Résistance aux médicaments contre le cancer.

Une équipe de recherche québécoise de l’Université de Sherbrooke a récemment identifié un nouveau mécanisme moléculaire expliquant la résistance aux médicaments anticancéreux. Ces chercheurs ont réussi à contourner ce mécanisme de résistance en rendant les tumeurs à nouveau sensibles à la chimiothérapie.

« La découverte de ce nouveau mécanisme de résistance est prometteuse et nous avons déjà une piste pour le diminuer », explique Claire Dubois, chercheuse en immunologie à l’Université de Sherbrooke. C’est l’augmentation du taux d’acidité au sein de la tumeur qui développe ce mécanisme de défense contre les médicaments —et dans certaines circonstances, le développe tant et si bien que le médicament devient inefficace. Cela se produit dans un micro-environnement pauvre en oxygène (hypoxie), qui est une caractéristique du développement des cellules malades.

L’équipe de Claire Dubois s’est donc intéressée à ces changements de pH et à l’appauvrissement en oxygène. Une cellule qui pousse dans un environnement aussi hostile doit nécessairement s’adapter —ce que les cellules normales ne parviennent pas à faire, au contraire des « super cellules » cancéreuses.

L’impact de l’hypoxie sur l’invasion des cellules cancéreuses était déjà connu. « Les régions pauvres en oxygène génèrent des structures aberrantes sur les vaisseaux sanguins —les nouvelles vascularisations se forment mal— et augmentent la malignité des tumeurs », rappelle la chercheuse. En modifiant ainsi leur environnement, les cellules cancéreuses parviennent donc à résister aux médicaments en sur-acidifiant certains de leurs « compartiments » – ou endosomes. En devenant très acides et pauvres en oxygène, elles vont y piéger les molécules du médicament. Pour contourner cette difficulté et stabiliser à nouveau le pH de ces cellules malignes, les chercheurs ont eu l’idée d’utiliser un peptide, un fragment de protéines, pour renforcer le lien entre cet échangeur d’ions et la membrane plasmique de la cellule – et ainsi, rétablir un pH moins acide.

« Nous travaillons à présent à raffiner ce peptide pour augmenter l’efficacité du traitement au sein des zones les plus actives des tumeurs », soutient Claire Dubois. Cette percée pourrait aider à améliorer la toxicité des médicaments au sein des cellules malignes, celles liées au développement des métastases et aux cas de récidive du cancer.

Cela fait déjà quelques années que les chercheurs relèvent différentes résistances à la chimiothérapie. L’environnement hypoxique, sans oxygène, s’avère une cible fondamentale dans la lutte à la progression de la maladie. Cet environnement « favorable » aux cellules cancéreuses ne leur permet d’ailleurs pas seulement de mieux résister aux médicaments, mais aussi aux attaques du système immunitaire.

Quant au peptide ciblé par l’étude, il pourrait être ingéré par virus oncologique. "Il est incapable à lui seul de pénétrer la cellule mais il pourrait être livré par virus et surexprimé par les gènes à l’intérieur de la cellule".

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Researchers at Southern Methodist University have discovered three drug-like compounds that successfully reverse chemotherapy failure in three of the most commonly aggressive cancers -- ovarian, prostate and breast.

The molecules were first discovered computationally via high-performance supercomputing. Now their effectiveness against specific cancers has been confirmed via wet-lab experiments, said biochemistry professors Pia Vogel and John G. Wise, who led the study.

Wise and Vogel report the advancement in the Nature journal Scientific Reports.

The computational discovery was confirmed in the Wise-Vogel labs at SMU after aggressive micro-tumors cultured in the labs were treated with a solution carrying the molecules in combination with a classic chemotherapy drug. The chemotherapy drug by itself was not effective in treating the drug-resistant cancer.

"Nature designs all cells with survival mechanisms, and cancer cells are no exception," said Vogel, a professor and director of SMU's Center for Drug Discovery, Design and Delivery. "So it was incredibly gratifying that we were able to identify molecules that can inhibit that mechanism in the cancer cells, thereby bolstering the effectiveness of chemotherapeutic drugs. We saw the drugs penetrate these resistant cancer cells and allow chemotherapy to destroy them. While this is far from being a developed drug that will be available on the market anytime soon, this success in the lab gives us hope for developing new drugs to fight cancer."

The current battle to defeat cancer is thwarted by chemotherapy failure in advanced cancers. Cancer cells initially treated with chemotherapy drugs ultimately evolve to resist the drugs. That renders chemotherapy ineffective, allowing cancers to grow and spread.

Key to cancer cell resistance are often certain proteins typically found in all cells -- cancerous or otherwise -- that are outfitted with beneficial mechanisms that pump away toxins to ensure a cell's continued survival. Nature has set it up that these pumps are prevalent throughout the body, with some areas naturally having more of the pumps than others.

"The cancer cell itself can use all these built-in defenses to protect it from the kinds of things we're using to try to kill it with," Wise said.

The most common of these beneficial defense mechanisms is a pump protein, P-glycoprotein or P-gp, as it's called. Another is one seen in breast and many other cancers, called breast cancer resistance protein, BCRP. In the case of cancer cells on the first round of treatment, these pumps are typically not produced in high levels in the cells, which allows chemotherapy to enter most of the cells in the tumor. This often gives what looks like a good result.

Unfortunately, in the cancer cells that don't die, the chemotherapeutic often changes the cell, which then adapts to protect itself by aggressively multiplying the production of its defensive pumps.

Upon subsequent rounds of chemo, the P-gp and BCRP pumping mechanisms have proliferated. They effectively resist the chemotherapy, which now is much less successful, or not successful at all.

"if enough of the pumps are present, the cancer isn't treatable anymore," said Wise, associate professor in the SMU Department of Biological Sciences. Researchers in the field have searched unsuccessfully for compounds to inhibit the pumps that could be used in the clinic as well.

The molecules that Wise and Vogel discovered stopped the pumps.

"They effectively bring the cancer cells back to a sensitivity as if they'd never seen chemotherapy before," said Vogel. "And our data indicated the molecules aren't cancer specific. They can be used to treat all kinds of cancers because they inhibit not just the P-gp pump, but also the breast cancer protein pump."

To test the compounds, the researchers used amounts of chemotherapeutic that would not kill these multi-drug resistant cancers if the pumps were not blocked.

"We wanted to make sure when using these really aggressive cancers that if we do knock out the pump, that the chemotherapy goes in there and causes the cell to die, so it doesn't just stop it temporarily," Wise said. "We spent a fair amount of time proving that point. It turns out that when a cell dies it goes through very predictable morphological changes. The DNA gets chopped up into small pieces, and we can see that, and so the nucleus becomes fragmented, and we can see that. Under the microscope, with proper staining, you can actually see that these highly drug-resistant prostate cancer cells, for example, are dead."

The Scientific Reports article, "Targeted inhibitors of P-glycoprotein increase chemotherapeutic-induced mortality of multidrug resistant tumor cells," is available open access at http://rdcu.be/EUkb.

