Évaluation de l'activité anticancéreuse in vitro et in vivo de nouveaux dérivés stéroïdiens

Texte intégral

(1)Évaluation de l’activité anticancéreuse in vitro et in vivo de nouveaux dérivés stéroïdiens. Thèse. Lucie Carolle Kenmogne. Doctorat en médecine Moléculaire Philosophiae doctor (Ph.D.). Québec, Canada. © Lucie Carolle Kenmogne, 2016.

(2) Évaluation de l’activité anticancéreuse in vitro et in vivo de nouveaux dérivés stéroïdiens. Thèse. Lucie Carolle Kenmogne. Sous la direction de : Donald Poirier, directeur de recherche.

(3) Résumé Malgré les avancées pharmacologiques, le cancer demeure un problème de santé publique majeur, puisqu’il est responsable d‘un quart des décès en Amérique du nord. La chimiothérapie est une option thérapeutique utilisée comme traitement principal, néo-adjuvant ou adjuvant. Dans plusieurs cas, les médicaments, pas assez sélectifs, s’attaquent aux cellules cancéreuses et aux cellules normales. Ceci engendre plusieurs effets secondaires qui, en plus du cancer lui même, altèrent la qualité de vie des patients. De plus, vu les maintes récidives de cancers et leurs résistances aux agents chimiothérapeutiques, il est nécessaire de développer de nouveaux actifs médicamenteux qui offriront seuls ou en combinaison avec les médicaments déjà existants, de nouvelles options thérapeutiques aux patients. Dans la première partie de cette thèse consacrée à la chimiothérapie anticancéreuse, nous avons dans un premier temps évalué l’activité antitumorale d’un aminostéroïde (RM-133) sur deux modèles de xénogreffes de cancers agressifs à mauvais pronostic (ovaire et pancréas). Après des études de pharmacocinétique couplées à des tests de formulation, le composé RM-133 a bloqué de 63% la prolifération des tumeurs du pancréas (PANC-1) et de 100% celle des tumeurs de l’ovaire (OVCAR-3). Ce composé et 6 autres ont été testés sur 9 lignées cellulaires cancéreuses et 9 modèles cellulaires de cellules non-cancéreuses. Il s’en est dégagé une sélectivité d’action des aminostéroïdes testés vis à vis les cellules normales, dont le modèle de cellules rénales RPTEC qui est un modèle d’évaluation de la toxicité médicamenteuse. De plus, in vitro, la combinaison du RM-133 à la doxorubicine ou à la carboplatine suggère une interaction additive quant à leurs activités antiprolifératives sur les cellules OVCAR-3. L’étude mécanistique de ce composé a révélé qu’il engendre l’apoptose via la voie extrinsèque par activation de la caspase 8 et serait aussi un aggravateur du stress du réticulum endoplasmique, induisant ainsi l’apoptose par médiation de la voie intrinsèque. Une autre série d’aminostéroïdes éthynylés en position C-17 (analogues au RM-133) a été synthétisée grâce à un nouvel outil de synthèse chimique par ancrage sur support solide. Les composés des 3 librairies synthétisées ont été criblés afin d‘évaluer leur activité antiproliférative sur 2 lignées cellulaires de leucémie (HL-60 et JURKAT). De cette étude des relations structure-activité, un des composés portant le noyau azétidine s’est révélé être le plus efficace. Cette nouvelle méthodologie a alors été validée comme outil efficace pour la synthèse de nouveaux aminostéroïdes ethynylés actifs. La deuxième partie de cette thèse traite du développement d’inhibiteurs de la 17βhydroxystéroïde déshydrogenase de type 3 (17β-HSD3). Les androgènes jouent un rôle clé dans. iii.

(4) l’évolution du cancer de la prostate hormono-sensible et l’isoforme 3 de la 17β-HSD catalyse la dernière étape dans la biosynthèse de ces androgènes actifs. Une nouvelle famille de 3spiromorpholinone et 3-spirocarbamate, des dérivés de l’androstérone portant des groupements hydrophobes diversifiés, a été synthétisée et l’activité biologique des différents composés évaluée dans un premier temps avec une fraction microsomale d’un homogénat de testicules de rat comme source d’enzyme (17β-HSD3). Après criblage, le sulfonamide 7e21 et le carboxamide 7e22 se sont révélés comme deux candidats intéressants. Leurs activités inhibitrices 17β-HSD3 étaient de l’ordre du nanomolaire et ces composés ne présentaient pas d’activité androgénique. Cependant, l’activité inhibitrice de tous les composés a été réduite lorsque, dans un deuxième temps, nous avons utilisé un modèle cellulaire artificiel du cancer de la prostate [cellules intactes LNCaP surexprimant la 17β-HSD3 (LNCaP [17β-HSD3]). Par ailleurs, nous avons pour la première fois, évalué l’activité in vivo du composé RM-532-105 (inhibiteur de 17β-HSD3), sur deux xénogreffes de cellules du cancer de la prostate sensibles aux androgènes (LAPC-4 et LNCaP [17β-HSD3]). Ce composé n'a pas inhibé la croissance tumorale induite par le 4-androstène-3,17-dione (4-dione) et les concentrations tumorales de testostérone (T) et de dihydrotestostérone ont augmentées. Ceci traduirait l’existence de voies de contournement pour la synthèse des androgènes, sous l’action d’autres isoformes des 17β-HSDs, au sein des tumeurs. Par ailleurs, l’activité 5α-réductase a été identifiée comme celle métabolisant de façon prédominante le 4-dione en 5α-androstane-3,17-dione dans des cellules LAPC-4. Enfin, nous avons conçu et synthétisé le premier inhibiteur de la 17β-HSD3 renfermant un fluorophore, le dansyl (composé 3). Cet inhibiteur fluorescent traverse la membrane cellulaire, conserve ses propriétés fluorescentes et est distribué à l'intérieur des cellules LNCaP [17β-HSD3], où il inhibe la transformation de 4-dione en T.. iv.

(5) Abstract Despite pharmacological improvements, cancer remains a major public health hazard, since it is responsible for a quarter of deaths in North America. Chemotherapy is often considered for primary, neoadjuvant or adjuvant cancer therapy. In many cases, due to their poor selectivity, drugs attack both the cancerous and normal cells. This causes several side effects, which, in addition to cancer itself, deteriorate patient's quality of life. In addition, due to cancer relapses and drug resistance, the development of new drugs that offer alone or in combination with existing drugs, new therapeutic options is needed. The first part of this thesis is dedicated to cancer chemotherapy. We initially evaluated the antitumor activity of an aminosteroid derivative (RM-133) on two xenograft models of aggressive cancers with poor prognosis (ovary and pancreas). Following pharmacokinetic studies coupled to formulation tests, RM-133 blocked by 63% the proliferation of pancreas (PANC-1) tumors and 100% of ovarian (OVCAR-3) tumors. This compound and 6 other were tested on nine cancer cell lines and 9 other non-cancerous cells models. A selectivity of action of aminosteroids tested against normal cells emerged, including the model of renal RPTEC cell which is used to study drug toxicity. In addition, in vitro, the combination of RM-133 with doxorubicin or carboplatin suggests an additive interaction, as far as their antiproliferative activities on OVCAR-3 cells is concerned. The mechanistic study of this compound revealed that it triggers apoptosis via the extrinsic pathway by the activation of caspase 8 and would also be an endoplasmic reticulum stress aggravator. As such, inducing apoptosis through the intrinsic apoptosis pathway. Other series of aminosteroids ethynylated at position C-17, similar to RM-133, were synthesized using a new chemical synthesis tool for anchoring on solid support. The synthesized compounds of 3 libraries were screened to assess their antiproliferative activity on two leukemia cell lines (HL-60 and JURKAT). Studying the structure-activity relationship, one of the compounds bearing the azetidine moiety was found to be the most active. This new methodology has then been validated as an effective tool for the synthesis of new ethynylated aminosteroids. The second part of this thesis deals with the development of 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3 (17β-HSD3) inhibitors. In fact, androgens play a key role in the evolution of hormone-sensitive prostate cancer and isoform 3 of the 17β-HSD catalyzes the last step in the biosynthesis of these active androgens. A new family of androstenone derivatives (3-spiromorpholinone and 3-spirocarbamate) carrying several hydrophobic groups has been synthesized and their biological activity evaluated, in a first time with a microsomal fraction of a rat homogenated testis as source of. v.

