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# Biologie# Biologie du cancer

Comprendre la résistance dans le traitement du myélome multiple

La recherche identifie des facteurs clés dans la résistance au traitement pour le myélome multiple.

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Le myélome multiple (MM) est un type de cancer qui touche les cellules plasmatiques, un genre de globule blanc chargé de produire des anticorps. Dans le MM, ces cellules plasmatiques se développent de manière incontrôlable dans la moelle osseuse, entraînant divers problèmes de santé comme des soucis rénaux, des taux de sang bas, des niveaux élevés de calcium, et des dommages osseux. Aux États-Unis, on prévoit environ 35 780 nouveaux cas de myélome multiple et environ 12 540 décès liés en 2024. L'âge moyen pour un diagnostic se situe généralement entre 66 et 70 ans, avec très peu de cas avant 30 ans.

Avancées dans le traitement et défis

Ces dernières années, les traitements pour le MM se sont nettement améliorés, surtout au cours des 15 dernières années. Une avancée clé est l'utilisation des inhibiteurs de protéasome, qui sont des médicaments bloquant le système d'élimination des déchets d'une cellule, ce qui fait mourir les cellules cancéreuses. Le bortezomib, l'un des premiers inhibiteurs de protéasome, est approuvé pour traiter les patients nouvellement diagnostiqués. Un autre médicament similaire, le Carfilzomib, est utilisé pour les patients dont la maladie a récidivé après un traitement initial. Malgré ces avancées, le myélome multiple reste difficile à guérir, beaucoup de patients développant une résistance aux traitements, signifiant que les médicaments ne fonctionnent plus efficacement.

Résistance au traitement

La résistance peut se produire de deux manières : la résistance intrinsèque, où le cancer ne répond pas au traitement dès le départ, et la résistance acquise, où le cancer réagit initialement puis cesse de répondre au fil du temps. Des recherches ont montré que plusieurs facteurs peuvent contribuer à cette résistance, comme des changements dans les gènes, la façon dont les cellules utilisent l'énergie, et certaines voies de signalisation activées dans les cellules cancéreuses.

Les scientifiques ont étudié le bortezomib en profondeur pour comprendre pourquoi certains patients ne réagissent pas à ce traitement. Beaucoup de découvertes suggèrent que des changements génétiques et des activités cellulaires déséquilibrées jouent un rôle. Ces résultats ont conduit les chercheurs à rechercher d'autres médicaments qui pourraient être combinés avec le bortezomib pour améliorer son efficacité.

Exploration de la résistance au carfilzomib

Dans notre recherche, on a voulu mieux comprendre la résistance au carfilzomib. On a analysé différentes lignées cellulaires de myélome multiple qui avaient développé une résistance au carfilzomib et les a comparées à celles qui étaient encore sensibles au traitement. On a utilisé des techniques avancées pour analyser les gènes et les protéines dans ces cellules afin d'identifier les changements clés associés à la résistance.

Nos résultats ont révélé que certaines régions des chromosomes étaient amplifiées dans les cellules résistantes, signifiant qu'il y avait plus de copies de gènes spécifiques que la normale. En particulier, le gène ABCB1, connu pour aider les cellules à éliminer les médicaments, était significativement surexprimé dans les cellules résistantes. Cela contribue probablement à la survie de ces cellules même lorsqu'elles sont exposées à des traitements.

D'autres gènes associés au Métabolisme et à la signalisation du calcium ont également été étudiés. Le métabolisme fait référence à la façon dont les cellules traitent et utilisent l'énergie, tandis que la signalisation du calcium est cruciale pour diverses fonctions cellulaires. Nos résultats ont montré que les cellules résistantes avaient un traitement du calcium altéré et une régulation à la baisse de nombreuses fonctions métaboliques.

Le rôle des Mitochondries

Les mitochondries sont connues comme les centrales énergétiques de la cellule, générant de l'énergie. Nos analyses ont montré que les lignées cellulaires résistantes avaient des mitochondries altérées. Cela signifie qu'elles ne fonctionnaient pas bien, ce qui peut entraîner une production d'énergie réduite. Cette altération pourrait être une stratégie utilisée par les cellules cancéreuses pour éviter la mort provoquée par des traitements comme le carfilzomib.

Pour vérifier l'état des mitochondries, on a utilisé un colorant spécial qui indique la santé mitochondriale. Les cellules résistantes ont montré moins d'activité, ce qui signifie que leurs mitochondries ne fonctionnaient pas aussi efficacement qu'elles le devraient.

