Ciblage thérapeutique de p53

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. VI - n° 1 - janvier-février-mars 2017 7

d o s s i e r t h é m a t i q u e Prolifération

et cycle cellulaire

Ciblage thérapeutique de p53

p53-based anti-cancer therapies

H. Bourien*, J.S. Frénel **

* Département d’onco- logie médicale, centre Eugène-Marquis, Rennes.

** Département d’oncologie médicale, institut de cancérologie de l’Ouest, Saint-Herblain.

RÉSUMÉ Summary

» La protéine p53, surnommée “le gardien du génome”, est mutée dans environ 50 % des cancers chez l’homme. Elle représente donc en théorie une cible thérapeutique majeure. Pourtant, à ce jour, aucune molécule exploitant directement cette anomalie tumorale n’est disponible en France et en Europe. Des approches innovantes sont en cours de développement, qui permettraient enfi n la mise à disposition des composés ciblant cette voie moléculaire. À ce titre, le PRIMA-1 ou les inhibiteurs de Wee1 sont les plus avancés dans leur développement et pourraient devenir une nouvelle classe thérapeutique.

Mots-clés : p53 – Ciblages thérapeutiques – inhibiteurs de Wee1 – PRIMA-1 – MDM2.

The p53 protein is found to be mutated up to 50% of human cancers and is called the “guardian of the genome”. It is a potential crucial therapeutic target. So far, there are no approved therapies exploiting this pathway neither in Europe nor in the United Stated of America. New compounds are being developed and among them PRIMA-1 or Wee1 inhibitors are being tested in phase II/III clinical trials.

Keywords: p53 – Therapeutical targets – Wee1 inhibitors – PRIMA-1 – MDM2.

L

En quoi la protéine p53 est-elle un gardien du génome ?

Le gène p53 , composé de 11 exons situés sur le chromosome 17p13, code pour une protéine de 393 acides aminés. C’est un facteur de transcrip- tion formé de 3 domaines structuraux distincts : un domaine N-terminal responsable de l’activation de la transcription, un domaine de liaison à l’ADN qui se lie spécifi quement aux promoteurs de gènes cibles et un domaine C-terminal contenant des séquences d’oli- gomérisation et des signaux de localisation nucléaire.

La protéine p53 a une demi-vie courte, qui reste à un niveau d’expression de base faible ou indétectable dans la plupart des tissus, bien que son ARNm soit

exprimé de façon constitutive. Dans des cellules au repos, p53 est maintenue inactive via un régulateur négatif, la protéine MDM2. Lors d’un stress tel qu’une irradiation, une hypoxie ou lors d’un dommage à l’ADN induit par une chimiothérapie, il existe une augmenta- tion transitoire de la protéine p53 sans augmentation de son ARNm : des kinases induites vont phospho- ryler p53 et entraîner un relâchement de la liaison de p53 à MDM2, libérant ainsi p53 (fi gure, p. 8) . Plus de 150 gènes sont induits ou réprimés par p53, régulant ainsi le cycle cellulaire, la réparation de l’ADN, la mort cellulaire par apoptose, autophagie ou sénes- cence (fi gure, p. 8) . Au cours du cycle cellulaire, p53 s’accumule dans le cytoplasme pendant la phase G1 et migre dans le noyau pendant la phase S pour jouer son rôle de facteur de transcription. Parmi les gènes cibles, p21 intervient dans le contrôle de la transcription G1/S en inhibant les complexes cycline/kinase dépendante des cyclines. Le cycle cellulaire est alors bloqué en G1, permettant l’intervention de mécanismes de réparation de l’ADN. En cas de défaillance ou de lésions de l’ADN trop importantes, p53 peut induire la mort cellulaire.

Cette apoptose est liée à l’activation de Bax (protéine proapoptotique) et à l’inactivation de Bcl-2 (protéine antiapoptotique). p53 est ainsi considérée comme la

“protéine gardien du génome” ; elle bloque le cycle cel- lulaire pour permettre la réparation de l’ADN ou induit

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Prolifération et cycle cellulaire

Figure. La voie p53.

Signaux de stress cellulaire Hypoxie

Stress oxydatif Activation de l’oncogène

Dommage à l’ADN Stress ribosomal Érosion du télomère

Activation de p53 via de multiples événements de phosphorylation et d’acétylation

Désacétylases

Coactivateurs de transcription Régulation principale

Transcription du gène cible Phosphatase Wip1

MDMX

MDM2

p53

SIRT1

CBP/p300

p21 14-3-3α

Btg2 Reprimo

Gadd45α P53r2 Ddb2 Mgmt

Puma Noxa Bax Pig3

Tsp1 Bai1 Epha2 Col4α1

Atg10 Tsc2 Tpp1 Foxo3

Tigar Gls2 Gpx1 Sesn1/2 Pai1

Pml Cdkn1α

Arrêt

du cycle cellulaire Réparation

de l’ADN Apoptose Sénescence Anti- Autophagie

angiogenèse Métabolisme

antioxydant

une apoptose si l’ADN est trop endommagé (1) . p53 régule également l’apoptose en réprimant la trans- cription de gènes de survie codant pour les protéines IGFR, Bcl-2 et survivin.