(6) enzyme (17β-HSD3). After screening, the compounds 7e21 (sulfonamide) and 7e22 (carboxamide) emerged as two interesting candidates. Their 17β-HSD3 inhibitory activities were in the nanomolar range and these compounds showed no androgenic activity. However, the inhibitory activity of all the libraries compounds was reduced when, in a second step, we used an artificial cellular model of prostate cancer, intact LNCaP cells overexpressing 17β-HSD3 (LNCaP [17β-HSD3]). Moreover, for the fist time, we evaluated the in vivo activity of the compound RM-532-105 (inhibitor of 17β-HSD3) on two cell xenograft models of androgen sensitive prostate cancer (LNCaP and LAPC-4 [17β-HSD3] cells). This compound did not inhibit tumor growth induced by 4-androstene-3,17-dione (4-dione) and tumor concentrations of testosterone (T) and dihydrotestosterone increased. This could reveal the existence of alternative pathways for the biosynthesis of androgens, under the action of other 17β-HSD isoforms, within tumors. Moreover, the 5α-reductase activity has been identified as predominantly metabolizing 4dione into 5α-androstane-3,17-dione in LAPC-4 cells. Finally, we designed and synthesized the very first inhibitor of 17β-HSD3 containing a dansyl fluorophore, (compound 3). This fluorescent inhibitor passes through the cell membrane, keeps its fluorescent properties and is distributed within the LNCaP [17β-HSD3] cells, where it inhibits the conversion of 4-dione into T.. vi.

(7) Table des matières Résumé................................................................................................................................................. iii Abstract ..................................................................................................................................................v Table des matières .............................................................................................................................. vii Liste des tableaux ..................................................................................................................................x Liste des schémas ............................................................................................................................... xii Liste des figures .................................................................................................................................. xiii Liste des abréviations ......................................................................................................................... xvi Dédicaces ........................................................................................................................................... xxi Remerciements .................................................................................................................................. xxii Avant-propos..................................................................................................................................... xxiv Introduction générale ............................................................................................................................ 1 1. Généralités.................................................................................................................................... 2 1.1 Définition du cancer ................................................................................................................ 2 1.2 Stades d’évolution du cancer .................................................................................................. 2 1.3 Cancérogenèse....................................................................................................................... 3 1.4 Facteurs de risques du cancer................................................................................................ 4 1.5 Statistiques du cancer............................................................................................................. 6 1.6 Traitements du cancer ............................................................................................................ 6 2. Les cancers................................................................................................................................... 7 2.1 Cancer du sein ........................................................................................................................ 7 2.2 Cancer du poumon ................................................................................................................. 8 2.3 Leucémie ................................................................................................................................ 8 2.4 Cancer de l’ovaire ................................................................................................................... 9 2.5 Cancer du pancréas................................................................................................................ 9 2.6 Cancer de la prostate.............................................................................................................. 9 3. La chimiothérapie anticancéreuse .............................................................................................. 10 3.1 Mode d’action des agents chimiothérapeutiques .................................................................. 10 3.2 L’apoptose ................................................................................................................................ 13 3.2.1 Voie extrinsèque ............................................................................................................ 13 3.2.2 Voie intrinsèque ............................................................................................................. 15 3.2.3 Stress du réticulum endoplasmique ............................................................................... 15 4. L’hormonothérapie anticancéreuse............................................................................................. 17 4.1 Inhibition des enzymes de la stéroïdogenèse ....................................................................... 19 4.1.1 Inhibiteurs de la 17α-hydroxylase/17,20-lyase .............................................................. 19 4.1.2 Inhibiteurs de la stéroïde sulfatase ................................................................................ 19. vii.

(8) 4.1.3 Inhibiteurs de l’aromatase .............................................................................................. 21 4.1.4 Inhibiteurs de la 5α-réductase ....................................................................................... 21 4.1.5 Inhibiteurs des 17β-hydroxystéroïdes déshydrogénases .............................................. 22 4.2 Le cancer de la prostate et les hormones stéroïdiennes ...................................................... 26 4.3 Stratégie antihormonale ........................................................................................................ 27 4.3.1 Anti-estrogènes .............................................................................................................. 27 4.3.2 Anti-androgènes............................................................................................................. 28 5. Aperçu du projet de recherche.................................................................................................... 29 Résultats ............................................................................................................................................. 31 Partie A: Aminostéroïdes comme agents anticancéreux ................................................................ 32 Chapitre 1 ................................................................................................................................... 33 Avant-propos........................................................................................................................... 34 Résumé................................................................................................................................... 35 The aminosteroid derivative RM-133 shows in vitro and in vivo antitumor activity in human ovarian and pancreatic cancers .............................................................................................. 36 Chapitre 2 ................................................................................................................................... 66 Avant-propos........................................................................................................................... 67 Résumé................................................................................................................................... 68 Cytotoxicity, selectivity and mechanism of action of 2-substituted 5α-androstane-3α,17β-diol and of 5α-pregnane-3α,20-diol derivatives ............................................................................. 69 Partie B : Inhibiteurs de la 17β-hydroxystéroïde déshydrogénase comme agents anticancéreux 101 Chapitre 3 ................................................................................................................................. 102 Avant-propos......................................................................................................................... 103 Résumé................................................................................................................................. 104 Design, chemical synthesis and biological evaluation of 3-spiromorpholinone/3-spirocarbamate androsterone derivatives as inhibitors of 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3 .......... 105 Chapitre 4 ................................................................................................................................. 163 Avant-propos......................................................................................................................... 164 Résumé................................................................................................................................. 165 Evaluation of the antitumor activity of RM-532-105, a 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3 inhibitor .............................................................................................................................. 166 Chapitre 5 ................................................................................................................................. 191 Avant-propos......................................................................................................................... 192 Résumé................................................................................................................................. 193 Synthesis of a dansyl-labeled inhibitor of 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3 for optical imaging ................................................................................................................................. 194 Conclusion générale ......................................................................................................................... 215 Références........................................................................................................................................ 221 Annexes ............................................................................................................................................ 236. viii.

(9) Annexe 1 ................................................................................................................................... 237 Avant-propos......................................................................................................................... 238 Résumé................................................................................................................................. 239 Solid-phase synthesis of libraries of ethynylated aminosteroid derivatives as potential antileukemic agents .............................................................................................................. 240 Annexe 2 ................................................................................................................................... 272 Avant-propos......................................................................................................................... 273 Résumé................................................................................................................................. 274 Two androsterone derivatives as inhibitors of androgen biosynthesis.................................. 275 Annexe 3 ................................................................................................................................... 281 Avant-propos......................................................................................................................... 282 Résumé................................................................................................................................. 283 Synthesis of 3-spiro-morpholinone androsterone derivatives as inhibitors of 17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 3 .......................................................................................................... 284. ix.

