Révolutionner le traitement du rhabdomyosarcome avec des poissons-zèbres
De nouveaux tests de médicaments avec des poissons-zèbres montrent des promesses pour traiter le cancer infantile agressif.
Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz
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Table des matières
- Types de rhabdomyosarcome
- Le rôle de l'Angiogenèse dans le RMS
- Cibler le RMS avec de nouveaux médicaments
- Régorafénib
- Infigratinib
- Pourquoi des poissons-zèbres ?
- Comment ça fonctionne ?
- Établir le modèle de poisson-zèbre
- Les résultats : Lutter contre les tumeurs et stopper la croissance vasculaire
- Aperçu des effets des médicaments
- Un aperçu des cellules dérivées de patients
- Vers l'avenir : Recherche et application dans la vie réelle
- Points clés à retenir
- Conclusion
- Source originale
Le Rhabdomyosarcome (RMS) est un type de cancer plutôt agressif, touchant surtout les enfants et les adolescents. En fait, il représente environ 3-4 % de tous les cancers chez les enfants et près de la moitié de tous les cancers des tissus mous dans cette tranche d'âge. Aux États-Unis, on dénombre environ 350 nouveaux cas chaque année, avec des chiffres similaires au Royaume-Uni et en Europe. Malheureusement, les chances de survie face à ce cancer n'ont pas beaucoup évolué au fil des ans, beaucoup de patients affichant un taux de survie à cinq ans en dessous de 30 %. Même quand ils entrent en rémission, ils doivent souvent faire face à des problèmes de santé à long terme à cause des traitements difficiles qu'ils ont reçus.
Types de rhabdomyosarcome
Le RMS se divise en deux types principaux : embryonal (ERMS) et alvéolaire (ARMS). Ces types peuvent être subdivisés en fonction de leur composition génétique. Par exemple, environ 80 % des cas d'ARMS sont liés à des changements spécifiques des chromosomes qui entraînent la création d'une protéine de fusion qui stimule la croissance du cancer. Cette protéine de fusion pousse les cellules à agir de manière à favoriser la croissance de la tumeur. D'un autre côté, l'ERMS présente plus de diversité génétique et ne partage pas cette fusion. Cependant, il présente souvent des mutations dans des voies clés qui aident à contrôler la croissance cellulaire.
La présence de la protéine de fusion rend l'ARMS beaucoup plus agressif que l'ERMS. Cela a amené les chercheurs et les médecins à se concentrer sur l'état de fusion lors de l'élaboration de plans de traitement, plutôt que de se limiter au type de tumeur.
Angiogenèse dans le RMS
Le rôle de l'Un des aspects fascinants du RMS est la manière dont les Tumeurs interagissent avec les vaisseaux sanguins. Les tumeurs du RMS favorisent la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins, un processus connu sous le nom d'angiogenèse. Cela aide les tumeurs à recevoir les nutriments et l'oxygène nécessaires à leur croissance. Dans le cas du RMS, il semble que les types positifs et négatifs en fusion améliorent cette croissance des vaisseaux sanguins, ce qui en fait un domaine d'intérêt pour le traitement.
Cibler le RMS avec de nouveaux médicaments
Récemment, les chercheurs ont examiné des moyens de traiter le RMS de manière plus efficace en utilisant une classe de médicaments appelés inhibiteurs de la tyrosine kinase à plusieurs récepteurs (MRTKIs). Ces médicaments peuvent bloquer les signaux qui aident les tumeurs à se développer et à créer de nouveaux vaisseaux sanguins. Certains MRTKIs, comme le régorafénib et l'infigratinib, ont montré des résultats prometteurs lors de tests en laboratoire et dans des essais cliniques préliminaires, offrant de l'espoir pour de meilleures options de traitement pour les patients atteints de RMS.