Mécanismes de l’inactivation

de la protéine p53 dans les cancers humains

L’inactivation de p53 résulte dans plus de 90 % des cas d’une mutation unique portant sur un acide aminé. La plu- part de ces mutations sont regroupées sur la région cen- trale de liaison à l’ADN. Certains codons (175, 245, 248, 249, 273 et 282) sont des sites de prédi lection (2) . Ces mutations peuvent générer une perte d’expression de la protéine p53 sauvage et de la fonction suppresseur de tumeur de p53. Il peut s’exercer aussi un eff et de type dominant négatif, car les monomères p53 mutés peuvent se lier et inactiver les monomères p53 sauvages (3) . Ce mécanisme est très fréquent dans la plupart des cancers, car les cellules tumorales sont hétérozygotes pour le gène p53 . Enfi n, il peut y avoir un eff et de type gain de fonction qui confère un avantage de prolifération aux cellules n’exprimant pas p53 par rapport aux cellules l’exprimant.

Certains virus oncogènes, tels que les papillomavirus, les polyomavirus et l’adénovirus, ont développé une capacité à inactiver p53. En particulier, dans les papillo- mavirus humains (HPV) “à haut risque”, responsables d es cancers du col utérin et des voies aérodigestives supérieures (VADS), p53 est détruit par l’oncoprotéine virale E6, via un processus de dégradation cellulaire hautement régulé (4) . Dans la première étape de ce processus, E6 capture une enzyme cellulaire appelée E6AP. Le complexe E6/E6AP, qui en résulte, recrute alors la protéine p53. Enfi n, l’enzyme E6AP attache sur p53 un marqueur moléculaire, nommé ubiquitine, qui va provoquer la destruction de p53 par la machinerie cel- lulaire de dégradation des protéines. Découvertes au début des années 1990, la capture et la dégradation de p53 par E6 constituent une activité centrale des HPV à haut risque, absolument nécessaire à leur oncogénicité.

Ciblage thérapeutique de p53

Ciblage des régulateurs

Les protéines MDM2/MDMX (mouse double minute 2 homolog) sont des régulateurs négatifs de p53.

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Ciblage thérapeutique de p53

En condition physiologique, ils maintiennent un niveau intracellulaire de la protéine p53 bas, en l’adressant vers le protéasome et en inhibant son activité transcrip- tionnelle. Ces protéines oncogéniques sont fréquem- ment surexprimées dans des tumeurs, comme certains sarcomes (20 %) ou cancers du sein (15 %). Plusieurs composés ont été développés pour cibler spécifi que- ment l’interaction protéine-protéine s’établissant entre p53 et MDM2 (5) . Leur objectif global est d’augmenter la stabilité de la protéine p53 sauvage et de son activité, aussi bien dans des tumeurs TP53 sauvages que dans celles qui sont mutées.

Les protéines de la famille nutlin appartiennent à cette classe thérapeutique. Sa très forte activité antitumorale dans des modèles précliniques n’a pas été couronnée de succès en raison de problème de biodisponibi- lité. Le développement de composés ciblant à la fois MDM2 et MDMX a relancé l’intérêt pour cette classe thérapeutique. Plusieurs études de phase I sont en cours avec des composés de cette famille : DS-3032b, RO5045337, RO6839921, HDM201, IDASANUTLIN, ALRN-6924. La plupart de ces composés sont éva- lués en combinaison avec des cytotoxiques ou des thérapies ciblées comme le ribociclib, le dabrafénib, le tramétinib ou le pimasertib. Ces essais incluent principalement des patients atteints d’une tumeur p53 sauvage bien qu’aucun biomarqueur prédictif de réponse ne soit clairement identifi é. Aucun essai de phase II n’est en cours.

Restauration de la conformation spatiale de la protéine p53 mutante

L’APR-246, ou PRIMA-1 (p53 reactivation and induction of massive apoptosis), est une petite molécule ayant la capacité de restaurer la conformation sauvage d’une protéine p53 mutante. Ce composé a la capacité de se lier de façon covalente au domaine noyau des formes mutées de la protéine p53 par l’alkylation d’un groupe thiol et de restaurer ainsi la fonction de la protéine. Elle permet de la sorte la réactivation des processus apop- totiques dépendant de p53 et l’arrêt du cycle cellulaire.

Une étude de phase I/II publiée en 2012 a démontré que ce composé administré par voie parentérale de J1 à J4 toutes les 3 semaines avait une activité intéressante (6) . Les données précliniques montrent que ce composé a la capacité de restaurer une sensibilité au platine dans des lignées de cancer de l’ovaire (7) . L’étude de phase II PISARRO, l’une des 2 études en cours dans les cancers de l’ovaire sensibles au platine, compare l’association carboplatine-doxo rubicine chlorhydrate liposomale pégylée ± APR-246 (NCT02098343). Le recrutement est toujours en cours.