(10) Liste des tableaux Introduction Tableau 1: Modes d’action des agents chimiothérapeutiques ........................................................... 12 Tableau 2: Quelques caractéristiques des isoformes de la 17β-HSD ................................................ 24. Chapitre 1 Table 1: Time course of RM-133 plasma concentrations with various vehicles .................................... 57 Supporting informations Table A: RM-133 solubility in 11 injection vehicles ................................................................................ 69 Table B: Effect of a single subcutaneous injection of 8 vehicles (0.1 mL) in mice behavior .................. 70 Table C: Effect of repeated subcutaneous injections of RM-133 using 3 preselected vehicles ............. 72 Chapitre 2 Table 1: Cytotoxicity of aminosteroids on various cancerous cell lines ................................................. 90 Table 2: Cytotoxicity of aminosteroids on various non-cancerous cells ................................................. 91 Chapitre 3 Table 1: Optimisation of the lactonisation process .............................................................................. 152 Table 2: Biological results for the first library of compounds (spiromorpholinones 5a-e, 7a-e and spirocarbamates 9a-e) ............................................................................................................. 158 Table 3: Biological results for the second library of compounds (N-derivatives 7e1-7e22 and 14-17) . 161 Table 4: Inhibition of 17β-HSD3 by compounds 7e21, 7e22, RM-532-105, ADT and Δ4-dione .......... 163 Chapitre 4 Table 1: Plasma and tumor concentration of RM-532-105 in LAPC-4 cells xenografted in nude mice 187. x.

(11) Annexe 1 Table 1: Data for library A members (compounds A1-A21): HPLC purity (P) and cell growth inhibitions reported in % at three concentrations (0.1 μM / 1 μM / 10 μM) for HL-60 cells (HL) and Jurkat cells (JU) ................................................................................................................................. 268 Table 2: Data for library B members (compounds B1-B6): HPLC purity (P) and cell growth inhibitions reported in % at three concentrations (0.1 μM / 1 μM / 10 μM) for HL-60 cells (HL) and Jurkat cells (JU). ............................................................................................................................... 269 Table 3: Data for library C members (compounds C1-C22): HPLC purity (P) and cell growth inhibitions reported in % at three concentrations (0.1 μM / 1 μM / 10 μM) for HL-60 cells (HL) and Jurkat cells (JU) ................................................................................................................................. 272. Annexe 3 Table 1: Inhibitory activity toward 17β-HSD3 of the target compounds 6A, 6B, 8A, 8B, 11 and 12 ... 306. xi.

(12) Liste des schémas Chapitre 3 Scheme 1: Partial numbering for compound 1 and synthesis of target compounds 5a-5e, 7a-7e and 9a9e. ...................................................................................................................................... 140 Scheme 2: Chemical synthesis of 11 and 12 from oxirane 10 ............................................................. 142 Scheme 3: Reagents and conditions. .................................................................................................. 145 Scheme 4: Reagents and conditions ................................................................................................... 146 Chapitre 5 Scheme 1: Synthesis of compound 3, a dansyl-labeled 17β-HSD3 inhibitor mimic ............................ 197 Annexe 3 Scheme 1: Synthesis of spiromorpholinone derivatives ...................................................................... 288. xii.

(13) Liste des figures Introduction Figure 1: Processus de cancérogenèse et altérations cellulaires. ........................................................ 4 Figure 2: Facteurs de risques du cancer et taux de mortalité associés. ............................................... 5 Figure 3: Quelques agents anticancéreux utilisés en chimiothérapie. ................................................ 11 Figure 4: Voies mécanistiques extrinsèque et intrinsèque de l’apoptose. .......................................... 14 Figure 5: Mécanisme d’induction de l’apoptose via le stress du réticulum endoplasmique. ............... 17 Figure 6: Schéma simplifié de la stéroïdogenèse et structures des 5 classes d’hormones stéroïdiennes formées à partir du cholestérol ........................................................................................................... 18 Figure 7: Deux inhibiteurs de la Cyp17. .............................................................................................. 19 Figure 8: Quelques inhibiteurs de la STS. .......................................................................................... 20 Figure 9 : Quelques inhibiteurs de l’aromatase. ................................................................................. 21 Figure 10 : Deux inhibiteurs de la 5α-R. ............................................................................................. 22 Figure 11 : Schéma simplifié de la stéroïdogenèse réprésentant les 15 isoformes des 17β-HSDs. .. 23 Figure 12 : Quelques inhibiteurs de la 17β-HSD3. ............................................................................. 25 Figure 13 : Représentation des 4 voies de synthèse des androgènes lors du CPRC. ....................... 27 Figure 14 : Quelques anti-estrogènes................................................................................................. 28 Figure 15 : Quelques anti-androgènes. .............................................................................................. 29. Chapitre 1 Figure 1: The structure of aminosteroid RM-133 ................................................................................... 39 Figure 2: Effect of increasing concentrations of RM-133 on OVCAR-3 and PANC-1 cell growth. ......... 44 Figure 3: RM-133 in propylene glycol-based vehicle inhibits the growth of OVCAR-3 tumors xenografted in nu/nu nude mice ............................................................................................. 46 Figure 4: Time course of RM-133 plasma concentration following a single injection ............................ 47 Figure 5: Plasma concentration of RM-133 as a function of the dose (30, 60, 120, and 480 mg/kg) injected ................................................................................................................................ 48. xiii.

(14) Figure 6: RM-133 in sunflower-based vehicle inhibits the growth of OVCAR-3 tumors xenografted in nu/nu nude mice .................................................................................................................. 52 Figure 7: RM-133 in methylcellulose-based vehicle inhibits the growth of OVCAR-3 tumors xenografted .............................................................................................................................................. 53 Figure 8: RM-133 in methylcellulose-based vehicle inhibits the growth of PANC-1 tumors xenografted in nu/nu nude mice .................................................................................................................. 55 Chapitre 2 Figure 1: The chemical structures of selected aminosteroids ................................................................ 72 Figure 2: Cytotoxic activity of combination of a RM-133 and DOX on OVCAR-3 cells .......................... 83 Figure 3: Cytotoxic activity of a combination of RM-133 and CBP on OVCAR-3 cells .......................... 83 Figure 4: Effect of RM-133 on living, apoptotic, and late apoptotic/necrotic HL-60 cells ....................... 84 Figure 5: Effect of RM-133 on caspases 3 and 8 activation in HL-60 and OVCAR-3 cells .................... 85 Figure 6: Effet of the Fas-L antagonist ZB4 on JURKAT (A), HL-60 (B), PANC-1 (C) and OVCAR-3 (D) cells proliferation .................................................................................................................... 86 Figure 7: Classification of proteins by metabolic processes following the treatment of HL-60 cells with RM-133 ................................................................................................................................... 88 Figure 8: Classification of proteins by metabolic processes following the treatment of HL-60 cells with RM-133, FC-48 or FC-48-Et ................................................................................................... 90 Supplementary data Figure S1: Biological process affected by RM-133 treatment in HL-60 cells ......................................... 98 Figure S2: Cellular components affected by RM-133 treatment in HL-60 cells .................................... 99 Figure S3: Molecular functions affected by RM-133 treatment in HL-60 cells ..................................... 100 Chapitre 3 Figure 1: Biosynthesis of testosterone (T) and dihydrotestosterone (DHT) from 4-androstene-3,17-dione (Δ4-dione) and their androgenic action ................................................................................ 108 Figure 2: Fragments of 1H NMR spectra showing that racemization occurs during the lactonization of 11 to 12. .................................................................................................................................... 143 Figure 3: Inhibitory activity of lead compounds 7e21 and 7e22 in intact LNCaP[17β-HSD3] cells ...... 155 Figure 4: Chemical structure of the residual contaminant 19 and its intermediate 18 ......................... 155. xiv.