Other co-authors are Amila K. Nanayakkara, Courtney A. Follit and Gang Chen, in the SMU Department of Biological Sciences; and Noelle S. Williams, Department of Biochemistry, UT Southwestern Medical Center, Dallas.

Getting at the heart of the problem

Unique to the experiment is that the molecules were also tested on three-dimensional micro-tumors. That is a departure from the usual cell-culture experiments, which are a two-dimensional film.

In two-dimensional experiments, every cell is exposed to the chemotherapeutic because the film is just one layer of cells thick. That method ignores one of the key challenges to reversing tumors -- how to get drugs into the middle of a tumor, not just on its surface.

"We show that with the help of our inhibitor compounds, we actually make the tumor penetrable to chemotherapeutic," Vogel said. "We can kill the cells in the middle of the tumor."

A pathway to personalized medical treatments

Chemotherapy's harmful side effects on non-cancerous organs is well-known. The discovery of molecules that target a specific pump may mitigate that problem.

A patient's tumor can be sampled to see which pump is causing the drug resistance. Then the molecule that knocks out that specific pump can be added to the chemotherapy.

"That means you don't open the door wide to toxins in the central nervous system," Wise said. "That has some real implications for the future and for personalized medicine. In most of the previous clinical trials, inhibitors have opened the brain up to toxins. From what we can tell so far, our inhibitors do not increase the toxicity of chemotherapeutics in normal cells."

An audacious discovery

P-gp is present in one form or another in everything that lives.

"It's in your dog, it's in your cat, it's in yeast cells, it's in bacteria, it's everywhere," Wise said. "Why is it everywhere? Because it's a really wonderful solution to the problem of getting toxins out of a cell. P-gp is a tremendously sophisticated evolutionary solution to that problem. And as with most things in biology that work well, everybody gets it, because if you don't have it, you didn't survive."

Biologists say that P-gp can pump out 95 of 100 chemotherapeutics, indicating it can grab almost any drug and throw it out of a cell.

"So there's a certain audacity to say that we can use a computer and target one part of this protein -- the motor -- and totally avoid the part of the protein that has evolved to pump almost anything that looks like a drug out of the cell," Wise said. "That's an audacious claim and the findings surprised us."

In their computational and wet-lab experiments, Wise and Vogel searched for molecules that inhibit ATP hydrolysis -- the chemical energy reaction that powers the P-gp pump.

"We targeted the motor of the pump instead of the pump part of the pump because almost all the clinical trial failures in other studies were actually compounds that targeted the pump part of the pump -- and they would just slow down the pumping of the chemotherapeutic," Vogel said. "The time was ripe to do these structural models. We hypothesized that we could completely avoid the pumping mechanism and just target the motor."

Computational method highly predictive

The wet-lab experiments confirmed the accuracy of the computational findings, Vogel said.

"The predictiveness of the computational methods was really high," she said. "It completely exceeded my expectations. We had selected certain molecules that were predicted in those computational experiments to interact with the pump in certain ways and not in others, and we could show in our wet-lab experiments that the predictions were spot on."

Fascinated by the novel approach to the research, the National Institute of General Medical Sciences funded much of the research.

Wise and Vogel tapped the high-performance computing power of SMU's ManeFrame, one of the most powerful academic supercomputers in the nation. Wise sorted through 15 million commercially available drug-like compounds made publically available in digital form from the pharmacology database Zinc at the University of California, San Francisco.

Then, again using ManeFrame, Wise ran the compounds through a computer-generated model of P-gp. The virtual model, designed and built by Wise, is the first computational microscope of its kind to simulate the actual behavior of P-gp in the human body, including interactions with drug-like compounds while taking on different shapes.

Process of elimination finds needle in the haystack

Out of 15 million drug-like compounds that were virtually screened, the researchers found 180,000 that in the computer were predicted to interact strongly with the ATP harvesting power plant part of the pump motor. From those, Wise and Vogel eliminated the ones that interact well with the pump part. Roughly 0.15 percent survived -- several hundred.

"So that tells you how promiscuous that binding site is for compounds," Wise said.

From there, they bought and tested in the lab a number of the remaining molecules.

"It was a process of elimination," Vogel said. "Of the first 38 we tested, we found four. And because of the computational approach we took, it made failure relatively cheap. This is proof of principle that at least in those cases the compounds behave exactly in the lab as predicted in the computer. Which thrills the heck out of me -- I never, ever would have thought that."

The Vogel and Wise research labs are part of the Center for Drug Discovery, Design and Delivery in SMU's Dedman College. The center's mission is a novel multi-disciplinary focus for scientific research targeting medically important problems in human health.

---

Des chercheurs de l'Université méthodiste du Sud ont découvert trois composés semblables aux médicaments qui réussissent à inverser l'échec de la chimiothérapie dans trois des cancers les plus courants: les ovaires, la prostate et le sein.

Les molécules ont d'abord été découvertes par calcul via un supercalculateur haute performance. Maintenant, leur efficacité contre des cancers spécifiques a été confirmée par des expériences en laboratoire humide, ont déclaré les professeurs de biochimie Pia Vogel et John G. Wise, qui a dirigé l'étude.

Wise et Vogel rapportent l'avancement dans les rapports scientifiques de la revue Nature.

La découverte computationnelle a été confirmée dans les laboratoires de Wise-Vogel à SMU après que les micro-tumeurs agressives cultivées dans les laboratoires ont été traitées avec une solution portant les molécules en combinaison avec un médicament de chimiothérapie classique. Le médicament de chimiothérapie en lui-même n'était pas efficace dans le traitement du cancer résistant aux médicaments.

«La nature conçoit toutes les cellules avec des mécanismes de survie, et les cellules cancéreuses ne font pas exception», a déclaré Vogel, professeur et directeur du Centre de découverte, de conception et de mise au point de médicaments de SMU. "Il était donc incroyablement gratifiant que nous ayons pu identifier des molécules capables d'inhiber ce mécanisme dans les cellules cancéreuses, renforçant ainsi l'efficacité des médicaments chimiothérapeutiques.Nous avons vu les médicaments pénétrer ces cellules cancéreuses résistantes et permettre à la chimiothérapie de les détruire. Même si on est loin encore du médicament développé qui sera bientôt disponible sur le marché, ce succès au laboratoire nous donne l'espoir de développer de nouveaux médicaments pour lutter contre le cancer.

La bataille actuelle pour vaincre le cancer est contrecarrée par l'échec de la chimiothérapie dans les cancers avancés. Les cellules cancéreuses initialement traitées avec des médicaments de chimiothérapie évoluent finalement pour résister aux médicaments. Cela rend la chimiothérapie inefficace, permettant aux cancers de se développer et de se propager.

La clé de la résistance des cellules cancéreuses est souvent certaines protéines typiquement présentes dans toutes les cellules - cancéreuses ou non - qui sont équipées de mécanismes bénéfiques qui pompent les toxines pour assurer la survie d'une cellule. La nature a mis en place que ces pompes soient répandues dans tout le corps, avec certaines régions ayant naturellement plus de pompes que d'autres.