Étude de l'expression génétique dans des échantillons de patients

Pour mettre nos résultats en laboratoire dans un contexte plus large, on a aussi examiné des échantillons de patients d'une étude clinique. On a comparé l'expression des gènes chez les patients résistants au carfilzomib et ceux qui y étaient sensibles. Comme pour les résultats des lignées cellulaires, on a observé une surexpression significative du gène ABCB1 et une régulation à la baisse des voies métaboliques dans les échantillons de patients résistants. Cette cohérence suggère que ces résultats pourraient être pertinents pour comprendre la résistance chez de vrais patients, pas seulement dans des modèles de laboratoire.

De plus, on a trouvé que certaines voies liées à la signalisation du calcium étaient également affectées de manière similaire dans les lignées cellulaires résistantes et les échantillons de patients. Cette connexion indique un mécanisme de résistance partagé qui pourrait mener à des pistes thérapeutiques potentielles.

Test de sensibilité aux médicaments

Après notre analyse, on a voulu tester diverses combinaisons de médicaments avec le carfilzomib pour voir si on pouvait surmonter la résistance. On a sélectionné plusieurs médicaments basés sur nos découvertes sur la signalisation du calcium et les a utilisés en combinaison avec le carfilzomib pour voir s'ils pouvaient améliorer l'efficacité du traitement.

Étonnamment, nos tests ont révélé que l'efficacité du bortezomib restait relativement intacte même dans les cellules résistantes, ce qui signifie que changer de médicaments pourrait encore être une option viable pour le traitement.

Parmi les médicaments testés, certains ont montré des promesses significatives lorsqu'ils étaient combinés avec le carfilzomib. Par exemple, on a découvert que l'omipalisib était particulièrement efficace à la fois seul et en combinaison avec le carfilzomib. D'autres médicaments, comme le ruboxistaurin et le benidipine, ont également démontré une efficacité accrue en combinaison avec le carfilzomib.

Directions futures

Notre étude met en lumière les complexités du traitement du myélome multiple et de la résistance. Bien qu'on ait établi plusieurs cibles potentielles pour de nouvelles thérapies, plus de recherches sont nécessaires pour comprendre pleinement les mécanismes derrière la résistance. Ce domaine est crucial car surmonter la résistance peut conduire à de meilleures options de traitement et à des taux de survie améliorés pour les patients.

De plus, la variation des réponses aux médicaments parmi différentes combinaisons indique que des approches de traitement personnalisées pourraient être bénéfiques. Adapter les thérapies pour cibler des voies spécifiques altérées dans les cancers résistants pourrait mener à des traitements plus efficaces avec moins d'effets secondaires.

En conclusion, le myélome multiple reste une maladie difficile, mais la recherche continue est essentielle pour découvrir les mécanismes de résistance et développer des stratégies innovantes pour le traitement. Au fur et à mesure qu'on en apprend davantage, on peut espérer de nouvelles thérapies qui répondent mieux aux besoins des patients face à cette maladie difficile.

Source originale

Titre: Multi-omics data integration reveals molecular mechanisms of carfilzomib resistance in multiple myeloma

Résumé: Multiple myeloma represents a complex hematological malignancy, characterized by its wide array of genetic and clinical events. The introduction of proteasome inhibitors, such as carfilzomib or bortezomib, into the therapeutic landscape has notably enhanced the quality of life and survival rates for patients suffering from this disease. Nonetheless, a significant obstacle in the long-term efficacy of this treatment is the inevitable development of resistance to PIs, posing a substantial challenge in managing the disease effectively. Our study investigates the molecular mechanisms behind carfilzomib resistance by analyzing multi-omics profiles from four multiple myeloma cell lines: AMO-1, KMS-12-PE, RPMI-8226 and OPM-2, together with their carfilzomib-resistant variants. We uncovered a significant downregulation of metabolic pathways linked to strong mitochondrial dysfunction in resistant cells. Further examination of patient samples identified key genes - ABCB1, RICTOR, PACSIN1, KMT2D, WEE1 and GATM - potentially crucial for resistance, guiding us towards promising carfilzomib combination therapies to circumvent resistance mechanisms. The response profiles of tested compounds have led to the identification of a network of gene interactions in resistant cells. We identified two already approved drugs, benidipine and tacrolimus, as potential partners for combination therapy with carfilzomib to counteract resistance. This discovery enhances the clinical significance of our findings.

Auteurs: Alina Malyutina, P. Sergeev, J. Huber, J. J. Miettinen, A. Bolomsky, J. Bao, A. O. Parsons, A. Mueller, N. Marella, M. van Duin, H. Ludwig, J. Tang, C. A. Heckman

Dernière mise à jour: 2024-05-31 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.26.595929

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.26.595929.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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