(15) Chapitre 4 Figure 1: The structure of RM-532-105 and its action on the biosynthesis of the androgens testosterone (T) and dihydrotestosterone (DHT), from 4-androstene-3,17-dione (4-dione) ..................... 169 Figure 2: Tumor growth of LAPC-4 cells xenografted in nu/nu nude mice .......................................... 174 Figure 3: Plasma concentration of 4-dione, T, DHT and ADT in LAPC-4 cells xenografted in nude mice and treated for 63 days ........................................................................................................ 175 Figure 4: Tumor concentration of 4-dione, T, DHT and ADT in LAPC-4 cells xenografted in nude mice and treated for 63 days ........................................................................................................ 176 Figure 5: Metabolism of 4-dione in LAPC-4 cells ................................................................................. 177 Figure 6: Metabolism of 4-dione in LAPC-4 cells in the presence of RM-532-105 or Dutasteride ....... 178 Figure 7: Proliferative activity of RM-532-105 on LAPC-4 (AR+) cells ................................................. 179 Figure 8: Metabolism of 4-dione by LNCaP[17β-HSD3] cells in the absence (A) and in the presence (B) of RM-532-105 ..................................................................................................................... 180 Figure 9: Transformation of 4-dione into T by LNCaP[17β-HSD3] cells .............................................. 180 Figure 10: Tumor volume at the end of stimulation period ................................................................... 181 Figure 11: Tumor growth of LNCaP[17β-HSD3] xenografts in castrated nude mice ........................... 182 Figure 12: Representation of the different pathways involved in androgen biosynthesis .................... 184 Chapitre 5 Figure 1: Absorption spectrum (A) and emission spectrum (B) of compound 3 (50 µM) in PBS ......... 198 Figure 2: Effect of increasing concentrations of compound 3 and RM-532-105 on 17β-HSD3 activity in intact LNCaP[17β-HSD3] cells ............................................................................................. 199 Figure 3: Fluorescence observed in LNCaPwt (A) and LNCaP[17β-HSD3] (C) cells treated for 4h with compound 3 (10 µM) ............................................................................................................ 200 Figure 4: Effect of compound 3 on LNCaPwt and LNCaP[17β-HSD3] cell fluorescence .................... 201 Figure 5: Co-localization of fluorescent 17β-HSD3 inhibitor 3 with ER-Tracker (endoplasmic reticulum specific dye) in LNCaP[17β-HSD3] ...................................................................................... 202 Figure 6: Co-localization of fluorescent 17β-HSD3 inhibitor 3 with Lyso-Tracker (Lysosome specific dye) in LNCaP[17β-HSD3] cells ........................................................................................... 203. xv.

(16) Liste des abréviations [14C]-Δ4dione °C 13C NMR 17β-HSD 1H NMR 3α-Diol 3α-HSD 3β-HSD 4-dione/Δ4-dione 5-Diol 5α-DHP 5α-Red 6-Cl-HOBt Å A-dione AA AcOH ADN ADT Allo-PREG amu Apaf-1 APCI aq. AR Ar AR ARN ARNm ATCC ATF6 Bcl-2 Bn CBP cc CHOL cm cm-1 CRPC Ctl CTX Cyp17A1 DAPI DBD DCM. 14C-labeled. 4-androstene-3,17-dione degré celsius résonance magnétique nucléaire du carbone 13 17β-hydroxystéroïde déshydrogénase résonance magnétique nucléaire du proton 5α-androstane-3α,17β-diol 3α-hydroxystéroïde déshydrogénase/Δ5-Δ4-isomérase 3β-hydroxystéroïde déshydrogénase/Δ5-Δ4-isomérase 4-androstène-3,17-dione 5-androstène-3β,17β-diol 5α-dihydroprogestérone 5α-réductase 6-chloro-1-hydroxybenzotriazole angström 5α-androstane-3,17-dione amino acid acetic acid acide désoxyribonucléique androstérone alloprégnanolone atomic mass unith apoptotic protease activating factor 1 atmospheric pressure chemical ionization aqueous androgen receptor aryl group récepteur des androgènes acide ribonucléique acide ribonucléique messager American Type Culture Collection activating transcription Factor 6 B-cells Leukemia/lymphoma 2 benzyl group carboplatin centimètre cube cholestérol centimètre réciproque du centimètre cancer de la prostate résistant à la castration control castrated cytochrome P450 17A1 4',6-diamidino-2-phénylindole DNA binding domain dichlorométhane xvi.

(17) dd DDA DHEA DHRS 11 DHT DIPEA DISC DMEM-F12 DMEM/F12 Ham DMF DMSO DOX E1 E2 EGF equiv ER ER ERAD ERS Eto EtOAc EtOH FADD Fas L FBS FDR FLIP Fmoc-OSu g GO h HCl HEPES HER HOBt HPLC Hz IAPs IC50 IMDM Inh IR IRE1α iTRAQ ITS IU. doublet de doublet data-dependent acquisition déhydroépiandrostérone human dehydrogenase/reductase member 11 dihydrotestostérone N,N-diisopropylethylamine Death-Inducing Signaling Complex Dulbecco 's Modified Eagle’s Medium Dulbecco 's Modified Eagle’s Medium nutrient mixture F-12 ham N,N-diméthylformamide dimethylsulfoxide doxorubicin estrone estradiol epidermal growth factor equivalent endoplasmic reticulum estrogen receptor ER-Associated Degradation endoplasmic reticulum stress etoposide acétate d’éthyle ethanol Fas Associated Death Domain Fas ligand foetal bovine serum false discovery rate FLICE-inhibitory proteins N-(9-fluorenylméthoxycarbonyle)-succinimide gramme gene ontology hour acide chlorhydrique acide 4-(2-hydroxyéthyl)-1-pipérazine éthane sulfonique human epidermal growth factor receptor 1-hydroxybenzotriazole hydrate high-performance liquid chromatography hertz Inhibitors of Apoptosis Proteins inhibitory concentrations Iscove`s Modified Dulbecco`s Medium inhibition infrared spectroscopy inositol Requirering Enzyme 1 isobaric tags for relative and absolute quantitation insulin-Transferrin-Selenium international unit xvii.

(18) J KOt-Bu L LAL LAM LC-MS/MS LDA LDL LHRH LLC LMC LRMS M m-CPBA m/z Me MEM MeOH mg MHz min mL mm mmol MMTS mol MS msec MTS NADP+ NADPH NaHMDS NaOMe nL nM NMO NMR NP-40 OMS p-TSA P450c17 Pal PBL PBS Pd(dppf)Cl2 PERK. constante de couplage potassium tert-butylate length leucémie aigüe lymphoblastique leucémie aiguë myéloblastique liquid chromatography–mass spectrometry lithium diisopropylamine low-density lipoprotein luteinizing hormone-releasing hormone leucémie lymphoïde chronique leucémie myéloïde chronique low resolution mass spectrometry molaire acide méta-chloroperbenzoïque masse/charge methyl group eagle minimum essential medium methanol milligramme mégahertz minute milliliter millimeter millimole methyl methanethiosulfonate mole mass spectrometry millisecond 3-(4,5-diméthylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxyméthoxyphényl)2-(4-sulfophényl)- 2Htétrazolium nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (forme oxydée) nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (forme réduite) sodium bis(trimethylsilyl)amide sodium methoxide nanoliter nanomolaire N-methylmorpholine N-oxide nuclear magnetic resonance nonyl phenoxypolyethoxylethanol Organisation Mondiale de la Santé para-toluene sulfonic acid 17α-hydroxylase/17,20-lyase pyridylalanine peripheral blood lymphocytes phosphate-buffered saline 1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene-palladium(II)dichloride pancreatic ER Kinase-like ER kinase xviii.

