Exploration du tandem CD44/E-sélectine : Implications dans la chimiorésistance et la migration des cellules de Leucémies Aiguës Lymphoblastiques T et B.

Les leucémies aiguës lymphoblastiques sont des cancers du sang dont le pronostic diffère grandement entre les patients jeunes et âgés. En effet, l’intensification de la chimiothérapie menée ces dernières années a permis d’améliorer la survie et la rémission des patients (superieur à 85% pour les enfants ; seulement 50% chez les adultes). L’une des explications de ces différences de survie propose que des facteurs physiologiques produits par le corps influencent la résistance des cellules leucémiques aux traitements. Si les cellules leucémiques se propagent dans la quasi-totalité des différents organes du patient, le tissu d’expansion de prédilection reste malgré tout la moelle osseuse, retrouvée dans les os. Or, la moelle osseuse est un environnement qui évolue grandement au cours du vieillissement. Il est par exemple pauvre en adipocytes (cellules graisseuses) à la naissance et devient très riche en ces cellules avec l’âge. Dans les os riches en adipocytes, les cellules leucémiques deviennent « dormantes » ce qui s’accompagne d’une résistance aux agents utilisés en chimiothérapie. Des travaux récents montrent que, dans ce contexte, les cellules leucémiques « dormantes » présentent l’expression forte d’une protéine de surface dont la fonction majeure est d’être un récepteur à une protéine exprimée à la surface des cellules endothéliales, qui tapissent les vaisseaux sanguins. Différents arguments laissent penser que cette liaison à la protéine endothéliale est utilisée par les cellules leucémiques pour échapper à la chimiothérapie. On parle alors de « niche chimiorésistante ». Notre projet a pour vocation de mieux comprendre ce mécanisme propice à la chimiorésistance des cellules leucémiques et de proposer l’inhibition de cette liaison comme piste thérapeutique. Le repositionnement d’une molécule utilisée en essai clinique sur une autre pathologie sanguine, qui empêche toutes les interactions avec la protéine des cellules endothéliales, semble être très pertinente dans notre contexte. Nous proposons donc son association à la chimiothérapie conventionnelle pour déloger les cellules leucémiques de leur niche chimiorésistante.

La rechute des leucémies aiguës lymphoblastiques est un enjeu majeur dont il faut améliorer la prise en charge. À ce jour, quelques thérapies innovantes commencent à émerger mais leurs limites apparaissent déjà puisque quelques cas de résistance sont relatés. L’ultime alternative proposée aux patients est la transplantation de cellules souches hématopoïétiques provenant d’un donneur compatible, qui est curative mais ne concerne qu’une partie des patients, principalement des patients jeunes. Les avancées récentes de la recherche permettent de proposer d’autres pistes thérapeutiques aux patients. Malgré tout, ces dernières présentent des limites, ainsi une meilleure compréhension de la chimiorésistance est nécessaire pour proposer de nouveaux traitements aux patients pour lesquels la réponse aux traitements conventionnels n’est pas pleinement satisfaisante. Récemment, une entreprise a développé une molécule spécifiquement dans le but d’empêcher l’interaction du couple ligand/récepteur qui nous intéresse. Cette molécule est actuellement utilisée dans un essai clinique pour son rôle pertinent permettant d’empêcher la formation de caillot sanguin dans la drépanocytose, une maladie génétique héréditaire touchant les globules rouges. La validation de l’intérêt d’inhiber cette interaction dans le cas des leucémies aiguës lymphoblastiques pourrait rendre éligible ce type de cancer du sang à un essai clinique étendu. De façon plus large, les traitements actuels proposés aux patients sont majoritairement développés pour cibler la cellule cancéreuse. Mais l’ensemble des connaissances démontre que la cellule cancéreuse communique avec son environnement cellulaire et qu’aujourd’hui, la thérapie innovante se doit d’intégrer cette vision d’ensemble. C’est exactement l’objectif de notre étude.