"La cellule cancéreuse elle-même peut utiliser toutes ces défenses intégrées pour la protéger du genre de choses que nous utilisons pour essayer de le tuer", a déclaré Wise.

Le plus commun de ces mécanismes de défense bénéfiques est une protéine de pompe, P-glycoprotéine ou P-gp, comme on l'appelle. Un autre est celui observé dans le cancer du sein et de nombreux autres cancers, appelé protéine de résistance au cancer du sein, BCRP. Dans le cas des cellules cancéreuses au premier cycle de traitement, ces pompes ne sont généralement pas produites à des niveaux élevés dans les cellules, ce qui permet à la chimiothérapie d'entrer dans la plupart des cellules de la tumeur. Cela donne souvent ce qui ressemble à un bon résultat.

Malheureusement, dans les cellules cancéreuses qui ne meurent pas, la chimiothérapie change souvent la cellule, qui s'adapte alors pour se protéger en multipliant agressivement la production de ses pompes défensives.

Lors des cycles suivants de chimiothérapie, les mécanismes de pompage de la P-gp et de la BCRP ont proliféré. Ils résistent efficacement à la chimiothérapie, qui est maintenant beaucoup moins réussie, ou pas du tout réussie.

"Si suffisamment de pompes sont présentes, le cancer n'est plus traitable", a déclaré Wise, professeur agrégé au Département des sciences biologiques de la SMU. Les chercheurs dans le domaine ont recherché en vain des composés pour inhiber les pompes qui pourraient également être utilisées dans la clinique.

Les molécules que Wise et Vogel ont découvertes ont arrêté les pompes.

"Ils ramènent efficacement les cellules cancéreuses à une sensibilité comme si elles n'avaient jamais vu de chimiothérapie avant", a déclaré Vogel. "Et nos données indiquent que les molécules ne sont pas spécifiques du cancer, elles peuvent être utilisées pour traiter tous les types de cancers car elles inhibent non seulement la pompe P-gp, mais aussi la pompe à protéines du cancer du sein."

Pour tester les composés, les chercheurs ont utilisé des quantités de chimiothérapies qui ne tueraient pas ces cancers multi-résistants si les pompes n'étaient pas bloquées.

«Nous voulions nous assurer, lorsque nous utilisons ces cancers vraiment agressifs, que si nous retirons la pompe, que la chimiothérapie entre dans la cellule et la fait mourir, elle ne s'arrête pas seulement temporairement», a déclaré Wise. «Nous avons passé pas mal de temps à prouver ce point: il s'avère que lorsqu'une cellule meurt, elle subit des changements morphologiques très prévisibles: l'ADN est coupé en petits morceaux, et nous pouvons voir cela, et le noyau se fragmente, et nous pouvons voir cela.A la loupe, avec une coloration appropriée, vous pouvez réellement voir que ces cellules de cancer de la prostate hautement résistantes aux médicaments, par exemple, sont mortes. "

L'article des Rapports scientifiques intitulé «Inhibiteurs ciblés de la P-glycoprotéine augmente la mortalité chimio-thérapeutique des cellules tumorales multirésistantes» est disponible sur http://rdcu.be/EUkb.


Aller au cœur du problème

L'expérience a permis de tester les molécules sur des micro-tumeurs tridimensionnelles. C'est un changement par rapport aux expériences habituelles de culture cellulaire, qui sont un film bidimensionnel.

Dans les expériences en deux dimensions, chaque cellule est exposée à la chimiothérapie parce que le film est juste une couche de cellules épaisses. Cette méthode ignore l'un des principaux défis à l'inversion des tumeurs - comment obtenir des médicaments au milieu d'une tumeur, et pas seulement sur sa surface.

"Nous montrons qu'avec l'aide de nos composés inhibiteurs, nous rendons la tumeur pénétrable à la chimiothérapie", a déclaré Vogel. "Nous pouvons tuer les cellules au milieu de la tumeur."

Une voie vers des traitements médicaux personnalisés
Les effets secondaires néfastes de la chimiothérapie sur les organes non cancéreux sont bien connus. La découverte de molécules ciblant une pompe spécifique peut atténuer ce problème.

La tumeur d'un patient peut être échantillonnée pour voir quelle pompe provoque la résistance aux médicaments. Ensuite, la molécule qui renverse cette pompe spécifique peut être ajoutée à la chimiothérapie.

"Cela signifie que vous n'ouvrez pas la porte aux toxines du système nerveux central", a déclaré Wise. "Cela a de réelles implications pour l'avenir et pour la médecine personnalisée: dans la plupart des essais cliniques précédents, les inhibiteurs ont ouvert le cerveau aux toxines." D'après ce que nous pouvons dire jusqu'à présent, nos inhibiteurs n'augmentent pas la toxicité des chimiothérapies."

Une découverte audacieuse

P-gp est présent sous une forme ou une autre dans tout ce qui vit. "C'est dans votre chien, dans votre chat, dans les cellules de levure, dans les bactéries, c'est partout", a déclaré Wise. "Parce que c'est une solution vraiment merveilleuse au problème de l'élimination des toxines d'une cellule.P-gp est une solution évolutive extrêmement sophistiquée à ce problème.Et comme avec la plupart des choses en biologie qui fonctionnent bien, tout le monde l'obtient parce que si tu ne l'as pas, tu n'as pas survécu. "

Les biologistes disent que P-gp peut pomper 95 % des chimiothérapies, indiquant qu'il peut saisir presque n'importe quel médicament et le jeter hors d'une cellule.

"Il y a donc une certaine audace à dire que nous pouvons utiliser un ordinateur et cibler une partie de cette protéine - le moteur - et éviter totalement la partie de la protéine qui a évolué pour pomper presque tout ce qui ressemble à un médicament en dehors de la cellule ", a déclaré Wise. "C'est une affirmation audacieuse et les découvertes nous ont surpris."

Dans leurs expériences de laboratoire et de laboratoire humide, Wise et Vogel ont recherché des molécules qui inhibent l'hydrolyse de l'ATP - la réaction d'énergie chimique qui alimente la pompe P-gp. «Nous avons ciblé le moteur de la pompe au lieu de la pompe car presque tous les échecs d'essais cliniques dans d'autres études étaient en fait des composés qui ciblaient la pompe ou des parties de la pompe - et ils ralentissaient simplement le pompage de la chimiothérapie. ", A déclaré Vogel. "Le moment était venu de faire ces modèles structurels, nous avons émis l'hypothèse que nous pouvions complètement éviter le mécanisme de pompage et juste cibler le moteur."

Méthode computationnelle très prédictive

Les expériences de laboratoire humide ont confirmé la précision des résultats de calcul, a déclaré Vogel.

