Peritoneal metastasis : intraperitoneal chemotherapy administration to overcome chemoresistance

Abstract

La carcinose péritonéale est une atteinte néoplasique métastatique de la séreuse péritonéale caractérisée par la diffusion de multiples nodules tumoraux. Son pronostic est sombre, marqué par une chimiorésistance. Les traitements intrapéritonéaux, développés pour délivrer des drogues de chimiothérapie anti-cancéreuse directement au contact de ces nodules, ont permis d’améliorer en partie les résultats oncologiques de cette pathologie. Le principe est de mettre à profit la barrière péritonéo-plasmatique pour administrer des posologies plus élevées de drogues, directement au contact des nodules, et ainsi majorer leur cytotoxicité. En stratégie curative, la chimiothérapie intrapéritonéale est associée à une chirurgie de cytoréduction (CRS) complète et son efficacité est majorée par l’adjonction d’une hyperthermie (ChimioHyperthermie IntraPéritonéale - CHIP). Si ce traitement combiné a transformé le pronostic de patients sélectionnés, les résultats restent insatisfaisants. Par exemple les patients atteints de carcinose d’origine colorectale présentent un taux de survie globale à 5 ans de 40% lorsqu’ils sont éligibles à la CRS-CHIP et une médiane de survie de l’ordre de 16 mois quand le traitement se cantonne à de la chimiothérapie systémique.Une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires impliqués dans cette chimiorésistance est donc nécessaire pour déterminer de nouvelles cibles thérapeutiques. Les protéines de choc thermique jouent un rôle fondamental dans l’homéostasie protéique intracellulaire en agissant comme protéines chaperonnes et en régulant l’architecture du cytosquelette. L’Hsp27 (ou HspB1) en particulier est impliquée dans la réponse à différents stress cellulaires comme le choc thermique, le stress oxydatif et l’exposition aux drogues de chimiothérapie. Via des mécanismes finement régulés, Hsp27 exerce une protection garantissant la survie cellulaire, en adaptant ses niveaux d’expression, d’oligomérisation et de phosphorylation. Le taux d’Hsp27 est dès lors augmenté dans la plupart des cancers et apparaît comme marqueur fort de mauvais pronostic. Cela en fait un acteur clé de la chimiorésistance et une cible thérapeutique potentielle.Parmi les thérapeutiques ciblées basées sur l’ARN, les oligonucléotides antisens (ASO) sont des molécules issues du génie génétique capables de bloquer spécifiquement la traduction d’un ARN messager cible en protéine. L’apatorsen, un ASO anti-Hsp27 de deuxième génération, a été développé pour bloquer la synthèse d’Hsp27 au sein de la cellule cancéreuse et ainsi rétablir la chimiosensibilité. Après avoir mis en place un modèle de carcinose péritonéale colorectale traitée par CRS et CHIP chez le rat, nous avons étudié in vitro et in vivo, l’effet de l’adjonction de l’apatorsen au traitement standard de cette maladie. Nos résultats ne montrent pas de gain significatif de survie et donnent lieu à une discussion sur cette stratégie de traitementPeritoneal carcinomatosis is a neoplasic metastatic process of the peritoneal serous lining characterized by the spread of multiple tumoral nodules. The prognosis of such attempt is very poor, characterized by a global chemoresistance. Intraperitoneal treatments were developed to improve drug’s cytoxicity by delivering them directly on nodules. The principle is to take advantage of the peritoneal-plasma barrier that allows to deliver higher drug’s concentration directly onto nodules and so to improve cytotoxicity. In curative intent strategy intraperitoneal chemotherapy is combined to a complete surgical cytoreduction (CRS) and to hyperthermia to enhance efficiency (Hyperthermic Intraperitoneal Chemotherapy - HIPEC). Thanks to this strategy overall survival improved in selected patients but still be flawed. For example, patients with colorectale peritoneal carcinomatosis present a 40% five-year overall survival, whereas those not eligible to that aggressive treatment present a 16 months median survival. So a better understanding of cellular molecular mechanisms responsible for this chemoresistance that will allow identifying new therapeutic targets is needed. Heat shock proteins play a fundamental role in intracellular protein homeostasis by acting as chaperone and regulating cytoskeleton architecture. In particular, Hsp27 acts as a regulator of the cellular response to various stress, such as thermic choc, oxidative stress, exposition to antineoplasic drugs. Through finely regulated process, Hsp27 exerts a cytoprotective role to guaranty cell survival, by adapting its level of expression, oligomerization and phosphorylation. As so Hsp27 is a key actor of chemoresistance and a designated therapeutic target.Antisens oligonucleotides are a new class of molecular targeted treatment able to specifically block the traduction into protein of a messenger RNA. Apatorsen, a second generation anti-Hsp27 ASO, has been developed to decrease Hsp27 levels in neoplastic cells and so restore chemosensitivity.After establishing a colorectal peritoneal carcinomatosis rat model with CRS and HIPEC, we studied in vitro and in vivo the effect of the apatorsen adjunction to this standard treatment. Our results did not show a significant survival improvement and give rise to a discussion upon this treatment strateg