Les animaux seront soumis au maximum à : – Une injection de cellules leucémiques de patients. Cet acte, qui ne dure que quelques secondes, est effectué sous sédation. Cette injection est un acte unique dans toutes les procédures. – Selon les procédures, les souris subiront ensuite une injection d’agents utilisés en chimiothérapie conventionnelle selon le même protocole que pour l’injection de cellules leucémiques. Cet acte effectué sous sédation ne dure que quelques secondes. – Selon les procédures, les souris subiront également l’injection (durée : 5 secondes) dans la cavité abdominale, d’autres drogues utilisées en chimiothérapie conventionnelle. La molécule à tester sera quant à elle injectée en sous-cutanée (durée de l’acte : 5 secondes). L’application d’un anesthésique local précèdera l’ensemble des ces injections qui seront toutes réalisées sur des souris vigiles. Selon les procédures, le nombre d’injections va de 1 à 16. – Enfin un prélèvement de moelle osseuse sera effectué sous sédation et analgésie. Pendant l’acte, les souris sont maintenues sur un tapis chauffant afin de réguler leur température. Ce prélèvement est effectué une seule fois dans l’ensemble des procédures. L’injection en sous-cutanée de l’analgésique est effectuée juste avant la sédation. Cet acte prend 1 à 2 minutes.

Notre expérience dans la réalisation de protocoles similaires dans un modèle murin, nous permet de nous attendre à des nuisances modérées sur les animaux utilisés dans ce projet. Plusieurs points sont à retenir : – Puisque l’injection des cellules leucémiques et/ou de certaines drogues utilisées en chimiothérapie est effectuée sous sédation, le stress provoqué à l’animal est principalement lié à la contention avant anesthésie. C’est pourquoi nous mettons en place une autre technique pour le transfert des animaux de leur cage vers la cage de sédation, sans contention par l’intermédiaire d’un tube de transfert dans lequel viennent se loger les animaux. Malgré tout, une douleur peut être engendrée par la piqure au site d’injection, comme c’est le cas pour les patients traités par certaines chimiothérapies. – L’expansion leucémique des cellules de patients dans le modèle murin provoque à long terme une perte de poids de l’animal ainsi qu’une augmentation de la taille de la rate. En point ultime d’expérience, nous notons parfois une prostration/manque de mobilité de l’animal. – La chimiothérapie utilisée provoque également une perte de poids liée à l’ensemble des effets adverses des agents utilisés. – Enfin, le prélèvement de moelle osseuse est le geste le plus invasif effectué dans nos procédures. Ce geste se fait au niveau des fémurs, la mise en place d’un traitement analgésique est associé.

L’ensemble des animaux utilisés dans nos procédures seront euthanasiés soit dès la fin des traitements soit dès apparition de signes de souffrance au cours de la courbe de survie. Notre étude porte sur l’importance de la liaison d’un couple récepteur/ligand dans la moelle osseuse des cellules leucémiques chimiorésistantes. L’euthanasie est donc nécessaire pour récupérer les cellules leucémiques retrouvées dans les différentes moelles osseuses. C’est pourquoi, lors de l’euthanasie des animaux, plusieurs os (fémurs, vertèbres thoraciques et vertèbres caudales) seront prélevés pour en extraire les cellules leucémiques et/ou pour effectuer des coupes histologiques permettant d’analyser finement la localisation des cellules leucémiques dans la moelle osseuse.

Nous utiliserons des souris immunodéficientes adultes que nous utilisons au laboratoire depuis de longues années, pour leur incapacité à rejeter la greffe de cellules d’une espèce étrangère, ici de cellules humaines. Outre l’absence de rejet, ce modèle est pertinent pour l’étude des cancers du sang puisqu’il est capable de récapituler l’expansion leucémique de patients dans un modèle vivant. Les cellules de patients interagissent alors avec l’ensemble des constituants cellulaires et moléculaires de l’animal au même titre qu’une cellule leucémique interagit avec son environnement chez le patient. L’utilisation d’un tel modèle permet également d’adresser une question majeure qui est celle de la diversité inter-individus pour une même maladie. En effet, le terme générique de « leucémie » intègre un ensemble de sous-groupes de leucémies. Au sein de chaque sous-groupe, il est également admis qu’il existe une multitude de sous-sous-groupes de la même pathologie. Ainsi, pour une même maladie, deux patients peuvent avoir une réponse totalement différente aux traitements. Contrairement aux modèles strictement murins dans lesquels se développent une leucémie murine, le modèle de transplantation de cellules humaines chez des souris immunodéficientes permet d’aborder la diversité inter-patients et ainsi devenir un modèle préclinique de référence. L’utilisation de souris immunodéficientes adultes permet l’étude de la maladie humaine dans un environnement murin bien défini/décrit et compris dans la littérature.