Régorafénib
Le régorafénib est un médicament puissant qui cible plusieurs types de protéines réceptrices sur les cellules cancéreuses. Il peut bloquer les signaux qui favorisent à la fois la croissance des tumeurs et la formation de vaisseaux sanguins. Dans les tests préliminaires, le régorafénib a montré qu'il pouvait ralentir la croissance des cellules de RMS et prolonger la survie dans des modèles animaux.
Infigratinib
L'infigratinib se concentre principalement sur le blocage des signaux d'un groupe spécifique de récepteurs liés à la croissance du cancer. Des études initiales suggèrent que l'infigratinib pourrait être particulièrement efficace contre le type de RMS positif à la fusion.
Pourquoi des poissons-zèbres ?
Les chercheurs sont toujours à la recherche de meilleures façons de tester de nouveaux traitements. Voici le poisson-zèbre — un petit poisson transparent qui est devenu un favori dans la recherche sur le cancer. Les corps clairs de ces poissons permettent aux scientifiques de voir la croissance des tumeurs et comment elles interagissent avec les vaisseaux sanguins en temps réel. En plus, c’est beaucoup plus facile à manipuler que les souris quand il s'agit d'observer de petits détails.
Comment ça fonctionne ?
Dans cette recherche, les scientifiques injectent des cellules de RMS dans le jaune d'œuf des embryons de poisson-zèbre. Les embryons sont ensuite surveillés pour voir la croissance des tumeurs et le développement des vaisseaux sanguins. En utilisant des poissons-zèbres, les chercheurs peuvent rapidement évaluer l'efficacité des nouveaux médicaments, comme le régorafénib et l'infigratinib, contre les tumeurs et leur capacité à induire la croissance des vaisseaux sanguins.
Établir le modèle de poisson-zèbre
Ce modèle de poisson-zèbre s'est révélé efficace parce que les scientifiques ont découvert que l'injection de cellules de RMS dans le jaune d'œuf créait des tumeurs plus grandes par rapport à d'autres méthodes, comme l'injection dans l'espace périvitellin. De plus, cela permettait d'observer comment les tumeurs influençaient la croissance des vaisseaux sanguins.
Dans les expériences, une variété de lignées cellulaires de RMS a été injectée, et toutes ont pu croître et former des vaisseaux sanguins. Cela incluait deux types de RMS, qui ont montré des réponses différentes aux médicaments testés.
Les résultats : Lutter contre les tumeurs et stopper la croissance vasculaire
Les expériences ont révélé que le régorafénib et l'infigratinib réduisaient significativement la taille des tumeurs dans le modèle de poisson-zèbre. Chaque médicament a affecté différentes lignées cellulaires de RMS, mais les deux ont montré des promesses pour limiter la croissance des nouveaux vaisseaux sanguins en réponse aux tumeurs.
Aperçu des effets des médicaments
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Régorafénib :
- Réduit la surface tumoral dans la plupart des lignées cellulaires de RMS.
- A montré de forts effets pour empêcher la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins, en particulier dans le type positif à la fusion.
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Infigratinib :
- A également réduit la surface tumoral, avec un impact notable sur les vaisseaux sanguins, surtout dans le RMS négatif à la fusion.
- A encouragé d'autres études sur son utilisation pour traiter le RMS.
Un aperçu des cellules dérivées de patients
En plus des lignées cellulaires, les chercheurs ont introduit des cellules de RMS dérivées de patients dans le modèle de poisson-zèbre. Ces cellules ont également bien grandi et formé des vaisseaux sanguins, semblables aux lignées cellulaires établies. Notamment, lorsqu'elles ont été traitées avec les MRTKIs, ces cellules dérivées de patients ont répondu de manière qui suggérait le potentiel d'utiliser ces médicaments dans des contextes cliniques.
Vers l'avenir : Recherche et application dans la vie réelle
Le travail avec les modèles de poissons-zèbres ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre le RMS et tester des traitements. En se concentrant à la fois sur la croissance des tumeurs et sur leur impact sur les vaisseaux sanguins, cette recherche pourrait conduire à des thérapies plus ciblées à l'avenir.