"La prédictivité des méthodes de calcul était vraiment élevée", a-t-elle déclaré. "Cela a complètement dépassé mes attentes, nous avions sélectionné certaines molécules prédites dans ces expériences informatiques pour interagir avec la pompe d'une certaine manière et aucune dans d'autres, et nous avons pu montrer dans nos expériences en laboratoire humide que les prédictions étaient exactes."

Fasciné par l'approche novatrice de la recherche, l'Institut national des sciences médicales générales a financé une grande partie de la recherche.

Wise et Vogel ont exploité la puissance de calcul haute performance du ManeFrame de SMU, l'un des supercalculateurs universitaires les plus puissants du pays. Wise a trié 15 millions de composés assimilables à des médicaments disponibles dans le commerce sous forme numérique à partir de la base de données pharmacologiques Zinc à l'Université de Californie à San Francisco.

Puis, à nouveau en utilisant ManeFrame, Wise a parcouru les composés à travers un modèle de P-gp généré par ordinateur. Le modèle virtuel, conçu et construit par Wise, est le premier microscope computationnel de son genre à simuler le comportement réel de la P-gp dans le corps humain, y compris les interactions avec des composés de type médicamenteux tout en prenant des formes différentes.

Le processus d'élimination trouve l'aiguille dans la botte de foin

Parmi les 15 millions de composés ressemblant à des médicaments qui ont été testés virtuellement, les chercheurs ont trouvé que 180 000 d'entre eux dans l'ordinateur interagiraient fortement avec la partie centrale du moteur de la pompe. De ceux-ci, Wise et Vogel ont éliminé ceux qui interagissent bien avec la partie pompe. Environ 0,15 pour cent ont survécu - plusieurs centaines.

"Donc, cela vous dit à quel point le site de liaison est de liaison facile pour les composés", a déclaré Wise. De là, ils ont acheté et testé dans le laboratoire un certain nombre de molécules restantes. "C'était un processus d'élimination", a déclaré Vogel. "Sur les 38 premiers que nous avons testés, nous en avons trouvé 4. Et à cause de l'approche computationnelle que nous avons adoptée, cela ne faisait pas cher l'échec. C'est une preuve de principe que les composés se sont comportés au laboratoire exactement comme prédit par l'ordinateur. Je n'aurais jamais pensé cela.

Researchers at Vanderbilt University Medical Center have mapped the conformational changes that occur in a protein "notorious" for pumping chemotherapeutic drugs out of cancer cells and blocking medications from reaching the central nervous system.

Their report, published today as a letter in the journal Nature, is an important step forward in understanding -- and perhaps one day interfering with -- the highly dynamic ABC transporter known as P-glycoprotein, said corresponding author Hassane Mchaourab, Ph.D.

A national leader in the study of protein "dynamics," Mchaourab is the Louise B. McGavock Professor in the Department of Molecular Physiology and Biophysics in the Vanderbilt University School of Medicine.

P-glycoprotein is an ATP-binding cassette (ABC) transporter. ABC transporters make up the largest family of transporter proteins and are present in all organisms. They use ATP hydrolysis -- the release of chemical energy stored in ATP molecules -- to traffic a wide variety of molecules across cell membranes.

P-glycoprotein is an ABC transporter of the efflux class that functions to remove molecules from inside the cell, including cytotoxic drugs. In this way it controls the body's pharmacokinetic profile. P-glycoprotein is active in many tissues including the intestine, liver, kidney, placenta and the blood-brain barrier.

P-glycoprotein consists of different components, called domains. Using an electron paramagnetic resonance spectroscopy method called double electron-electron resonance (DEER), the researchers mapped the "shape changes" that allow P-glycoprotein to bind a wide variety of drug-like compounds, move them across the cell membrane and then eject them from the cell.

In particular, the researchers were able to determine how P-glycoprotein's ATP "motor" drives a change in the conformation or spatial orientation of its membrane domain -- the portion of the protein that binds and transports molecules. This conformation change is called "alternating access."

In collaboration with Emad Tajkhorshid, Ph.D., a computational biologist at the University of Illinois at Urbana-Champaign, the researchers generated a model of the specific P-glycoprotein structure that ejects target drugs from the cell.

A culmination of 15 years of effort to understand the mechanistic principles of ABC transporters, their study showed that human P-glycoprotein is structurally and functionally distinct from the well-studied bacterial ABC transporters.

The researchers also discovered an intermediate, "occluded" conformation that occurs after P-glycoprotein binds the target drug but before the drug is ejected from the cell.

This is a key discovery. The intermediate conformation might be the point at which researchers could intervene and prevent P-glycoprotein from pumping chemotherapeutic drugs out of tumor cells before they have had a chance to do their job.

"Now the question is," said Mchaourab, "can we make molecules that exclusively stabilize the occluded confirmation and put the transporter out of commission for a while?"

To that end, the Mchaourab lab is creating a transgenic model of the human P-glycoprotein gene inserted into zebrafish to better understand how the transporter binds different compounds. That information may lead to new ways to block its action.

---

Des chercheurs du Vanderbilt University Medical Center ont cartographié les changements conformationnels qui se produisent dans une protéine connue pour le pompage de médicaments chimiothérapeutiques hors des cellules cancéreuses et pour empêcher les médicaments  d'atteindre le système nerveux central.




Leur rapport, publié aujourd'hui sous la forme d'une lettre dans la revue Nature, est un important pas en avant dans la compréhension - et peut-être un jour d'interférence - du transporteur ABC très dynamique connu sous le nom de P-glycoprotéine, a déclaré l'auteur correspondant Hassane Mchaourab, Ph.D. .




Un chef de file national dans l'étude de la «dynamique des protéines», Mchaourab est le professeur de Louise B. McGavock au Département de physiologie moléculaire et de biophysique de l'École de médecine de l'Université Vanderbilt.




La P-glycoprotéine est un transporteur ABC. Les transporteurs ABC forment la plus grande famille de protéines transporteuses et sont présents dans tous les organismes. Ils utilisent l'hydrolyse de l'ATP - la libération de l'énergie chimique stockée dans les molécules d'ATP - pour le trafic d'une grande variété de molécules à travers les membranes cellulaires.




La P-glycoprotéine est un transporteur ABC de la classe d'efflux qui fonctionne pour éliminer les molécules de l'intérieur de la cellule, y compris les médicaments cytotoxiques. De cette façon, il contrôle le profil pharmacocinétique du corps. P-glycoprotéine est active dans de nombreux tissus, y compris l'intestin, le foie, les reins, le placenta et la barrière hémato-encéphalique.




La glycoprotéine P se compose de différents composants, appelés domaines. En utilisant une méthode de spectroscopie électronique à résonance paramagnétique appelée double électron-électron-résonance (DEER), les chercheurs ont cartographié les «changements de forme» qui permettent à la glycoprotéine P de lier une grande variété de composés tels les médicaments, les déplacer à travers la membrane cellulaire puis les éjecter de la cellule.




En particulier, les chercheurs ont été en mesure de déterminer comment le moteur ATP de la  glycoprotéine P entraîne un changement dans la conformation ou l'orientation spatiale de sa  membrane de domaine - la partie de la protéine qui se lie et transporte des molécules. Ce changement de conformation est appelé «accès alternatif».




