La néoangiogenèse tumorale

DPRB 2010
La néoangiogenèse tumorale
Claude Linassier
Centre Kaplan, Faculté de Médecine, Tours
18 novembre 2010

Généralités sur l’angiogenèse
Peter Carmeliet, NATURE|Vol 438|15 December 2005|

La néo-angiogenèse
• Dormance tumorale
• Nécrose au-delà de 1-2mm 3 (ex: drosophile, caenatorbitis
elegans)
• Voies de dissémination métastatique
– Lymphatiques
– Sanguine
• Dérivation du système vasculaire du sujet
• Développement intra-tumoral
– Nutrition, échanges, oxygénation
– Immunité
– Croissance de la tumeur et dissémination
– Cible thérapeutique +++

Modèle de la cornée de lapin

Chambres cutanées

Pénétration de la tumeur par les
vaisseaux au stade invasif
In situ
Invasion

Anomalies des vaisseaux intra
tumoraux
• Diminution de la cohésion des cellules endothéliales
• Anomalies de répartition et de couverture des péricytes
• Anomalies de la lame basale (fenêtrée, couches multiples)
• Anomalies de répartition des vaisseaux
• Conséquences
– Fuites sanguines
– Œdème
– Ischémie, nécrose
– Passage de certains médicaments
• Zone d’échange importante pour l’embolisation des
cellules métastatiques

Extravasation sanguine
oedème

Hypoxie tumorale
pO2
pH

Le switch angiogénique
INHIBITEURS
Progression tumorale
Facteurs extrinsèques
hormones
inflammation
cytokines
STIMULI
Trombospondine
Endostatine
Angiostatine, vasostatine
Interférons
TIMP
IL10, IL12
Platelet factor 4
VEGF +++
FGF
PDGF
EGF
HGF
Dormance -> prolifération
TGF-
IGF
Angiopoïetin-1
Angiogénine
IL8
G-CSF, GM-CSF

Secretion de
facteurs
angiogéniques
VEGF +++
Tumeur
CO 2
Hypoxie
COX–2
NO
Oncogènes
Dégradation
protéolytique de le
matrice extracellulaire

Croissance tumorale
Néovascularisation

Joyce E. Rundhaug*,
J. Cell. Mol. Med. 9, 2005, 267-285

Le VEGF

La famille VEGF
• Facteur de croissance des cellules endothéliales
• 5 gènes différents : VEGF-A, VEGF-B, VEGF-C, VEGF-
D, VEGF-E
• VEGF-A est le mieux connu
• Propriétés :
– Augmente la perméabilité capillaire
– Favorise la migration des cellules endothéliales
– Augmente la synthèse des enzymes protéolytiques, leur sécrétion
et leur activation
– Rôle dans la maturation et la survie des cellules endothéliale

VEGF et ses récepteurs
• VEGF-R1 ou Flt-1
– 180 kDa
– Cellules endothéliales sanguines
• VEGF-R2 ou Flk-1 ou KDR
– 200 kDa
– Cellules endothéliales sanguines
• VEGF-R3 ou Flt-4
– cellules endothéliales lymphatiques

VEGF-R

NEUFELD, FASEB J, 1999, 13, 9-22

PLGF VEGF-B VEGF-A VEGF-C et D
Récepteur soluble R1
VEGF-D
VEGF-A
VEGF-A
VEGF-R1
Macrophage
Migration
VEGF-R1 VEGF-R2 VEGF-R3
Cellule endothéliale sanguine
Effet leure
Induction
d’uPA,MMP9
Relargage de
FC
Prolifération
Migration
Survie
angiogenèse
lymphatique
VEGF-A, PLGF, VEGF-B
VEGF-R1
et R2
Migration, survie
Progéniteur médullaire, blaste

Le gène du VEGF-A : chromosome 6p12
Edmund Tischer et al., J Biol Chem, 1991, 266. 11947-54,

VEGF-A
• 8 exons, 7 introns
• Splicing alternatif
– VEGF 121 (-E6-7), VEGF 165 (-E6), VEGF 189 , VEGF 206
– VEGF 145 , VEGF 183 moins fréquents
• Nombreux polymorphismes dans les introns : sécrétion ~
• VEGF : 45kD liaison à l’héparine
– VEGF189 et VEGF206 : basique++, héparine++
• Liaison à la Matrice extra-cellulaire
• Clivage plasmine en C-terminal
– VEGF 121 : acide, libre++, ne se lie pas à l’héparine, perte activité
biologique (souris VEGF121/121 léthales)
– VEGF 165 intermédiaire libre et lié

VEGF
Perméabilité vasculaire
Fenestration
Influx Ca++
vasodilatation
+
VEGF-R
CFU-GM
+
-
Cellules dendritiques
Lignée lymphocytaire B
Repopulation de
la moelle osseuse
(Souris knock-out)
Cellules myéloïdes
immatures

Régulation
• pO2
– mRNA du VEGF
– Rôle essentiel de HIF-1 (hypoxemia inducible factor 1) et de VHL
• Facteurs de croissance et oncogènes
– Up-régulation par des facteurs de croissance (autocrine et paracrine ?)
• EGF (epidermal growth factor)
• TGF-α et TGF-β
• KGF (keranitocyte growth factor)
• IGF-1
• FGF (fibroblast growth factor)
• PDGF
– Up-régulation par des cytokines de l’inflammation
• IL-1α, IL-6
– Mutation ou amplifications de ras