Points clés à retenir
- Le RMS est un cancer sérieux qui manque souvent d'options de traitement efficaces.
- Le modèle de poisson-zèbre permet d'observer de près le comportement des tumeurs et les effets des médicaments.
- Le régorafénib et l'infigratinib ont montré des promesses pour réduire la taille des tumeurs et bloquer la croissance des vaisseaux sanguins.
- L'étude des cellules dérivées de patients dans les poissons-zèbres renforce la pertinence des découvertes, ouvrant la voie à de futurs traitements.
Conclusion
Bien que le RMS reste un cancer difficile à traiter, les progrès de la recherche utilisant des modèles innovants comme le poisson-zèbre embryonnaire offrent de l'espoir. En comprenant mieux comment ces tumeurs croissent et interagissent avec les vaisseaux sanguins, les chercheurs peuvent développer des thérapies plus efficaces, améliorant finalement les résultats pour les jeunes patients qui luttent contre cette maladie. Et qui aurait cru que de petits poissons pouvaient mener à de grandes avancées dans le traitement du cancer ?
Source originale
Titre: A dual readout embryonic zebrafish xenograft model of rhabdomyosarcoma to assess clinically relevant multi-receptor tyrosine kinase inhibitors
Résumé: BackgroundRhabdomyosarcoma (RMS) is a highly aggressive soft tissue sarcoma, affecting children and adolescents, with poor prognosis in some patient groups. Better therapeutic regimens and preclinical models to test them in are needed. Multi-receptor tyrosine kinase inhibitors (MRTKIs) are licensed for adult indications and explored in the clinic in sarcoma patients. The MRTKI Regorafenib is currently assessed in the relapse setting in patients with RMS (NCT04625907). Reliable biomarkers of response for MRTKIs are lacking. MRTKIs act not only against the cancer cell, but also the supporting stroma, particularly the vasculature. The embryonic zebrafish is translucent and allows assessment of this interaction with high-throughput in vivo imaging. MethodsA new preclinical embryo zebrafish xenograft model was developed using Tg(flk1:GFP) (blood vessel reporter) transgenic zebrafish embryos inoculated in the yolk with fluorescently labelled cells from 7 different RMS cell lines (fusion-positive (FP): Rh4, Rh30, Rh41, RMS-01, fusion-negative (FN): RD, JR1, SMS-CTR), and patient-derived cells IC-pPDX-104 at 50 hours post-fertilization and incubated at 34{degrees}C for up to 70 hours. Xenografts and vessel beds were imaged and analysed using custom FIJI pipelines. MRTKIs regorafenib and infigratinib were used at a concentration of 0.1uM added to the fish water 4 hours post cell inoculation. Pro-angiogenic growth factors VEFG-A, FGF-2 and PDGF-BB were measured in conditioned media of each cell line. ResultsAll 7 RMS cell lines and the patient-derived cells engrafted with tumour burden assessment by fluorescent imaging and direct cell counting indicating adequate growth and high cell viability during the observation period. RMS tumours induced neo-vascularisation towards the tumour and increased density of proximal vessel beds. MRTKI treatment revealed a greater tumour-intrinsic sensitivity of FP cells, but identified a significant blockade of neo-vascularisation across all RMS lines, with regorafenib response correlated with secretion of VEGF-A. ConclusionWe have developed an embryonic zebrafish xenograft model of RMS, which allows assessment of tumour growth, vascularisation initiation and therapeutic responses to clinically relevant MRTKIs. The identification of VEGF-A secretion as potential biomarker for Regorafenib response and the separation of therapeutic effects on tumour growth and neovascularisation suggests additional value of our model for response prediction to MRTKIs.
Auteurs: Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz
Dernière mise à jour: 2024-12-25 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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