Recherche et mécanismes d'action de dérivés pro-apoptotiques et anti-angiogéniques dans des leucémies lymphoïdes chroniques B
Institution:
Paris 5Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
B-cell chronic lymphocytic leukaemia (or B-CLL), the most widespread leukaemia in the adult in the Western countries, remains currently an incurable disease. It is defined by accumulation in the blood and medullary compartments of the patients of CD5+ CD23+ B lymphocytes blocked in G0/G1 phase of the cell cycle. This accumulation is not due to an enhanced proliferation, but results from a defect of apoptosis. Multiple mechanisms are involved, in particular our team has shown an anti-apoptotic action of nitric oxide, or NO, produced by inducible NO synthase (NOS-II) expressed constitutively by the tumoral cells. I thus attempted to look for and study compounds able to induce apoptosis in B-CLL cells, in particular via their interference with the NO pathway. My choice was made on two families of molecules of natural origin for their suspected capacities of modulation of the NOS-II. First I studied polyphenols, the proptotype of which is resveratrol (RSV), and a phloroglucinol, hyperforin (HF). I showed that RSV, its dimer e-viniferin and their acetates derivatives thought to be more permeant, resveratrol triacetate (RSV-TA) and viniferin pentaacetate (VNF-PA), had a marked pro-apoptotic activity on the leukemic B-CLL B cells, correlated with an inhibition of NOS-II expression and reduction of NO production in these cells. Another compound held our attention, hyperforin (HF). This compound, purified from Saint John's wort (Hypericum perforatum), has been used for a long time in traditional medicine, in particular as an antidepressant. I established that HF was able, like polyphenols and flavonoids, to inhibit NOS-II expression and to induce apoptosis in CLL cells. Moreover, I highlighted that HF inhibited some of ABC transporters (ATP-binding-cassette) activity, the role of which in the resistance to chemotherapies is well established. Another aspect makes us think that these molecules can have a real therapeutic interest. They are able to inhibit the production by B-CLL cells of matrix metalloprotease 9, MMP-9, an important enzyme in the process of neo-angiogenesis in this leukaemia. Indeed, even in this haematologic tumour, an increase in the number of medullary capillaries and neo-angiogenesis can be observed. Our derivatives, especially HF, significantly decreased the release of MMP-9 in the supernatants of leukaemic cells in culture. In addition HF is able, in vitro, to inhibit the formation of pseudo-tubules by endothelial cells derived from human bone marrow placed on a substrate of Matrigel (reduction of the number and the length of these tubules). Thus, we highlighted that natural compounds can induce apoptosis in B-CLL. Joined to their anti-angiogenic capacity, these derivatives could possibly lead to new therapeutic approaches in this pathology.
Abstract FR:
La Leucémie Lymphoïde Chronique B (ou LLC-B), leucémie la plus répandue chez l'adulte dans les pays occidentaux, reste actuellement une maladie incurable. Elle est définie par l'accumulation dans les compartiments sanguins et médullaires des patients de lymphocytes B CD5+ CD23+ bloqués en phase G0/G1 du cycle cellulaire. Cette accumulation n'est donc pas due à une anomalie de la prolifération, mais résulte essentiellement d'un défaut d'apoptose. Celui-ci fait intervenir des mécanismes multiples, notamment une action anti-apoptotique démontrée par notre équipe du monoxyde d'azote, ou NO, produit par une NO synthase inductible ou NOS-II exprimée de manière constitutive dans les cellules tumorales. Je me suis donc attachée à rechercher et étudier des agents capables d'induire le processus d'apoptose dans les LLC-B, notamment via leur interférence avec la voie NO. Mon choix s'est porté sur deux familles de molécules d'origine naturelle végétale dont nous suspections des capacités de modulation de la NOS-II. Il s'agit des polyphénols d'une part, dont le proptotype est le resvératrol (RSV), d'autre part d'un phloroglucinol, l'hyperforine (HF). J'ai montré que le RSV, son dimère la e-viniférine, ainsi que leurs dérivés acétates plus perméants, resvératrol triacétate (RSV-TA) et viniférine pentaacétate (VNF-PA), exercent une activité pro-apoptotique marquée sur les LLC-B, corrélée à une inhibition d'expression de la NOS-II dans les cellules LLC-B et une diminution de leur production de NO. Un autre composé a retenu notre attention : l'hyperforine (HF). Ce composé est purifié à partir du millepertuis (Hypericum perforatum), utilisé depuis longtemps dans la médecine traditionnelle, notamment comme antidépresseur. J'ai établi que l'HF était capable, comme les polyphénols et les flavonoïdes, d'inhiber l'expression de la NOS-II et d'induire l'apoptose des cellules de LLC. D'autres part, j'ai mis en évidence que l'HF inhibait l'activité de certaines pompes ABC (ATP-binding-cassette), dont le rôle dans la résistance aux chimiothérapies est bien établi. Un autre aspect nous fait penser que ces molécules peuvent avoir un réel intérêt thérapeutique. Elles sont en effet capables d'inhiber la production par les cellules de LLC-B de " matrix metalloprotease 9 ", MMP-9, une enzyme importante dans le processus de néo-angiogénèse médullaire de cette leucémie ; en effet, même dans cette tumeur hématologique, on observe une augmentation du nombre de capillaires médullaires et de la néo-angiogénèse. Nos dérivés, surtout l'HF, diminuent significativement le relâchement de MMP-9 dans les surnageants de culture des cellules leucémiques. L'HF est par ailleurs capable, in vitro, d'inhiber la formation de pseudo-tubules par les cellules endothéliales dérivées de moelle osseuse humaine placées sur un substrat de Matrigel (diminution du nombre et de la longueur de ces tubules). Ainsi, nous avons mis en évidence des composés naturels qui induisent l'apoptose des LLC-B. Jointes à leur capacité anti-angiogénique et vasculogénique, ces dérivés pourraient éventuellement déboucher sur de nouvelles approches thérapeutiques dans cette pathologie.