L'ELLIPTICINE, UNE (ANCIENNE) SOURCE DE NOUVEAUX ANTICANCÉREUX
Article modifié le
23/12/2010
Impliquée dans de multiples voies de signalisation, la protéine CK2 est dérégulée dans de nombreux types cancers. Son inhibition par de petites molécules constitue une stratégie thérapeutique potentielle séduisante.
Des travaux associant différentes équipes françaises dont celle du Docteur Claude Cochet (Inserm U873, iRTSV, CEA Grenoble), labellisée par la Ligue depuis 2004, ont permis d’identifier de telles molécules(1). Dérivant de l’ellipticine, un anticancéreux d’origine végétale, ces composés inhibent la prolifération cellulaire in vitro et exercent chez l’animal un effet antitumoral important. Ces résultats pourraient être à l’origine d’une nouvelle famille de candidats médicaments anticancéreux.
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L’ellipticine
L’ellipticine est un alcaloïde isolé en 1959 à partir d’une plante d’origine tropicale, Ochrosia elliptica. Sa synthèse chimique a été réalisée dès l’année de sa découverte. L’activité anitumorale de cette molécule a été mise en évidence à la fin des années 1960. Elle s’explique par différents mécanismes : l’introduction de cassures dans l’ADN et la perturbation des processus de recopie et d’expression du génome (réplication et transcription). Un de ces dérivés le Celiptium© pouvait être prescrit au début des années 1990 dans le traitement du cancer du sein métastatique. Son importante toxicité fait qu’il n’est plus utilisé aujourd’hui. Le mode d’action biologique qui vient d’être mis en évidence par l’équipe de Claude Cochet est beaucoup plus ciblé. Il est lié à la parfaite adéquation entre la structure des dérivés de l’ellipticine et l’enzyme CK2 (voir illustration). La structure plane d’un dérivé de l’ellipticine (représenté en vert) lui permet de s’engager dans le site actif de la CK2 et de l’occuper (crédit image : CEA) |
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Croître, se différencier, se multiplier puis mourir… Toutes ces étapes de la vie cellulaire sont étroitement régulées par des réseaux de contrôle où l’information circule sous la forme de messages, de signaux biochimiques. Un de ces signaux, la phosphorylation, consiste en l’ajout d’un groupe phosphate (PO43-) sur certaines des molécules impliquées dans les fonctions cellulaires. Dans la cellule, la phosporylation des protéines est catalysée par une vaste famille d’enzymes appelées protéines kinases. Une de ces enzymes, la protéine kinase CK2, est capable de phosphoryler plus de 300 molécules différentes ! Elle se trouve ainsi placée à la croisée de multiples voies cellulaires et joue un rôle critique dans toutes les grandes fonctions cellulaires mais également dans le processus de cancérisation. Et, de fait, une activité trop élevée de cette enzyme est une caractéristique observée dans le cancer de la prostate, celui du sein ou encore la leucémie myéloïde aiguë. La CK2 est donc aujourd’hui considérée comme une cible thérapeutique potentielle. Toutefois, malgré cet intérêt, peu de composés susceptibles de présenter un effet antitumoral en l’inhibant in vivo ont pu être identifiés.
Dérivés mais plus actifs…
Pour trouver de nouveaux inhibiteurs de CK2, les chercheurs ont testé des composés chimiques regroupés dans des collections de molécules, des chimiothèques. Une première étape de criblage leur a permis de constater qu’un composé déjà connu pour certaines propriétés anti-tumorales, l’ellipticine, pouvait également inhiber CK2. Partant de ce résultat, les scientifiques ont réduit leur champ d’investigation aux dérivés de l’ellipticine en cherchant à identifier des composés dotés de propriétés encore supérieures à la molécule modèle. Ce criblage « orienté », réalisé sur la chimiothèque de l’institut Curie, s’est révélé fructueux avec l’identification de molécules présentant un pouvoir d’inhibition 10 à 50 fois supérieur à celui de l’ellipticine. De plus, le mode d’action de ces molécules est beaucoup plus ciblé que celui initialement mis en évidence pour l’ellipticine. Il est lié à leur parfaite adéquation avec la partie de l’enzyme, son site actif, directement impliquée dans la réaction de phosphorylation. In vitro ces dérivés de l’ellipticine sont capables de bloquer la prolifération cellulaire. De façon encore plus intéressante, un de ces composés testé sur des souris porteuses d’un glioblastome humain a démontré un effet antitumoral tout en étant bien toléré par l’animal.
Connue depuis une cinquantaine d’année, l’ellipticine est une molécule dont la synthèse et la modification sont aujourd’hui bien maîtrisées par les chimistes. Cette caractéristique et les nouvelles activités biologiques mises en évidence grâce à ces travaux devraient permettre la conception de candidats médicaments innovants.
(1) R. Prudent, V. Moucadel, CH Nguyen et al.,Cancer Research, 2010, 70(23), 9865-9874
Les protéines kinases
Elles forment une vaste famille d’enzymes - un peu plus de 500 sont codées par notre génome - assurant par leur activité la transmission d’informations essentielles au fonctionnement des cellules. Ce rôle prépondérant dans la régulation de la vie cellulaire fait que leur dysfonctionnement, une activité trop importante ou trop réduite, se trouve associé à de nombreuses maladies, qu’elles soient métaboliques, neurodégénératives ou cancéreuses, etc. Dans le domaine du traitement des cancers, l’utilisation de molécules inhibant les protéines kinases constitue une approche thérapeutique dite « ciblée » car
visant un mécanisme précis du processus de cancérisation. Depuis le début des années 2000, cette stratégie a permis la conception de plusieurs dizaines d’inhibiteurs dont certains comme l’imatinib (Glivec®) ou la trastuzumab (Herceptine®) ont eu un impact majeur sur la prise en charge médicamenteuse de la maladie.
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Le docteur Claude Cochet est responsable de l’équipe « Structure et fonctions cellulaires de la protéine kinase CK2» au sein du laboratoire « transduction du signal signalisation calcique et phosphorylation» (Unité mixte CEA - Inserm - Université Joseph Fourier) à Grenoble. Cette équipe a bénéficié de trois périodes de labellisations par la Ligue 2004-2006, 2007-2009, 2010-2012. Ses travaux ont notamment permis de démontrer qu’une expression trop élevée de CK2 était corrélée au grade évolutif de différents cancers. Ils ont également contribué à la caractérisation de plusieurs familles de molécules qui pourraient constituer des candidats médicaments dirigés contre cette enzyme.
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