(19) Pg Ph pH PHA Phe ppm PREG Pro PROG PS-DES PS-DES resin PSI PyBOP q RE Rf RIPA rpm RPMI RSA RT s s.c. SAR SARM SD SDS SDS-PAGE SEM SERM shRNA STS T TBAF TEA TEAB TFA THF TLC TNF TP TPAP TRADD TRAIL UPR UV v. picogram phenyl group potentiel hydrogène phytohemagglutinin phenylalanine partie par million prégnénolone proline progestérone polystyrene diethylsilyl resin butyldiethylsilane polystyrene pound per square inch benzotriazol-1-yloxy)tripyrrolidino phosphonium hexafluorophosphate quadruplet réticulum endoplasmique retardation or retention factor radioimmunoprecipitation assay revolution per minute Roswell Park Memorial Institute medium relations structure-activité room temperature singulet subcutaneous structure-activity relationship selective androgen receptor modulator standard deviation sodium dodecyl sulfate sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis standard error of the mean selective estrogen receptor modulator small hairpin RNA stéroïde sulfatase testosterone tetra-n-butylammonium fluoride triethylamine triethylammonium bicarbonate trifluoroacetic acid tetrahydrofuran thin-layer chromatography tumour necrosis factor testosterone propionate tetrapropylamonium perruthenate TNF Receptor Associated Death Domain tumor-necrosis-factor related apoptosis inducing ligand unfolded protein response ultraviolet volume xix.

(20) v/v W w/v δ λ µ μM ν. volume sur volume width weight/volume déplacement chimique en ppm longueur d’onde micron micromolaire fréquence en Hz. xx.

(21) Dédicaces. … À ma Mère et à mon Père, Micheline et Jean, SIAKA. Trouvez ici l’aboutissement de nombreux sacrifices consentis de votre part, … afin que je sois ce que je suis. Je vous aime !!! Maman, Tu es un modèle de courage et de persévérance.. xxi.

(22) Remerciements Un proverbe Africain dit ceci : « Pour qu’un enfant grandisse, il faut tout un village » … en voici la preuve. Nombreux sont ceux qui de près ou de loin, ont contribué au bon déroulement de mes études doctorales. Je tiens à exprimer ma gratitude à mon Directeur de recherche, le Pr Donald Poirier qui a conceptualisé les grandes orientations de mon projet de recherche et a accepté de m’encadrer … Son expertise, sa bienveillance et sa pédagogie, m’ont permis de travailler dans un climat de sérénité à nul autre pareil. Ainsi, ces travaux de recherche ont davantage stimulé mes neurones et j’ai pu déployer une part de mon potentiel en recherche. Merci à ceux qui m’ont initiée à la recherche, le Dr Agbor Esther Etengeneng et le Pr Joseph Tchoumboué, qui m’ont dirigée alors que j’étais étudiante à la maitrise en Biochimie à l’Université de Dschang au Cameroun. Merci aux autres encadreurs et enseignants que j’ai eu la chance de cotôyer et qui m’ont marquée. Je pense entre autres à Dr Zambou François, Dr Télefo Bruno, Dr Hilaire Macaire Womeni, Dr Appolinaire Djikeng, Dr Jules Clément Assob Nguedia et Dr Bertrand Sandjong. Je remercie la Faculté de Médecine de l’Université Laval pour toutes les bourses octroyées ainsi que tous les organismes subventionnaires dont les noms apparaissent à la fin de chaque manuscrit de cette thèse. Oui … j’apprécie la précieuse collaboration scientfique de tous les membres du laboratoire. Nous avons fait de la science, nous avons travaillé sur des projets communs, nous avons réfléchi et interprété des résultats aussi bienséants qu’incongrus, été co-auteurs de publications … mais nous avons aussi fait le tour des restaurants du Boulevard Laurier, nous avons partagé des cafés au cubicule. Nous avons fait ou plutôt, elles et ils ont organisé des « showers » de mariage et de bébés en mon honneur, nous avons fêté des anniversaires. J’en suis reconnaissante, ce fut de merveilleux moments partagés ensemble !!! Merci à vous, Jenny Roy, René Maltais, Marie Claude Trottier, Guy Bertrand Djigoué, Diana Ayan, Amélie Talbot, Martin Perreault, Maxime Lespérance, Aurélie Agathon, Charles Ouellet, Alexandre Trottier, Étienne Ouellet, Raphaël Dutour. Aussi, merci à mes voisins de laboratoire, Xinxia Liang, XioQiang Wang, Dalila Naci pour leur collaboration. À tous mes amis qui m’ont soutenue, encouragée, m’ont permis de me changer les idées, de déconnecter du «labo» comme ils l’appelaient, je dis merci. Entre autres, je pense à, Bernadette et. xxii.

(23) Jean-René Tagne, Inès et Francis Bomo, Willougth et Alain Kalonji, Éliette et Georges Youmbi, Adeline et Sylvestre Tatsa, Alliance et Élie Mefire, Richard et Appoline Saah, Berline et Arthur Nounoh, Joelle et Fabrice Tega, Carole et Martial Djidjou, Suzanne et Nil Sanyas, Marianne Pekezou, Patricia Nanfah, Francine Noudem, Michèle Kengne, Vanessa Nanfah, Stephanie Meguem, Sylvie Agokeng, Diane Moukam, Louis Joseph Foujieu, Vincent Fono, Adèle et Émmanuel Ngaba, Sandrine Nguiadem, Mirelle et VdeP Woyim, Joyce Mani, Nelly Houtsa, Nathalie Manto. Pendant mon parcours au Doctorat, j’ai « déconnecté » pendant quelques pauses de midi pour être chantre bénévole au Centre Dieu, une chapelle à la Place Laurier. Merci à toute cette magnifique communauté pour votre joie, vos encouragements et prières. Merci particulier à André Béland, Michel Montambault, Cécile Lévesque et Sylvain Houle. Pour les encouragements, merci à François Kammoe, Paul Lontsi, Marie Pascale Kakmeni, Delphine Ngandeu, Christine Yomeni, Rosine Chiadak, Fabien Pieweutchou, Sylvain Siebatcheu (in memoriam), Roger Wanko, Maurice Nguefack, Hélène et Joseph Djoko, Maman Justine, Lucie et Joseph Fotso, Denise et Jean-Pierre Wabo, Anne et Pierre Damien Kam. Pour la belle ambiance et le soutien indéfectible, je remercie mes parents (Jean et Micheline Siaka) et mes 4 sœurs adorées, Mirabelle Machebu, Laurice Maguiagueue, Flore Simo, Arc-En-Ce Jésus. Un Merci spécial à maman qui, pendant 6 mois, a consenti à mettre en veille ses activités pour venir bercer mon bébé à Québec pendant que je rédigeais cette thèse. Merci à la gardienne de mes enfants, Amina Dardari et à sa famille, pour tous les bons soins et l’amour prodigués à mes enfants, pendant que j’étais au Centre de Recherche. Au cours de mes études doctorales, j’ai vécu beaucoup d’émotions positives liées aux choix que j’ai dû faire. En plus de mon statut d’étudiante, j’ai embrassé celui d‘épouse et de mère (une puis deux fois). Merci à mon époux chéri, Guy Bertrand Djigoué pour son amour, sa présence, son soutien et ses encouragements. Merci à mon fils, Loïc Siaka Djigoué et à ma fille, Merveille Koloko Djigoué; vos sourires innocents, vos yeux candides et pleins d’amours ont été une grande source d’inspiration et de réconfort pendant ma thèse … Je vous aime !!! Finalement, J’exprime ma reconnaissance à la Vie, à Lui, qui m’inspire, illumine mon intelligence et guide mes pas … Le Bon Dieu!. xxiii.