NORMOXIE
Pro Asn
HIF-α
HYPOXIE
+
Prolyl-hydroxylases
-
OH
OH
Pro Pro
HIF-α
Asn
OH
HIF-α
Complexe
VHL
+ Ub
OH OH
Pro Asn
HIF-α
Asn
OH
HIF-α
HIF-β
P300/CBP
Dégradation
par le
protéasome
VEGF PDGF TGF- α Epo CXCR4
C. endothéliales Péricytes
Angiogenèse
C. Stromales
C. Tubulaires rénales
Tumorigenèse

Régulé +++
Domaines de transactivation
lorsque lié à HIFβ
}
Dimérisation et liaison ADN
Non régulé
bHLH : basic helix-loop-helix
PAS : per ARNT sim (HIF β)

Maladie de von Hippel Lindau
(VHL muté hétérozygote)
Sporadique
• Doublement muté
dans la tumeur
• Non muté ailleurs
• Non familial
• Rein : unique
• Pas d’autres
anomalies
Von Hippel Lindau
• Doublement muté
dans la tumeur
• Mutation hétérozygote
• familial
• Rein : multiples
• Hémangioblastomes
• Phéochromocytome
• kyste épididyme
• Pancréas
• tumeur du sac
endolymphatique
• etc.

Cul 2
Elo Elo
B C
α
β
pVHL
Rbx1
E2
OH OH
Pro Asn
Ub
HIF-α
elongin B (Elo B)
elongin C (Elo C)
Ring-box 1 (Rbx1 ou ROC1 or Hrt1)
Cullin 2 (Cul 2)
Cul 2
Elo Elo
B C
pVHL
Rbx1
E2
OH OH
Pro Asn
HIF-α
Complexe VHL
OH OH
Pro Pro
HIF-α
asn
OH
Protéasome
polyubiquitination
P300/CBP
Maladie de VHL
OH
OH Pro
HIF-α
HIF-β
P300/CBP
Angiogenèse
Tumorigenèse

NORMOXIE
+
Pro Asn
HIF-α
Prolyl-hydroxylases
-
OH OH
Pro Pro
HIF-α
Asn
OH
HIF-α
Complexe
VHL
HIF-α
HIF-β
P300/CBP
VEGF PDGF TGF- α Epo CXCR4
C. endothéliales Péricytes
Angiogenèse
C. Stromales
C. Tubulaires rénales
Tumorigenèse

Rôle des chémokines

Role des métalloprotéases
Madeleine M. Handsley and Dylan R. Edwards* Int. J. Cancer: 115, 849–860 (2005)

Le PDGF est le facteur de
croissance des péricytes
Stabilisation des néovaisseaux

ROLE DU PDGF
(Abramson A, J Clin Invest 2003, 112, 1142-51)
Fibrosarcome T241
Souris sauvage
Vaisseaux avec péricytes
et CML
Souris PDGF-B ret/ret
Vaisseaux sans péricytes
et CML

L’angiogenèse tumorale : une nouvelle cible
thérapeutique en cancérologie
• Angiogenèse
– Formation de nouveaux vaisseaux à partir
– d’un réseau vasculaire pré-existant
– Nécessaire à la croissance tumorale et au
– phénomène métastatique
• L’angiogenèse est un phénomène complexe
– Nécessite l’interaction coordonnée entre différentes
– protéines, différentes voies signalétiques et
– différents types cellulaires
– Chacune de ces étapes constitue une cible
– thérapeutique potentielle

Traitements antiangiogéniques

Inhiber la voie du VEGF

Inhibiteurs
Code
Nom
Cible
Description
Voie
Développement clinique
Bevacizumab
Avastin TM
(Genentech, South
San Francisco, CA)
VEGF-A
Recombinant,
humanized,
monoclonal antibody
i.v. infusion
every other wk
AMM colorectal, rein, sein,
gliomes
BAY 43-9006
Sorafenib
(Nexavar TM )
VEGFR,
PDGFR,
Raf kinase 1
Oral
Daily oral
administration
AMM rein, hépatocarcinome
AG013736
SU011248
Axitinib
Sunitinib
(Sutent TM )
VEGFR-1, Oral
VEGFR-2,
VEGFR-3
C-KIT, PDGF-R
VEGFR,
PDGFR,
FLT3, KIT
Oral
Daily oral
administration
Daily oral
administration
(4 wks on/2 wks off)
Développemement rein
AMM rein

Voie de mTOR
(mammalian target of rapamycin)

temsirolimus
everolimus

Les angiopoïétines

Ang et leurs récepteurs
Ang-1
•trimère
•Action sur Tie-2/Tie-2
Ang-2
•Antagoniste à faible concentration
•Agoniste à forte concentration
Ang3/4
•Active Tie-2
Tie-1/Tie-2
•Antagoniste de Ang-1
Intégrines 51 et V5
•Transduit Ang1 et Ang2
•Indépendant de Tie2

Les angiopoiétines
Mouse Human

Complémentarité VEGF-ANG 1-2
souris transgéniques
• Ang-1 -/- ou Ang-2 ++
– Défaut d’interaction C. endothéliales / péricytes
• Ang-2 -/-
– Défaut du système lymphatique
– Compensé par Ang-1 ++
• Ang-1 ++
– Méga vaisseaux imperméables
• Vegf ++
– Vaisseaux très perméables
– Récupéré par Ang-1
• Vegf ++ et Ang-1 ++
– Gros vaisseaux imperméables

Conclusions
• Rôle essentiel de la néoangiogenèse
• Processus physiopathologiques
– invasion
– Métastases
• Voie thérapeutique récente
– VEGF
– Mais résistances et échappements
– Études des autres voies et des synergies