Approche de type létalité synthétique-like Dans les cellules cancéreuses défi cientes en p53, le point de régulation G1 du cycle cellulaire n’est plus fonction- nel et rend les cellules très dépendantes du point de restriction G2 pour la réparation des dommages à l’ADN.

L’inhibition de ce point de restriction augmente donc la cyto toxicité d’agents anticancéreux en favorisant l’accumulation de lésions pouvant conduire à la mort cellulaire. AZD1775 est un inhibiteur de Wee1, une pro- téine kinase qui phosphoryle et inhibe les kinases 1 et 2 dépendantes des cyclines (CDK1 et CDK2). Il inhibe ainsi le point de restriction G2 et sensibilise les cellules p53 défi cientes aux lésions de l’ADN. Plusieurs études de phase II sont en cours, notamment dans les cancers du poumon à petites cellules (NCT02688907) et, en deuxième ligne, dans les adénocarcinomes gastriques (NCT02448329). Les résultats d’une étude de phase II dans les cancers de l’ovaire résistants ou réfractaires au platine ont montré un taux de réponse de 43 % en association avec du carboplatine, démontrant ainsi une resensibilisation aux sels de platine (8) .

Approches de thérapie génique

Cette approche utilise un vecteur viral pour permettre de nouveau l’expression d’une protéine p53 sauvage dans les cellules cancéreuses. Ces vecteurs viraux peuvent être administrés en intratumoral ou en intra péritonéal.

Les essais thérapeutiques de phase précoce n’ont pas mis en évidence de toxicité particulière, mais ont eu des résultats contrastés. Dans une étude chinoise de phase III, 69 patients atteints d’un cancer des VADS de stade III ou IV ont été randomisés pour recevoir de la radiothérapie seule ou en association avec rAd-p53. Le taux de réponse dans le bras association est de 96 versus 80 % dans le bras radiothérapie seule (9) . rAd-p53 est approuvé depuis 2003 en Chine dans cette indication.

Une approche alternative est l’utilisation de certains virus oncolytiques pouvant se répliquer uniquement dans certains contextes de cellules tumorales. Par exemple, un adénovirus a pu être génétiquement modifi é pour se répliquer uniquement dans les cellules défi cientes en p53 alors qu’il ne peut survivre dans les cellules avec une protéine p53 fonctionnelle (10) . Les essais thérapeutiques ont eu des résultats variables et, malgré l’absence d’essais de phase III, la molécule adenovirus named HIOI (Oncorine ® ) est autorisée depuis 2005 dans certains types de cancer des VADS en Chine.

Vaccination p53

Les mutations fréquentes de p53 et son haut niveau d’expression en font un antigène tumoral d’intérêt. Des

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Prolifération et cycle cellulaire

anticorps anti-p53 et des lymphocytes T p53 réactif sont présents chez les patients atteints de cancer.

Plusieurs études de phase I/II ont été menées avec le p53-SLP (p53 synthetic long peptides) dans le cancer colorectal métastatique et dans le cancer de l’ovaire résistant au platine. Cette vaccination est bien tolérée, avec induction d’une réponse T spécifi que (11) . Une étude de phase I (NCT02432963) est en cours, évaluant l’association pembrolizumab-vaccin p53MVA (Modifi ed Vaccinia Ankara vaccine delivering wild-type human p53) . Autres mécanismes d’action

La Kevetrin® est une petite molécule hydrosoluble qui active la protéine p53 et est capable d’augmenter l’ex- pression de p21 et PUMA, 2 modulateurs de l’apoptose régulés par p53. L’étude de phase I a inclus récemment 48 patients et a démontré une augmentation de ces eff ecteurs chez 67,5 % des patients sur du tissu tumoral collecté 24 heures après la perfusion. Cette molécule a

reçu un label médicament orphelin par la Food and Drug Administration et un essai de phase II est en préparation dans les cancers de l’ovaire avancés en monothérapie versus une chimiothérapie par taxane.

Conclusion

L’altération de la protéine p53 est l’anomalie moléculaire la plus fréquente obervée dans les cancers humains. De nombreuses approches thérapeutiques ont été déve- loppées, aux résultats contrastés, et il n’existe pas de molécules spécifi ques enregistrées en Europe et aux États-Unis. L’absence d’activité enzymatique connue pour cette protéine et son rôle essentiel de facteur de transcription expliquent en partie ces diffi cultés. Le composé PRIMA-1 et les inhibiteurs de Wee1 repré- sentent des classes thérapeutiques innovantes dont les résultats seront à particulièrement observer. ■

H. Bourien déclare ne pas avoir de liens d’intérêts.

J.S. Frénel déclare avoir des liens d’intérêts avec Pfi zer, Lilly, Roche, AstraZeneca.

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4. Martinez-Zapien D, Ruiz FX, Poirson J et al. Structure of the

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R é f é r e n c e s

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