(24) Avant-propos Loin d’être une œuvre d’art, cette thèse a réveillée en moi une citation de Victor Hugo que j’ai faite mienne, en remplaçant « l’art » par « la recherche»… Ça donne ceci : « La recherche pour la recherche peut être belle, mais la recherche pour le progrès est plus belle encore ». Dès mon admission à la Faculté de Médecine de l’Université Laval et au Laboratoire de Chimie Médicinale au Centre de Recherche du CHU de Québec, j’ai tout de suite compris que j’allais de manière significative, contribuer au « plus beau encore » … à la « recherche pour le progrès ». C’était évident! Mes travaux allaient apporter des pierres à l’édification d’un chantier en pleine construction. J’allais m’impliquer, corps et âme, dans des projets ayant pour finalité le développement de potentiels anticancéreux. J’étais encore plus déterminée, puisque le cancer est une triste célébrité de notre époque, qui ici et ailleurs, engloutit des vies entières. Cette thèse, rédigée sous forme d’insertion d’articles, est présentée à la Faculté des Études Supérieures et Post-doctorales de l’Université Laval pour l’obtention du grade de Philosophiae Doctor. Elle est en effet la vitrine ou sont exposés les principaux résultats des projets de recherche que j’ai impactés et s’articule autour des 2 projets majeurs (Partie A et Partie B). Le premier projet (chapitres 1, 2 et annexe 1) traite de la chimiothérapie, par évaluation in vitro/in vivo, de la cytotoxicité d’aminostéroïdes sur un large éventail de modèles cellulaires cancéreux ou non. Les cancers de l’ovaire et du pancréas y sont spécialement indexés. Quant au deuxième projet (chapitres 3-5 et annexes 2 et 3), il vise l’hormonothérapie du cancer de la prostate, par inhibition d’une enzyme importante de la stéroïdogenèse, la 17β-hydroxystéroïde déshydrogénase de type 3. En marge d’une introduction générale, cette thèse est charpentée de 5 chapitres, 3 annexes et dotée d’une conclusion générale. Chacun des cinq chapitres ou des trois annexes constitue de façon intrinsèque un article, à l’exception du chapitre 2 qui présente un état d’avancement de travaux relatifs à la sélectivité et l’étude mécanistique d’aminostéroïdes. Six des articles présentés dans cette thèse ont déjà été publiés entre 2012 et 2016, tandis que le manuscrit présenté dans le chapitre 4 est à soumettre sous peu pour publication. Il est à noter que pour un manuscrit donné, les références bibliographiques relatives se retrouvent à sa toute fin, tandis que les références qui bouclent cette thèse sont celles qui sont mentionnées dans la partie introductive de cet ouvrage. La totalité des manuscrits présentés dans cette thèse sont rédigés en langue anglaise, conformément aux exigences de langue et de format des revues scientifiques visés pour leurs publications. Toutefois, en prélude de chacun desdits manuscrits, se trouvent un avant-propos et un. xxiv.

(25) résumé rédigés en langue française. De plus, sont aussi rédigés en langue française : l’introduction générale qui traite entre autres de généralités autour de la chimiothérapie et de l’hormonothérapie anticancéreuse, et la conclusion qui résume les résultats obtenus tout en faisant mention des perspectives envisageables.. xxv.

(26) Introduction générale. 1.

(27) 1. Généralités 1.1 Définition du cancer Le cancer est un terme générique qui désigne une pathologie caractérisée par la prolifération anarchique des cellules et la formation de tumeurs primaires qui ont tendance à corrompre les tissus environnants. Les métastases représentent des tumeurs secondaires issues du détachement et de la migration de cellules cancéreuses de leur site primaire vers d’autres organes, via les vaisseaux sanguins ou lymphatiques et causant ainsi une infestation plus globale.[1] Selon le type histologique, les cancers sont classifiés en plusieurs catégories. Les carcinomes (85% de tous les types de cancers) sont des tumeurs malignes qui se développent aux dépens des cellules épithéliales et qui sont des tissus de revêtement internes ou externes de divers organes et muqueuses pouvant aussi former des glandes. Les carcinomes sont aussi qualifiés de tumeurs solides, étant donné qu’ils forment un bloc de cellules cancéreuses, par opposition à la leucémie. Survenant généralement chez les jeunes et les enfants, les sarcomes quant à eux représentent 2 à 10% des types de cancers. Ils prennent naissance au niveau des tissus conjonctifs, qui sont des cellules de soutien à prolifération très active. Les sarcomes ont une grande facilité à envahir les tissus environnant et à se disséminer au loin, créant de ce fait des métastases. On distingue également les tumeurs du système lymphatique (lymphomes) et les leucémies lymphoïdes et myéloïdes qui affectent les tissus lymphatiques et sanguins. [2, 3]. 1.2 Stades d’évolution du cancer Le diagnostic d’un cancer, parfois découvert de façon fortuite, engendre une foulée d’inquiétudes et d’interrogations tant chez le patient, son entourage, que chez le personnel médical. Ces questions sont relatives à la gravité de l’invasion cancéreuse, au type de thérapie adaptée, aux chances de rétablissement, au pronostic et aux risques de récidive. Trois facteurs définissant le système « TNM » de l'American Joint Committee on Cancer (AJCC) permettent de dresser un patron de la scène.[4] Ce système examine en effet la taille et la localisation de la tumeur (Tumor, T), la propagation ou non des cellules cancéreuses aux ganglions lymphatiques dans le voisinage de la tumeur (Node, N), et la présence ou non de métastases (Metastasis, M). Il existe un système TNM pour chaque type. 2.

