfiques des agonistes du R-sigma1, 4-IBP et donepezil, qui potentialisent les effets d’agents apoptotiques et pro-autophagiques. Les mécanismes menant à cette synergie restent encore indéterminés, même si la mise en évidence de l’augmentation ou de la diminution d’expression de certains gènes ou protéines, comme MDR1 (Multidrug resistance 1), RhoGDI (Rho guanine dissociation inhibitor) ou GCS (Glucosyle ceramide synthase) ont pu y être corrélés (Gouazé et Cabot, 2006 ; Longley et Johnston, 2005), comme nous le confirmerons dans notre travail au sujet des gliomes. Ces gènes ont été liés aux phénomènes de chimiorésistance ou chimiosensibilisation (Matsumoto et coll., 2007). Il est aujourd’hui établi que la plupart des antagonistes du R-sigma1 et des agonistes du R-sigma2 induisent un effet antiprolifératif cytotoxique menant à la mort cellulaire par apoptose de la quasi-totalité des cellules tumorales étudiées (Matsumoto et coll., 2007 ; Spruce et coll., 2004). Cette activité anti-tumorale est fortement sélective, pas seulement in vitro sur des cultures cellulaires, mais aussi in vivo par l’observation d’une inhibition significative de la croissance tumorale dans divers modèles de

xénogreffes tumorales en réponse à l’administration systémique de ligands aux Rs-sigma(Spruce et coll., 2004). Bien qu’aucune corrélation significative n’a pu être établie entre le niveau d’expression des ARNms du R-sigma1 et la réponse au traitement par des ligands aux Rs-sigma des études réalisées à l’aide de petits ARNs interférants (siRNAs) ont clairement impliqué le R-sigma1 dans la réponse anti-tumorale de ces ligands. C’est le cas notamment du rimcazole qui est utilisé dans le traitement de la schizophrénie, qui tue sélectivement les cellules tumorales par un processus impliquant l’HIF-1hypoxie inductible facteur 1 alpha et qui vient d’être « re-profilé » pour la thérapie anticancéreuse (Achison et coll., 2007). Deux études impliquant la siramesine montrent, in vitro comme in vivo, que ce ligand du R-sigma2 agit comme un détergent lysosomotrope capable d’induire une activité anticancéreuse via une perméabilisation de la membrane lysosomale (LMP) et une accumulation d’autophagosome. Les auteurs ont conclu qu’une combinaison du ligand siramesine et d’un inhibiteur de la formation d’autophagosome pourrait être une approche prometteuse pour les thérapies cancéreuses futures, et, en particulier, pour cibler les cancers très agressifs qui expriment un fort taux de cathepsine (protéines cystéines lysosomales) (Fehrenbacher et coll., 2008 ; Ostenfeld et coll., 2008).Le Tableau 4 et la Figure 10 reprennent différents agonistes et antagonistes du R-sigma1 dont certains sont en phase d’essai clinique (cf. Tableau 5).

Il existe quelques tissus sains dont le taux d’expression des Rs-sigma est identique à celui des tissus tumoraux surexprimant le récepteur. Or, il a été démontré que, contrairement aux cellules tumorales, les cellules normales ne meurent pas lorsqu’elles sont exposées aux ligands des Rs-sigma (Aydar et coll., 2004 ; Matsumoto et coll., 2007 ; Spruce et coll., 2004). Une des hypothèses avancées est qu’une différence d’expression des variants d’épissage du R-sigma1 entre cellules normales et tumorales influencerait la réponse cellulaire.

Il est de plus en plus probable que la transduction du signal par les Rs-sigma menant à la réponse antitumorale soit modulée par différentes voies de signalisation, convergentes ou non. Elles peuvent, en outre, êtres distinctes pour les différents sous-types R-sigma1 et R-sigma2. Dans les cellules cancéreuses comme dans les cellules normales, il a été établi que l’activation du R-sigma1 par ses agonistes potentialise les mobilisations calciques, contribue à la formation de radeaux lipidiques, participe à la plasticité de la membrane plasmique et à la modulation de protéines du cytosquelette (Hayashi et Su, 2001 ; Maurice et Su, 2009 ; Monnet, 2005 ; Palmer et coll., 2007 ; Renaudo et coll., 2007 ; Vilner et Bowen, 2000).

Rs-sigmadans le contexte du cancer. Nous les réexaminerons dans le chapitre « Discussion », au vu des résultats mis en évidence dans le cadre de notre travail.

4.3.3. Les voies de signalisation potentielles de transduction du signal des