Utilisation des mécanismes régulant l'acidose cellulaire comme nouvelle stratégie anti-cancer. – Protonkill

Le projet Protonkill vise à développer de nouveaux outils de recherche et valider de nouvelles cibles thérapeutiques contre le cancer. Les partenaires proposent une approche innovante basée sur la modulation/inhibition des systèmes de régulation du pH intracellulaire (pHi) qui, combinée à un métabolisme anaérobie élevé, induit une mort cellulaire par acidose.
Les études préliminaires réalisées par UMR 6543 (partenaire 2) ont montré qu¿une production excessive d¿acide lactique diminue significativement l¿incidence tumorale. Basée sur cette démonstration, l¿approche proposée dans le projet est de tirer avantage de la grande quantité d¿acide lactique produit par les cellules tumorales pour induire la mort cellulaire en bloquant les systèmes majeurs de régulation du pHi. Pour réaliser la preuve de concept de cette approche innovante, les partenaires ont orienté autour de deux axes principaux de travail qui dans un premier temps sont i) la validation des cibles in vitro et ensuite ii) des études in vivo afin de confirmer les résultats précédemment obtenus. L'efficacité de l'association de molécules inhibant le système de régulation du pHi avec des molécules anti-angiogéniques sera déterminée. Enfin, la réalisation de ce projet permettra de rendre disponible un nouvel outil de screening pour permettre l'identification de molécules actives sur des cibles originales.
//Le cancer est une des principales causes de mortalité dans les pays développés et pose un problème majeur de santé publique. A ce jour, parmi les nouvelles approches thérapeutiques investiguées mettant en cause les mécanismes de régulation du pH et de l'hypoxie cellulaire dans les mécanismes de développement du cancer, les stratégies de recherches se focalisent sur une cible ou un mécanisme d'action. Les partenaires du projet Protonkill développent une stratégie combinatoire qui associe les thérapies ciblant les systèmes de régulation du pHi et les thérapies anti-angiogéniques afin d¿accroitre l'acidose induite par l¿hypoxie et conjointement induire une réduction massive de la tumeur solide. Le projet Protonkill permet i) de valider des hypothèses scientifiques ii) de valider de nouvelles cibles thérapeutiques iii) de développer de nouveaux outils de R&D, iv) d¿identifier de nouvelles associations thérapeutiques et de nouvelles molécules.//Les deux partenaires impliqués apporteront leurs compétences complémentaires pour la réalisation du projet Protonkill. L¿oncologie est l¿un des sept axes thérapeutiques stratégiques de sanofi-aventis (partenaire 1). La recherche dans ce domaine regroupe plus de 300 chercheurs dédiés au 'drug discoverty' et avec 18 molécules en développement, l'oncologie est l'un des plus importants domaines thérapeutiques de l'entreprise. Le groupe dédié au projet Protonkill est spécialisé en `Drug discovery', plus spécifiquement son rôle est la validation des cibles, le développement des essais et l'évaluation in vitro et in vivo des molécules.
L¿UMR 6543 (partenaire 2) est spécialisée en Signalisation cellulaire, en Biologie moléculaire et Cancer. L'un de ses principaux axes de recherche `Cancer' est l'analyse des bases moléculaires de l'angiogénèse tumorale et plus spécifiquement de l'étude des mécanismes du contrôle hypoxie, le stress nutritionnel et le métabolisme glycolytique tumoral.
//Les partenaires ont organisé le projet autour de deux axes de travail.
La première étape concerne la validation de cibles in vitro et se focalise sur :
1- La contribution de chaque transporteur membranaire étudié et des échangeurs anioniques sur la régulation du pH intracellulaire dans un environnement hypoxique et normoxique
2- Les avantages de l'expression des anhydrases carboniques IX et XII sous contrôle de HIF pour la croissance tumorale, la survie et la régulation du pH intra cellulaire
3- La mesure in vitro du pH intra cellulaire
4- L'autophagie induite par hypoxie et son rôle dans la croissance tumorale
Lors de ces taches de nouveaux outils de recherche seront produits, des constructions lentivirales exprimant des shRNA ciblant les transporteurs membranaires et les anhydrases carboniques étudiés, des lignées cellulaires spécifiques afin de pouvoir i) définir le système de régulation du pH intracellulaire le plus pertinent comme nouvelle cible potentielle, ii) sélectionner les deux meilleures cibles à inhiber en combinaison, iii) valider la pertinence de CAIX et CAXII comme nouvelles cibles, iv) définir le rôle de l'autophagie cellulaire dans la survie et le progression tumorale.

La seconde étape concerne les études in vivo afin de confirmer les résultats des études précédentes, de déterminer la meilleure association de molécules inhibitrices du système de régulation du pHi et molecules anti-angiogeniques et préparer les futures étapes de screening. Pour cela, quatre taches ont été définies :
1- La contribution in vivo de chaque transporteur membranaire étudié et des échangeurs anioniques sur la croissance tumorale
2- La contribution de CAIX pour la croissance tumorale
3- L' identification de la meilleure association d¿inhibiteurs du système de régulation de pH intra cellulaire avec des molécules anti-angiogéniques
4- Le développement d'un essai pour le screening de molécules sur MCT4.
Lors de cette étape, des modèles animaux porteurs de tumeurs seront développés ainsi que des lignés cellulaires exprimant fonctionnellement MTC4.
Ces outils permettront i) d'identifier la contribution des cibles étudiées du système de régulation du pH intracellulaire sur la progression tumorale, ii) de déterminer un protocole d'étude précliniques ciblant VEGF/Ang2 et les systèmes de régulation du pHi, iii) de développer un outil de screening pour des inhibiteurs de MCT4.
//Sanofi-aventis est propriétaire des molécules suivantes :
- cariporide : protégée par plusieurs demandes de brevets mais principalement par : Europe : EP416499 et EP589336 - US : US 5,091,394 - JP : JP1972645
- VEGF Trap : protégée par la demande de brevet suivante WO00/75319 detenue par la sociéte Regeneron dont sanofi-aventis bénéficie d'une licence
- S3705 protégée par les demandes de brevets suivantes : en Europe EP1097141 et aux US : US 6,369,236

Le CNRS détient la demande de brevet suivante : brevet WO2006005361 - 'a short synthetic peptide inhibits signal transduction migration and angiogenesis mediated by Tie2 receptor'.