(28) de cancer et des chiffres et/ou des lettres sont ajoutés aux sigles T, N ou M pour décrire de façon plus précise la taille, la localisation, et le niveau d’invasion des tissus environnants et lointains.[5, 6] Si le système TNM est utilisé pour décrire les tumeurs solides l’AJCC a d’autres modes de classification pour les cancers du système nerveux central (qui en principe ne se propagent pas hors du système nerveux), les leucémies (qui ne forment pas de tumeurs solides) et les cancers infantiles. Par ailleurs, la plupart des cancers évoluent en quatre stades (I à IV), certains cancers ayant aussi un stade 0 (zéro).[4] - Stade 0 : Il désigne un type de cancer « in situ » qui est resté confiné au site d’initiation de la tumeur sans expansion dans les tissus avoisinants. A ce stade, retirer totalement la tumeur par chirurgie peut résoudre le problème. - Stade I : Ici, le cancer est à un stade précoce. La tumeur n’a pas encore envahi les tissus avoisinants et ne s’est pas propagée aux ganglions lymphatiques ou à d'autres parties du corps. - Stades II et III : Ces étapes indiquent des cancers ou des tumeurs qui sont de plus grande taille, ont connu une croissance plus invasive dans les tissus à proximité, et se sont propagés aux ganglions lymphatiques, mais pas à d'autres parties du corps. - Stade IV : Ici, la propagation du cancer à d'autres organes ou parties du corps a lieu. À ce stade, on peut parler de cancer avancé ou métastatique. En plus du système de classification TNM, d'autres informations peuvent aider à déterminer le pronostic et de prédire l'efficacité des traitements spécifiques ou la chance que le cancer ne se propage. Ces facteurs incluent entre autres les marqueurs tumoraux, qui sont des substances présentes à des taux plus élevés chez des personnes atteintes de cancer. La génétique de la tumeur peut aussi aider à prévoir l’évolution et l’efficacité du traitement à administrer et peut servir à établir un plan d’intervention personnalisé.. 1.3 Cancérogenèse Le processus de transformation d’une cellule normale en cellule cancéreuse s’effectue suivant plusieurs étapes et cette transformation est tributaire de l'interaction entre les facteurs génétiques individuels et les agents cancérigènes externes. Ceux-ci incluent les agents physiques (l'ultraviolet et les rayonnements ionisants); les produits chimiques tels que l'amiante, les composantes de la fumée de tabac, l'aflatoxine (un contaminant alimentaire) et l'arsenic (un contaminant de l'eau potable); et les agents biologiques, tels que certains virus, bactéries ou parasites. Le vieillissement est un 3.

(29) autre facteur fondamental à considérer. En effet, l'incidence du cancer augmente avec l'âge ; ce qui est probablement dû à une accumulation de risques de mutations, puisque les mécanismes de réparation cellulaires tendent à être moins efficaces au fur et à mesure que l’on vieillit.[7-9] Après l’initiation de la lésion de l’ADN d’une cellule normale par un cancérigène, une réparation de l’ADN ou une mort par apoptose de la cellule affectée peut entrainer un retour à une situation normale, et ainsi, éviter l’évolution du processus de cancérogénèse. Toutefois, si la réparation n’a pas lieu, la cellule héritera d’altérations progressives (Figure 1) menant au développement du cancer vers son stade le plus avancé: une auto-suffisance en facteurs de croissances, une insensibilité aux signaux antiprolifératifs, un contournement de l’apoptose, la perte de sénescence, la capacité d’induire l’angiogenèse et, enfin, une invasion tissulaire et métastatique.[10]. Figure 1: Processus de cancérogenèse et altérations cellulaires. Tirée et adaptée de « The Hallmarks of Cancer : The Next Generation » [10]. 1.4 Facteurs de risques du cancer Même si la multiplicité et la complexité des acteurs impliqués dans la cancérogenèse font du cancer une maladie difficilement cernable, plusieurs études ont à ce jour identifié des facteurs susceptibles d’accroître les risques de cancers. Le tabac a été identifié comme responsable d’un quart des décès par cancer dans le monde entier, à cause de la nature cancérigène des milliers de composés présents dans la fumée du tabac.[11-14] Ceci en fait le plus grand facteur de risque évitable.[15] La piètre qualité du style de vie (mauvaises habitudes alimentaires, obésité et sédentarité) constitue un facteur de risque important. Ainsi, l’American Institute for Cancer Research and the World. 4.

(30) Cancer Research Fund estime qu’une alimentation équilibrée et riche en fruits et légumes, le maintien d’un bon indice de masse corporelle ainsi que d’une bonne activité physique réduirait d’un tiers l’incidence des 12 principaux types de cancers.[9] Malgré son effet bénéfique à faible dose sur la santé cardiovasculaire, l'alcool est un facteur de risque pour de nombreux types de cancer et le risque de cancer augmente avec la quantité d'alcool consommée.[9, 15-17] Par ailleurs, une longue exposition au soleil sans protection (écran solaire) ainsi que l’utilisation des lits de bronzage et des lampes solaires seraient aussi des facteurs de risque, principalement du cancer de la peau.[9] Responsables de plusieurs types de cancer, les infections constituent aussi des facteurs de risque. Par exemple, les souches à risques élevés du Virus du Papillome Humain (VPH16 et VPH18) sont responsables de plusieurs types de cancers. Par ailleurs, les infections aux virus de l’hépatite B et C augmentent aussi le risque de cancer. [9, 18, 19] L’environnement de travail malsain, la pollution environnementale, les contaminants alimentaires, les effets secondaires de certains médicaments, l’immunodépression (induite ou pathologique) sont autant de facteurs qui accroissent les risques de cancers.[9, 15] La mutation héréditaire de certains gènes de prédisposition aux cancers comme BRCA1 est susceptible d’augmenter jusqu’à 70% le risque de développer le cancer de l’ovaire et du sein chez la femme.[20, 21] La Figure 2 présente les facteurs de risques et une estimation des proportions de décès attribuables à chacun de ces facteurs.[22]. Figure 2: Facteurs de risques du cancer et taux de mortalité associés.[22]. 5.

(31) 1.5 Statistiques du cancer Au niveau mondial, le cancer est un problème de santé publique et demeure la première cause de mortalité au Canada.[17] Il est en effet responsable de 30% de tous les décès. La Société Canadienne du Cancer estimait qu’en 2015, 196 900 nouvelles personnes recevraient un diagnostic de cancer et 78 000 allaient en mourir. De tous les types de cancers diagnostiqués, 4 principaux comptent pour la moitié des cas tant pour l’incidence que la mortalité : le cancer de la prostate, du sein, du poumon et le cancer colorectal. Le cancer de la prostate, le plus fréquent représente 24% des nouveaux cas de cancer diagnostiqués chez l’homme, alors que chez la femme c’est le cancer du sein (26%) qui est le plus incident.[9] Le cancer de la prostate est classé au troisième rang en terme de mortalité chez l’homme tandis que chez la femme, le cancer de l’ovaire est le plus meurtrier de toutes les malignités gynécologiques. Le cancer du pancréas quant à lui, quoique plus faiblement diagnostiqué (10ème en incidence), demeure la quatrième cause de décès par cancer tant chez l’homme que chez la femme, et ne présente un taux de survie sur 5 ans que de 6%. Dans le cadre de cette thèse, une attention particulière sera portée sur ces trois types de cancers, en plus de la leucémie qui, malgré les développements pharmacologiques continue d’affecter les populations, en particulier les plus jeunes.. 1.6 Traitements du cancer Vu la prolifération anarchique des cellules cancéreuses, un dépistage précoce et une prise en charge rapide du patient sont nécessaires pour augmenter ses chances de guérison. En fonction du type de cancer, de ses caractéristiques, de son évolution, de l’état général et des besoins particuliers du patient, l’équipe médicale propose un plan de traitement ou une séquence d’opérations personnalisées. Même si le but principal est de guérir le cancer, il existe des situations où le traitement à pour but de prévenir son apparition, de le maitriser et ipso facto d’empêcher sa propagation ou des récidives. Dans le pire des cas, le traitement palliatif est envisagé lorsque la guérison n’est plus possible. La prise en charge d’un patient atteint de cancer peut ne nécessiter que l’emploi d’un seul traitement appelé traitement principal. Toutefois, une combinaison de traitements (administrés en même temps ou de façon séquentielle) peut être nécessaire afin d’en améliorer l’efficacité. Dans ce dernier cas, l’on parlera de thérapie néoadjuvante si le traitement, habituellement la chimiothérapie ou la radiothérapie, est administré avant le traitement principal dans le but de réduire la tumeur et rendre 6.