En collaboration avec Emad Tajkhorshid, Ph.D., un biologiste informatique à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, les chercheurs ont généré un modèle de la structure spécifique de la glycoprotéine P qui éjecte les médicaments cibles de la cellule.




Un point culminant de 15 ans d'efforts pour comprendre les principes mécanistiques des transporteurs ABC, leur étude a montré que la glycoprotéine P humaine est structurellement et fonctionnellement distincte des transporteurs bactériens ABC bien étudiés.




Les chercheurs ont également découvert une conformation intermédiaire «occluse» qui se produit après que la glycoprotéine P se lie au médicament cible mais avant que le médicament soit éjecté de la cellule.




C'est une découverte clé. La conformation intermédiaire pourrait être le point où les chercheurs pourraient intervenir et empêcher la P-glycoprotéine de pomper des médicaments chimiothérapeutiques hors des cellules tumorales avant qu'ils aient eu une chance de faire leur travail.




«Maintenant la question est, dit Mchaourab, pouvons-nous faire des molécules qui stabilisent exclusivement la confirmation obstruée et mettre le transporteur hors de fonction pendant un moment?




A cette fin, le laboratoire de Mchaourab a créé un modèle transgénique du gène de la glycoprotéine humaine P inséré dans le poisson zèbre pour mieux comprendre comment le transporteur lie des composés différents. Cette information peut conduire à de nouvelles façons de bloquer son action.

Researchers at the University of Massachusetts Medical School have designed a nanoparticle that mimics the bacterium Salmonella and may help to counteract a major mechanism of chemotherapy resistance.

Working with mouse models of colon and breast cancer, Beth McCormick, Ph.D., and her colleagues demonstrated that when combined with chemotherapy, the nanoparticle reduced tumor growth substantially more than chemotherapy alone.

The results of their research were published July 25 in Nature Communications.

Chemotherapy Resistance

A membrane protein called P-glycoprotein (P-gp) acts like a garbage chute that pumps waste, foreign particles, and toxins out of cells. P-gp is a member of a large family of transporters, called ATP-binding cassette (ABC) transporters, that are active in normal cells but also have roles in cancer and other diseases. For instance, cancer cells can co-opt P-gp to rid themselves of chemotherapeutic agents, severely limiting the efficacy of these drugs.

In previous work, Dr. McCormick and her colleagues serendipitously discovered that Salmonella enterica, a bacterium that causes food poisoning, decreases the amount of P-gp on the surface of intestinal cells. Because Salmonella has the capacity to grow selectively in cancer cells, the researchers wondered whether there was a way to use the bacterium to counteract chemotherapy resistance caused by P-gp.

"While trying to understand how Salmonella invades the human host, we made this other observation that may be relevant to cancer therapeutics and multidrug resistance," explained Dr. McCormick.

Salmonella and Cancer Cells

To determine the specific bacterial component responsible for reducing P-gp levels, the researchers engineered multiple Salmonella mutant strains and tested their effect on P-gp levels in colon cells. They found that a Salmonella strain lacking the bacterial protein SipA was unable to reduce P-gp levels in the colon of mice or in a human colon cancer cell line. Salmonella secretes SipA, along with other proteins, to help the bacterium invade human cells.

The researchers then showed that treatment with SipA protein alone decreased P-gp levels in cell lines of human colon cancer, breast cancer, bladder cancer, and lymphoma.

Because P-gp can pump drugs out of cells, the researchers next sought to determine whether SipA treatment would prevent cancer cells from expelling chemotherapy drugs.

When they treated human colon cancer cells with the chemotherapy agents doxorubicin or vinblastine, with or without SipA, they found that the addition of SipA increased drug retention inside the cells. SipA also increased the cancer cells' sensitivity to both drugs, suggesting that it could possibly be used to enhance chemotherapy.

"Through millions of years of co-evolution, Salmonella has figured out a way to remove this transporter from the surface of intestinal cells to facilitate host infection," said Dr. McCormick. "We capitalized on the organism's ability to perform that function."

A Nanoparticle Mimic

It would not be feasible to infect people with the bacterium, and SipA on its own will likely deteriorate quickly in the bloodstream, coauthor Gang Han, Ph.D., of the University of Massachusetts Medical School, explained. The researchers therefore fused SipA to gold nanoparticles, generating what they refer to as a nanoparticle mimic of Salmonella. They designed the nanoparticle to enhance the stability of SipA, while retaining its ability to interact with other proteins.

In an effort to target tumors without harming healthy tissues, the researchers used a nanoparticle of specific size that should only be able to access the tumor tissue due to its "leaky" architecture. "Because of this property, we are hoping to be able to avoid negative effects to healthy tissues," said Dr. McCormick. Another benefit of this technology is that the nanoparticle can be modified to enhance tumor targeting and minimize the potential for side effects, she added.

The researchers showed that this nanoparticle was 100 times more effective than SipA protein alone at reducing P-gp levels in a human colon cancer cell line. The enhanced function of the nanoparticle is likely due to stabilization of SipA, explained the researchers.

The team then tested the nanoparticle in a mouse model of colon cancer, because this cancer type is known to express high levels of P-gp. When they treated tumor-bearing mice with the nanoparticle plus doxorubicin, P-gp levels dropped and the tumors grew substantially less than in mice treated with the nanoparticle or doxorubicin alone. The researchers observed similar results in a mouse model of human breast cancer.

There are concerns about the potential effect of nanoparticles on normal tissues. "P-gp has evolved as a defense mechanism" to rid healthy cells of toxic molecules, said Suresh Ambudkar, Ph.D., deputy chief of the Laboratory of Cell Biology in NCI's Center for Cancer Research. It plays an important role in protecting cells of the blood-brain barrier, liver, testes, and kidney. "So when you try to interfere with that, you may create problems," he said.

The researchers, however, found no evidence of nanoparticle accumulation in the brain, heart, kidney, or lungs of mice, nor did it appear to cause toxicity. They did observe that the nanoparticles accumulated in the liver and spleen, though this was expected because these organs filter the blood, said Dr. McCormick.

Moving Forward

The research team is moving forward with preclinical studies of the SipA nanoparticle to test its safety and toxicity, and to establish appropriate dosage levels.

However, Dr. Ambudkar noted, "the development of drug resistance in cancer cells is a multifactorial process. In addition to the ABC transporters, other phenomena are involved, such as drug metabolism." And because there is a large family of ABC transporters, one transporter can compensate if another is blocked, he explained.

For the last 25 years, clinical trials with drugs that inhibit P-gp have failed to overcome chemotherapy resistance, Dr. Ambudkar said. Tackling the issue of multidrug resistance in cancer, he continued, "is not something that can be solved easily."

Dr. McCormick and her team are also pursuing research to better characterize and understand the biology of SipA. "We are not naïve about the complexity of the problem," she said. "However, if we know more about the biology, we believe we can ultimately make a better drug."

