• Langue : Français
• Discipline : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Identifiant : 2024ULILS108
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 14/06/2024

Résumé en langue originale

Les gangliosides complexes émergent comme des marqueurs tumoraux d'intérêt pour la thérapie anti-cancéreuse. L'anticorps anti-GD2 dinutuximab a reçu l'approbation de la Food and Drug Administration en 2015, puis de l'Agence Européenne du médicament en 2017. Cependant, l'utilisation de cet anticorps se heurte à une forte cytotoxicité en raison de l'expression du ganglioside GD2 sur les nerfs périphériques des patients. L'OAcGD2, la forme O-acétylée du GD2, est exprimée spécifiquement dans les tissus cancéreux et n'est pas exprimée sur les nerfs périphériques, représentant une cible thérapeutique d'intérêt.La société OGD2 Pharma, partenaire de ce projet, se concentre sur le développement d'anticorps thérapeutiques dirigés contre le ganglioside OAcGD2. Dans de nombreux cancers d'origine neuroectodermique, les gangliosides complexes sont réexprimés, impliqués dans le développement tumoral, et associés à un mauvais pronostic. Des travaux effectués dans le cadre d'une collaboration antérieure entre le Pr Sophie Groux-Degroote de l'équipe « Régulation de la glycosylation terminale » de l'Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle, avec la société OGD2 Pharma (Nantes) ont permis d'identifier l'OAcGD2 comme marqueur de cellules cancéreuses mammaires, et d'identifier l'enzyme CASD1 responsable de l'O-acétylation du GD2 dans le cancer du sein.Néanmoins, les mécanismes contrôlant l'expression d'OAcGD2 dans les cellules de cancer dérivés du neuroectoderme restent très mal compris. A l'aide d'une technologie de screening à haut débit ciblant le phosphatome/kinome couplée à la microscopie, nous avons identifié 2 gènes, PIK3C2A et CERK, dont l'inhibition augmente significativement l'expression du ganglioside OAcGD2 dans les cellules de cancer du sein triple négatif MDA-MB-231 stablement transfectées par la GD3 synthétase (GD3S+).En utilisant des siARN et des inhibiteurs nous avons confirmé l'implication de CERK dans l'expression d'OAcGD2 dans les cellules de cancer du sein et de neuroblastome. L'inhibition de CERK entraîne également une diminution de la migration des cellules de cancer du sein. Nos résultats ont également montré qu'un anticorps anti-OAcGD2 induit une cytotoxicité dépendante de l'anticorps (ADCC) dans les cellules de cancer du sein triple négatif et de gliome pédiatrique. Cette cytotoxicité est amplifiée en couplant l'inhibiteur de CERK à l'immunothérapie anti-OAcGD2. Nos résultats mettent en évidence que l'inhibition de CERK augmente l'expression d'OAcGD2, et que cette stratégie pourrait potentialiser l'efficacité de l'anticorps anti-OAcGD2 chez les patients atteints de différents cancers d'origine neuroectodermique exprimant l'OAcGD2.En parallèle, nous avons entrepris l'étude du profil gangliosidique de cellules d'ostéosarcomes sensibles et résistantes à la chimiothérapie par la doxorubicine. Ce projet, hautement collaboratif, suggère que l'OAcGD2 pourrait être une cible thérapeutique prometteuse pour les cancers résistants aux traitements.Ce projet met en lumière l'importance de connaître les mécanismes de régulation de biosynthèse d'OAcGD2 dans les cancers neuroectodermiques, et ouvre de nouvelles perspectives de ciblage d'OAcGD2 pour les cancers résistants aux thérapies.

Résumé traduit

Complex gangliosides are emerging as tumour markers of interest for therapy. The anti-GD2 antibody Dinutuximab received approval from the Food and Drug Administration in 2015 and then from the European Medicines Agency in 2017. However, the use of this antibody is hampered by high cytotoxicity due to the expression of the GD2 ganglioside on peripheral nerves of patients. OAcGD2, the O-acetylated form of GD2, is specifically expressed in cancerous tissues, and represents a new therapeutic target of interest.OGD2 Pharma, our partner in this project, is focusing on the development of therapeutic antibodies directed against OAcGD2. In many cancers of neuroectodermal origin, complex gangliosides are re-expressed, implicated in tumour development and associated with a poor prognosis. Previous work carried out as part of a collaboration between Pr Sophie Groux-Degroote of the "Regulation of terminal glycosylation" team in the Structural and Functional Glycobiology Unit, and OGD2 Pharma, led to the identification of OAcGD2 as a marker for breast cancer cells, and to the identification of the CASD1 enzyme responsible for O-acetylation of GD2 in breast cancer.However, the mechanisms controlling OAcGD2 expression in neuroectoderm-derived cancer cells remain poorly understood. Using a high-throughput phosphatome/kinome targeted screening technology coupled with microscopy, we identified 2 genes, PIK3C2A and CERK, whose inhibition significantly increases OAcGD2 expression in MDA-MB231 triple negative breast cancer cells stably transfected with GD3 synthase (GD3S+).Using siRNAs and inhibitors we confirmed the involvement of CERK in OAcGD2 expression in breast cancer and neuroblastoma cells. Inhibition of CERK also leads to reduced migration of breast cancer cells. Our results also showed that anti-OAcGD2 antibody induced antibody-dependent cytotoxicity (ADCC) in triple-negative breast cancer and pediatric glioma cells. This cytotoxicity was increased by coupling the CERK inhibitor to anti-OAcGD2 immunotherapy. Our results show that CERK inhibition increases OAcGD2 expression, and that this strategy could potentiate the efficacy of anti-OAcGD2 antibody in patients with cancers of neuroectodermal origin.In parallel, we have undertaken a study of the ganglioside profile of osteosarcoma cells sensitive and resistant to doxorubicin chemotherapy. Our preliminary data suggest that OAcGD2 could be a promising therapeutic target for doxorubicin-resistant osteosarcoma.This project highlights the importance of deciphering GD2 O-acetylation mechanisms in cancer and opens new targeting prospects for therapy-resistant cancers.