(32) plus efficace le traitement principal ; ou de thérapie adjuvante, si un traitement est administré après le traitement principal afin d’exterminer toutes cellules cancéreuses résiduelles et réduire le risque de récidive.[23] Les 3 principaux types d’interventions sont la chirurgie, la radiothérapie et la chimiothérapie. L’on a aussi recours aux traitements hormonaux (inhibiteurs d’enzymes de la stéroïdogenèse ou antihormones), à la thérapie biologique (utilisation d’inhibiteurs de la transduction, immunothérapie, thérapie anti-sens) et la greffe de cellules souches.[23] La chimiothérapie et l’hormonothérapie seront développées dans le cadre de cette thèse.. 2. Les cancers Tous les organes du corps sont susceptibles de développer un cancer, si les conditions s’y prêtent. Ainsi, on dénombre un répertoire varié de cancers, chacun étant généralement désigné par le nom de l’organe atteint. D’après l’OMS l’on distingue plus d’une centaine de types différents de cancers dont le diagnostic, l’histologie, l’évolution et la prise en charge varient énormément de l’un à l’autre.[24] Nous allons donner quelques détails sur l’incidence/mortalité et les options thérapeutiques de six types de cancers, notamment le cancer du sein, du poumon, la leucémie, le cancer de l’ovaire, du pancréas et de la prostate.. 2.1 Cancer du sein Le cancer du sein est le plus fréquent et représente la deuxième cause de mortalité chez la femme. Il atteint une femme sur 9 au cours de sa vie.[9] La plupart des cancers du sein sont sensibles aux estrogènes (ER+) et l’hormonodépendance augmente avec l’âge des patientes.[25, 26] La chirurgie est souvent pratiquée pour une mastectomie partielle ou radicale; cependant, l’ablation par ultrason, au laser, par radiofréquence ou la cryothérapie sont parfois utilisées comme alternatives moins invasives que la chirurgie ouverte.[27-29] Le docétaxel, le paclitaxel et les anthracyclines sont utilisés en chimiothérapie comme agents cytotoxiques tandis que l’hormonothérapie, en cas de cancer ER+, consiste en l’utilisation d’un agoniste de l’hormone de libération des gonadotrophines hypophysaires (LHRH) ou du tamoxifène pour les patientes en préménopause. Toutefois, en postménopause, les inhibiteurs de l’aromatase sont privilégiés. Il s’agit des dérivés stéroïdiens formestane et exémestane ainsi que des dérivés non stéroïdiens (fadrozole, létrozole et arimidex (anastrozole).[30]. 7.

(33) Le trastuzumab est aussi utilisé seul ou associé à la chimiothérapie comme traitement adjuvant à la chirurgie du cancer du sein métastatique. En effet, cette molécule est un anticorps monoclonal qui cible le récepteur du facteur de croissance épidermique humain (HER2).[31-33]. 2.2 Cancer du poumon Le cancer du poumon est la première cause de décès par cancer avec un taux de mortalité de 27%.[9] La majorité (85-90%) des cancers du poumon sont dit «non-à petites cellules» et sont traités de façon primaire par chirurgie combinée ou pas, à la chimiothérapie adjuvante. Les cancers dits « à petites cellules » quant à eux répondent beaucoup plus à la chimiothérapie et la radiothérapie.[34, 35] Les agents chimiothérapeutiques utilisés sont la carboplatine, cisplatine, combinés à la gemcitabine, le paclitaxel, le docétaxel, l'étoposide, ou la vinorelbine, topotecan, et irinotecan.[36-40] L’ablation par radiofréquence est aussi utilisée et dans le domaine de la thérapie ciblée, des composés comme le gefitinib, l’erlotinib et le bevacizum ciblant la tyrosine kinase, l’epidermal growth factor (EGF) et l’angiogenèse ont été développés.[41-44]. 2.3 Leucémie La leucémie est l’un des cancers les plus meurtriers chez les jeunes. Avec le cancer du système nerveux central, il compte pour 60% des décès par cancers chez les enfants (0-14 ans) et 31% de décès chez les adolescents et les jeunes adultes (15-29 ans).[9] Selon le type de cellules souches affectées (lymphoïdes ou myéloïdes) et de la vitesse de propagation de la maladie, il existe quatre principaux groupes de leucémies : la leucémie aigüe lymphoblastique (LAL), la leucémie aiguë myéloblastique (LAM), la leucémie lymphoïde chronique (LLC) et la leucémie myéloïde chronique (LMC).[45] La chimiothérapie est le traitement de choix en cas de leucémie. Pour les patients moins âgés (<55 ans), une greffe de cellules souches est aussi envisageable. À titre curatif ou préventif de la leucémie au système nerveux central, la radiothérapie est une option, de même qu’en prélude à une greffe de cellules souches. Pour les patients porteurs du chromosome de Philadelphie, la thérapie ciblée est aussi utilisée.[45]. 8.

(34) 2.4 Cancer de l’ovaire Le cancer de l’ovaire est le plus meurtrier de toutes les malignités gynécologiques. C’est la cinquième cause de décès par cancer chez la femme.[9] Ce type de cancer se propage de façon insidieuse, en raison de sa nature asymptomatique à ses débuts et du manque de moyens diagnostiques précoces.[46] Ainsi, environ 75% de femmes reçoivent le diagnostique du cancer de l’ovaire alors qu’elles sont à un stade avancé de la maladie et pour ces patientes, le taux de survie sur 5 ans varie de 25% à 35%.[47-52] Le traitement de référence est la résection chirurgicale et une chimiothérapie à base d'une combinaison de paclitaxel et de composés platinés.[50, 53-55] L’hormonothérapie n’est que rarement utilisée pour traiter le cancer de l’ovaire épithélial qui constitue la majorité des types de cancer ovarien ; toutefois, en cas de cancer stromal, des agonistes de la LHRH et les inhibiteurs de l’aromatase peuvent être utilisés pour réduire les taux d’estrogènes circulants.[56, 57] Bien que la réponse initiale au traitement du cancer de l'ovaire soit favorable, la majorité des patients deviennent résistants aux traitements actuellement utilisés et plus de 90% ont des rechutes après 18 mois.[58, 59]. 2.5 Cancer du pancréas En terme d’incidence, le cancer du pancréas est classé dixième de tous les types de cancer. Cependant, quant il s’agit de mortalité, il se hisse au quatrième rang car il est agressif et a un très mauvais pronostic.[9, 60, 61] En raison du diagnostic tardif, de la progression rapide de la maladie ainsi que de la résistance aux agents chimiothérapeutiques couramment utilisés, le taux de survie sur 5 ans est de 6% seulement.[60, 62] Étant donné que les tumeurs pancréatiques sont caractérisées par une invasion locale extensive et engendrent des métastases hématogènes lymphatiques précoces,[63] seuls quelques patients sont candidats à la résection. Par conséquent, le traitement systémique (chimiothérapeutique à base de gemcitabine) est la forme la plus courante de traitement utilisée, en plus de la chirurgie et de la radiothérapie.[64]. 2.6 Cancer de la prostate Le cancer de la prostate est le type de cancer qui atteint le plus fréquemment les hommes. Au Canada, il est la troisième cause de mort par cancer chez l’homme. En effet, un homme sur sept en sera atteint au cours de sa vie.[9] Les androgènes actifs synthétisés par intracrinologie, au sein même. 9.