---

Des chercheurs de l'Université du Massachusetts Medical School ont conçu une nanoparticule qui imite la bactérie Salmonelle et peut aider à contrecarrer un mécanisme majeur de résistance à la chimiothérapie.

Travaillant avec des modèles de souris du côlon et du cancer du sein, Beth McCormick, Ph.D., et ses collègues ont démontré que lorsqu'elle est combiné avec la chimiothérapie, la nanoparticule a réduit la croissance tumorale nettement plus que la chimiothérapie seule.

Les résultats de leurs recherches ont été publié le 25 Juillet dans Nature Communications.

Résistance chimiothérapie

Une protéine membranaire appelée P-glycoprotéine (P-gp) agit comme un vide-ordures qui pompe des déchets, des particules étrangères, et les toxines hors des cellules. P-gp est un membre d'une grande famille des transporteurs, appelé ATP-binding cassette  transporteurs (ABC), qui sont actifs dans les cellules normales, mais qui ont également un rôle dans le cancer et d'autres maladies. Par exemple, les cellules cancéreuses peuvent co-opter P-gp pour se débarrasser des agents chimiothérapeutiques, ce qui limite considérablement l'efficacité de ces médicaments.

Dans des travaux antérieurs, le Dr McCormick et ses collègues ont découvert que la Salmonelle, une bactérie qui provoque une intoxication alimentaire, diminue la quantité de P-gp sur la surface des cellules intestinales. Parce que la Salmonelle a la capacité de croître de manière sélective dans les cellules cancéreuses, les chercheurs ont demandé s'il y avait un moyen d'utiliser la bactérie pour lutter contre la résistance à la chimiothérapie provoquée par la P-gp.

"Tout en essayant de comprendre comment la Salmonelle envahit l'hôte humain, nous avons fait cette autre observation qui peuvent être pertinents pour la thérapeutique du cancer et la multirésistance», a expliqué le Dr McCormick.

La Salmonelle et les cellules cancéreuses

Pour déterminer la composante bactérienne spécifique responsable de la réduction des niveaux de P-gp, les chercheurs ont été conçus de multiples souches mutantes de Salmonelle et ont testé leur effet sur les niveaux P-gp dans les cellules du côlon. Ils ont découvert qu'une souche de Salmonelle dépourvue de la protéine bactérienne SIPA a été incapable de réduire les niveaux P-gp dans le côlon de souris ou une lignée de cellules de cancer du côlon humain. La Salmonelle sécrète SiPa, ainsi que d'autres protéines, pour aider à la bactérie à envahir les cellules humaines.

Les chercheurs ont ensuite montré que le traitement avec la protéine SIPA seule amenait une diminution des niveaux P-gp dans des lignées cellulaires du cancer humain du , du cancer du , du cancer de la , et du lymphome.

Parce que la P-gp peut pomper des médicaments sur les cellules, les chercheurs ont ensuite cherché à déterminer si le traitement SiPa empêchait les cellules cancéreuses d'expulser les médicaments de chimiothérapie.

Quand ils ont traité les cellules cancéreuses du humaines avec les agents de chimiothérapie doxorubicine ou vinblastine, avec ou sans SiPa, ils ont constaté que l'ajout de SiPa a augmenté la rétention du médicament à l'intérieur des cellules. SiPa a également augmenté la sensibilité des cellules cancéreuses aux deux médicaments, ce qui suggère qu'il pourrait être utilisé pour améliorer la chimiothérapie.

«Grâce à des millions d'années de co-évolution, la Salmonelle a trouvé un moyen de retirer ce transporteur de la surface des cellules intestinales pour faciliter l'infection de l'hôte», a déclaré le Dr McCormick. "Nous avons capitalisé sur la capacité de l'organisme à remplir cette fonction."

Une imitation de Nanoparticules.

Il ne serait pas possible d'infecter les personnes avec la bactérie, et SiPa seule se dériorerait probablement rapidement dans la circulation sanguine, a expliqué Gang co-auteur Han, Ph.D., de l'Université du Massachusetts Medical School. Les chercheurs ont donc fusionné SiPa à des nanoparticules d'or, générant ce qu'ils appellent un synoptique de nanoparticules de Salmonelle. Ils ont conçu la nanoparticule pour améliorer la stabilité de SIPA, tout en conservant sa capacité à interagir avec d'autres protéines.

Dans un effort pour cibler les tumeurs sans endommager les tissus sains, les chercheurs ont utilisé une nanoparticule de taille spécifique qui ne devrait être en mesure que d'accéder au tissu tumoral en raison de son architecture faible. "En raison de cette propriété, nous espérons être en mesure d'éviter des effets négatifs sur les tissus sains», a déclaré le Dr McCormick. Un autre avantage de cette technologie est que la nanoparticule peut être modifiée pour améliorer le ciblage de la tumeur et réduire les risques d'effets secondaires, at-elle ajouté.

Les chercheurs ont montré que cette nanoparticule était 100 fois plus efficace que la protéine SiPa seule pour réduire les niveaux P-gp dans une lignée de cellules de cancer du côlon humain. La fonction améliorée de la nanoparticule est probablement due à la stabilisation des SiPa, a expliqué les chercheurs.

L'équipe a ensuite testé la nanoparticule dans un modèle murin de cancer du côlon, parce que ce type de cancer est connu pour exprimer des niveaux élevés de P-gp. Quand ils ont traité des souris porteuses de tumeurs avec la nanoparticule ainsi que la doxorubicine, les niveaux P-gp ont chuté et les tumeurs ont augmenté beaucoup moins que chez les souris traitées avec la nanoparticule ou doxorubicine seule. Les chercheurs ont observé des résultats similaires dans un modèle murin de cancer du humain.

Il y a des préoccupations au sujet de l'effet potentiel des nanoparticules sur les tissus normaux. "P-gp a évolué comme un mécanisme de défense" pour débarrasser les cellules saines de molécules toxiques, a déclaré Suresh Ambudkar, Ph.D., chef adjoint du Laboratoire de biologie cellulaire au Centre de NCI for Cancer Research. Il joue un rôle important dans la protection des cellules de la barrière sang-cerveau, du foie, des testicules et des reins. "Donc, lorsque vous essayez d'interférer avec cela, vous pouvez créer des problèmes», at-il dit.

Les chercheurs ont toutefois trouvé aucune preuve de l'accumulation de nanoparticules dans le cerveau, le cœur, les reins ou les poumons de souris, ni, a-t-il semblé, provoquer une toxicité. Ils ne constatent pas que les nanoparticules s'accumulent dans le foie et la rate, bien que cela ait été prévu, car ces organes filtrent le sang, a déclaré le Dr McCormick.

Avancer

L'équipe de recherche va de l'avant avec des études précliniques de la nanoparticule SiPa pour tester son innocuité et de toxicité, et d'établir des niveaux de dosage appropriés.

Toutefois, le Dr Ambudkar a noté, «le développement de la résistance aux médicaments dans les cellules cancéreuses est un processus multifactoriel. En plus des transporteurs ABC, d'autres phénomènes sont impliqués, tels que le métabolisme des médicaments." Et parce qu'il y a une grande famille des transporteurs ABC, un transporteur peut compenser si un autre est bloqué, at-il expliqué.

Au cours des 25 dernières années, des essais cliniques avec des médicaments qui inhibent la P-gp ont réussi à surmonter la résistance à la chimiothérapie, le Dr Ambudkar dit. Faire face à la question de la résistance multi-médicaments dans le cancer, il a continué, "ce n'est pas quelque chose qui peut être résolu facilement."

Le dr McCormick et son équipe ont également des activités de recherche afin de mieux caractériser et comprendre la biologie de SiPa. «Nous ne sommes pas naïfs au sujet de la complexité du problème," dit-elle. "Cependant, si nous en savons plus sur la biologie, nous croyons que nous pouvons finalement faire un meilleur médicament."

The DNA of our cells is continuously damaged by numerous external agents, such as carcinogens contained in tobacco smoke or UV radiation emitted by the sun. If left unrepaired, this damage leads to mutations which ultimately favor the emergence of cancerous cells, which is why the cell must rapidly and efficiently repair its DNA. To do so, the cell employs a battery of enzymes which must act in a synchronous fashion to identify and repair the damaged parts of its genome. The complexity of this process has long stumped researchers trying to understand the mechanisms at play.

Thanks to new nanotechnologies, a team of scientists which brings together both physicists and biologists has been able to film, in real-time, the enzymes that repair DNA damage. This work started in 2012, when the team focused on the initial steps of the DNA repair mechanism. Today the team has revealed, for the first time, the repair process in its entirety.

A special type of microscope, which makes it possible to both manipulate and observe single molecules of DNA and proteins, has enabled the team to observe a single DNA molecule, damaged by UV. They added to it the RNA polymerase enzyme, the one naturally responsible for "reading" the lengths of the DNA code and initiating production of protein from this DNA code, but which can get "stalled" if it reads a segment of damaged DNA. It is thanks to this "stalling" that the cell recognizes that the DNA has been damaged and launches its repair. In practical terms, the team of scientists was able to observe a series of four proteins (named Mfd, UvrA, UvrB and UvrC) successively interacting with the RNA polymerase and coordinating among themselves and the UV-damaged DNA to enact the latter's repair.

By determining the order in which these components acted and by characterizing the manner in which they "handed off" to each other in a kind of molecular relay-race, the team was able to define the critical steps of this process.

This work will ultimately lead to new applications, both in the fight against cancer and in efforts to treat pathogenic bacteria. Indeed, when cancer cells become resistant to chemotherapy or radiation therapy -- the purpose of which is to damage the DNA of cancer cells -- it is because these cancer cells have activated DNA repair and undone clinically-generated DNA damage. One can thus work towards preventing DNA repair during cancer therapy so as to prevent tumor resistance to therapy. It also turns out that some pathogenic bacteria, including those responsible for tuberculosis, use proteins very similar to Mfd to proliferate. Thus, identifying how these proteins work together to enact DNA repair could also be useful in fighting pathogenic bacteria.

---

L'ADN de nos cellules est constamment endommagé par de nombreux agents externes, tels que des agents cancérigènes contenues dans la fumée de tabac ou d'un rayonnement UV émis par le soleil. S'ils restent irréparés, ces dommages conduisent à des mutations qui favorisent finalement l'apparition de cellules cancéreuses, ce qui est la raison pour laquelle la cellule doit rapidement et efficacement réparer son ADN. Pour ce faire, la cellule utilise une batterie d'enzymes qui doivent agir de manière synchrone pour identifier et réparer les parties endommagées de son génome. La complexité de ce processus a longtemps laisser les chercheurs perplexes et essayant de comprendre les mécanismes en jeu.

Merci à de nouvelles nanotechnologies, une équipe de scientifiques qui réunit les deux physiciens et biologistes a pu filmer, en temps réel, les enzymes qui réparent les dommages de l'ADN. Ce travail a commencé en 2012, lorsque l'équipe est concentrée sur les premières étapes du mécanisme de réparation d'ADN. Aujourd'hui, l'équipe a révélé, pour la première fois, le processus de réparation dans son intégralité.

Un type spécial de microscope, qui permet à la fois de manipuler et d'observer des molécules simples d'ADN et de protéines, a permis à l'équipe d'observer une seule molécule d'ADN, endommagé par les UV. Ils ont ajouté à cette molécule l'enzyme polymérase de l'ARN, celui qui est naturellement responsable de la «lecture» des longueurs du code de l'ADN et d'initier la production de protéines à partir de ce code de l'ADN, mais qui peut resté "bloqué" s'il lit un segment d'ADN endommagé. C'est grâce à ce "calage" que la cellule reconnaît que l'ADN a été endommagé et lance sa réparation. En termes pratiques, l'équipe de scientifiques a pu observer une série de quatre protéines (appelées Mfd, UvrA, uvrB et UvrC) qui interagissent successivement avec l'ARN polymérase et se coordinent entre eux et avec l'ADN endommagé par les UV pour adopter la réparation de ce dernier.

En déterminant l'ordre dans lequel ces composants ont agi et en caractérisant la manière dont ils se sont succédé dans une sorte de relais moléculaire-course, l'équipe a été en mesure de définir les étapes critiques de ce processus.

Ce travail aboutira à de nouvelles applications, à la fois dans la lutte contre le cancer et dans les efforts pour traiter les bactéries pathogènes. En effet, lorsque les cellules cancéreuses deviennent résistantes à la chimiothérapie ou la radiothérapie - dont le but est d'endommager l'ADN des cellules cancéreuses - c'est parce que ces cellules cancéreuses ont activé la réparation d'ADN et défait les dommages à l'ADN cliniquement généré. On peut ainsi travailler à la prévention de réparation de l'ADN au cours de la thérapie du cancer afin d'éviter que la résistance de la tumeur au traitement. Il se révèle aussi que certaines bactéries pathogènes, y compris les responsables de la tuberculose, utilisent des protéines très semblables à Mfd pour proliférer. Ainsi, déterminer comment ces protéines travaillent ensemble pour adopter la réparation de l'ADN pourrait également être utile dans la lutte contre les bactéries pathogènes.

LONDRES, Royaume-Uni – Bloquer certaines protéines rendrait la chimiothérapie plus efficace, selon une étude menée par des chercheurs britanniques.


Les auteurs de ces travaux ont constaté que lorsque la protéine nommée TGFBI était présente en moins grande quantité pendant le traitement au paclitaxel, celui-ci fonctionnait mieux dans les cas de cancer des et du .

Cette protéine envoie des signaux qui stabilisent les microtubules, minuscules éléments qui sont à la base de la structure des cellules. Les scientifiques ont remarqué que bloquer d’autres protéines avait aussi le même effet.

Cette découverte est d’autant plus intéressante qu’avec le temps, certaines tumeurs développent une résistance aux traitements de chimiothérapie. Supprimer les protéines permettrait au paclitaxel de continuer à combattre les tumeurs, ont indiqué les chercheurs.

«Éliminer la résistance aux médicaments est un défi pour les scientifiques dans la lutte contre le cancer, explique le Dr Julie Sharp du Cancer Resarch UK. Déchiffrer la génétique du cancer de façon à savoir pourquoi un patient répond au traitement et un autre non nous aidera à mieux circonscrire le problème.»

«Cette approche pourrait contribuer à développer des traitements présentant moins d’effets secondaires et constituer une bouée de sauvetage pour les patients qui ont cessé de répondre aux traitements de chimiothérapie conventionnels», ajoute-t-elle.

Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue scientifique Cancer Research.

Merci pour tout cela Denis.

On l'attend effectivement ce fameux traitement qui va guérir les cancers mas je crois qu'il faudra attendre, et c'est vrai que l'espoir fait du bien.
Ton site m'aide beaucoup, tout les jours je viens lire les nouvelles (Je deviens Junkie... de l'information...), et je vais voir aussi les autres registres de ton site (cuisine etc.....).

Cette recherche et découverte potentiel sur le méchanisme de résistance au Taxol (Paclitaxel je crois) est une très bonne chose, dans l'espoir que les Hôpitaux et clinicien se mettent de suite au travail sur l'analyse de ces chercheur qui ont trouver, peut être, la faille ces cellules cancéreuses dans leurs résistance à ce traitement qui est utilisé par tous et toute (Le Taxol)

Merci également à Optimiste pour son mot, j'ai bien compris tout cela et ferait au mieux.

Très bonne journée et a ++
ACHILLE

okok

Salut Achille,

J'ai cherché un peu avec les mots "résistance au Taxol et j'ai trouvé quelque chose d'intéressant :

Citation :

MicroRNA-125b confers the resistance of breast cancer cells to paclitaxel through suppression of pro-apoptotic Bcl-2 antagonist killer 1 (Bak1)
Ming Zhou1, Zixing Liu1, Yuhua Zhao1, Yan Ding1, Hao Liu1, Yaguang Xi1, Wei Xiong2, Guiyuan Li2, Jianrong Lu3, Oystein Fodstad4, Adam I Riker5 and Ming Tan6,*
+ Author Affiliations

1 Mitchell Cancer Institute,University of South Alabama, United States;
2 Cancer Research Institute, Central South University, China;
3 Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Florida, United States;
4 Institute for Cancer Research,The Norwegian Radium Hospital, Norway;
5 Ochsner Cancer Institute, Ochsner Health System, United States;
6 Mitchell Cancer Institute, University of South Alabama, United States
* Corresponding author; email: mtan@usouthal.edu
Abstract

Paclitaxel (Taxol) is an effective chemotherapeutic agent for treatment of cancer patients. Despite impressive initial clinical responses, the majority of patients eventually develop some degree of resistance to Taxol-based therapy.


Le Paclitaxel ou Taxol est une chimothérapie efficace pour le traitement du cancer. Mais en dépit de réponses cliniques impressionnantes, la majorité des patientes développent une résistance (différents degrés) au Taxol.  


The mechanisms underlying cancer cells resistance to Taxol are not fully understood. MicroRNA (miRNA) has emerged to play important roles in tumorigenesis and drug resistance. However, the interaction between the development of Taxol resistance and miRNA has not been previously explored.


Le mécanisme sous0jacent à la résistance des cellules cancéreuses n'est pas pleinement compris. In microARN a émergé comme jouant un rôle important dans la tumérisation et la résistance au médicament, l'interaction entre le médicament et les ARNs nA'vaient pas été exploré auparavant.

In this study, we utilized a miRNA array to compare the differentially expressed miRNAs in Taxol-resistant and their Taxol-sensitive parental cells. We verified that miR-125b, miR-221, miR-222, and miR-923 were up-regulated in Taxol-resistant cancer cells by real-time PCR.

Dans cette étude, nous avons utilisé un essai sur les micros ARNs pour comparer les plus exprimés dans la résistance au Taxol et aux cellules sensible au Taxol. Nous avons trouvé que le miR-125b, le miR-221, le miR-222 et le miR-923 étaient sur-exprimé dans la résistance au Taxol en temps réel.

We further investigated the role and mechanisms of miR-125b in Taxol resistance. We found that miR-125b was up-regulated in Taxol-resistant cells, causing a marked inhibition of Taxol-induced cytotoxicity and apoptosis, and a subsequent increase in the resistance to Taxol in cancer cells.

Nous avons invetigé le rôle et le les mécanismes du miR-125b dans la résistance au Taxol.nous avons découvert que le miR-125b était sur-exprimé dans les cellules résistantes au Taxol ce qui causait une inhibition dans la toxicité du taxol et dans l'apoptose (suicide des cellules) en découlant. Ceci entraine et explique le phénomène de la résistance au Taxol.

Moreover, we demonstrated that the pro-apoptotic Bcl-2 antagonist killer 1 (Bak1) is a direct target of miR-125b. Down-regulation of Bak1 suppressed Taxol-induced apoptosis and led to an increased resistance to Taxol. Restoring Bak1 expression by either miR-125b inhibitor or re-expression of Bak1 in miR-125b overexpressing cells recovered Taxol sensitivity, overcoming miR-125-mediated Taxol resistance. Taken together, our data strongly supports a central role for miR-125b in conferring Taxol resistance through the suppression of Bak1 expression. This finding has important implications in the development of targeted therapeutics for overcoming Taxol resistance in a number of different tumor histologies.


De plus, nous avons démontré que Bcl-2 (pro-apoptose et antagoniste de Bak-1) est une cible pour le mir-125b. La régulation à la baisse de Bak-1 supprime l'apoptose induite par le Taxol et conduit à une résistance plus forte au Taxol. Restaurer l'expression se BAk-1 soit par des inhibiteurs de miR-125b soit en  ré-exprimant celle-ci ferait retrouver la sensibilité au Taxol et metrait fin à résistance au TAxol. En résumé nos données suggèrent un rôle central pour le miR-125b qui conferre la résistance au taxol par la supression de Bak-1. Cette découverte a d'importantes implications dans le développement de thérapies ciblées pour vaincre la résistance au taxol.


Received November 15, 2009. Accepted May 11, 2010.

Je vais resté vigilant sur le sujet et pour voir si on annonce un inhibiteur de miR-125b. Je sais le stress que tu vis avec ton double, j'ai peur pour ma propre peau et je trouve toujours que ça n'avance pas leurs recherches mais je me dis qu'un beau matin ça peut arrivere comme un coup de tonnerre dans un ciel bleu : le médicament qui vaincrait la plupart des cancers, entk ça meprend un petit peu d'espoir pour continuer à vivre et l'espoir quand on le partage, il a ceci de particulier qu'il ne se divise pas mais se multiplie. Bonne journée à vous deux.

Voir ici aussi