Cibler PRMT5 pour le traitement du neuroblastome

Le neuroblastome est un type de cancer qui touche surtout les enfants. Ça se produit quand les cellules nerveuses dans le corps se mettent à croître de manière incontrôlée et forment des tumeurs. Ce cancer est l'une des tumeurs solides les plus courantes chez les gamins, et malheureusement, environ la moitié des enfants diagnostiqués avec un neuroblastome ont une forme très sévère de la maladie qui a un mauvais pronostic de survie. Ces enfants ont un taux de survie à long terme de moins de 40 %.

Une des principales raisons de ce mauvais pronostic est un changement dans un gène appelé Mycn. Quand ce gène est amplifié, ça entraîne la croissance de tumeurs agressives. Les neuroblastomes avec ce changement génétique sont appelés neuroblastome amplifié MYCN (neuroblastome AMN), et ils représentent environ la moitié des cas difficiles à traiter. D'autres patients peuvent avoir des soucis différents avec la régulation des gènes, comme des problèmes avec des gènes appelés TERT ou MYC, conduisant à une surproduction de protéines importantes qui aident le cancer à se développer.

#Le besoin de meilleurs traitements

Malheureusement, les défauts dans ces gènes ne sont pas des cibles faciles pour les traitements actuels. On a besoin de trouver de nouvelles façons de traiter cette forme de neuroblastome. Un des domaines sur lequel on se concentre est connu sous le nom de létalité synthétique, où les chercheurs cherchent à identifier les faiblesses des cellules cancéreuses qui peuvent être ciblées par des médicaments. Dans des études antérieures, il a été montré que les cellules de neuroblastome AMN dépendent d'une protéine appelée PRMT5 pour survivre. Quand PRMT5 est bloqué, ces cellules cancéreuses commencent à mourir.

PRMT5 fait partie d'un groupe de protéines appelées arginine méthyltransférases, qui modifient d'autres protéines pour les aider à fonctionner. Il existe différents types de ces protéines, et PRMT5 effectue spécifiquement quelque chose appelé diméthylation symétrique, qui est essentielle pour de nombreux processus cellulaires, y compris comment les gènes s'expriment et comment les cellules réagissent aux dégâts.

#Découvertes sur PRMT5 et le neuroblastome

Dans nos études, nous avons examiné de près comment le blocage de PRMT5 affecte les cellules de neuroblastome. On a utilisé un médicament spécial, GSK3203591, qui inhibe spécifiquement PRMT5. On a testé ce médicament sur plusieurs lignées cellulaires de neuroblastome, tant celles avec les changements MYCN que celles sans.

Quand on a appliqué le médicament aux cellules de neuroblastome avec amplification MYCN, on a trouvé que ces cellules étaient beaucoup plus sensibles au traitement. En revanche, les cellules sans amplification MYCN n'ont montré presque aucune réaction au médicament. Ça indique que PRMT5 joue un rôle crucial dans la survie des cellules de neuroblastome AMN.

On a aussi observé que lorsqu'on a traité ces cellules avec GSK3203591, plusieurs changements se sont produits au niveau moléculaire. Par exemple, des indicateurs de mort cellulaire, comme la caspase-3 clivée et PARP, ont augmenté de manière significative dans les lignées cellulaires AMN, soulignant encore l'efficacité de cibler PRMT5 dans ces cellules particulières.

#Le rôle de MYCN

Pour mieux comprendre le lien entre MYCN et PRMT5, on a utilisé un modèle cellulaire spécifique où le gène MYCN pouvait être activé ou désactivé. Quand on a activé MYCN dans ces cellules, elles sont devenues très sensibles à GSK3203591, montrant qu'une concentration beaucoup plus faible du médicament était nécessaire pour voir des effets. Quand MYCN a été désactivé, les cellules sont devenues résistantes au médicament.

Ça confirme encore que la présence de MYCN est essentielle pour les effets de l'inhibition de PRMT5. On a aussi examiné les changements dans l'expression des gènes causés par le traitement et découvert que de nombreux gènes régulés par MYCN étaient significativement réduits quand PRMT5 était inhibé. Ça signifie que bloquer PRMT5 interfère avec la façon dont MYCN régule divers processus cellulaires.

#Comment PRMT5 impacte l'expression des gènes

Après avoir traité les lignées cellulaires de neuroblastome AMN avec GSK3203591 et analysé l'ARN, on a identifié des centaines de gènes qui étaient affectés. Certains gènes ont vu leur expression augmenter tandis que beaucoup d'autres ont diminué, en particulier ceux liés à la survie et à la croissance du cancer.

On a découvert que quand PRMT5 était inhibé, il y avait une forte suppression des gènes activés par MYCN. Ça incluait des voies de signalisation cancéreuses importantes qui sont cruciales pour la croissance et la survie des cellules. Notre analyse a indiqué que le traitement par GSK3203591 a conduit à un arrêt généralisé des voies métaboliques et de croissance dans ces cellules cancéreuses.

#Changements de l'épissage alternatif

PRMT5 est aussi connu pour son rôle dans la régulation de l'épissage alternatif, un processus qui permet à un seul gène de produire différentes variantes de protéines. On a examiné comment GSK3203591 a impacté l'épissage alternatif dans les cellules de neuroblastome et trouvé des changements significatifs.

Beaucoup de gènes subissant des événements d'épissage étaient liés à des processus cancéreux, y compris la réparation de l'ADN et le métabolisme. Par exemple, on a observé que plusieurs gènes de réparation de l'ADN avaient des changements dans leurs schémas d'épissage après le traitement. Ça suggère que PRMT5, grâce à son rôle dans l'épissage, a des implications critiques pour maintenir l'intégrité du matériel génétique des cellules cancéreuses.

#Changements métaboliques

Nos études ont aussi révélé que le blocage de PRMT5 affectait comment les cellules de neuroblastome utilisaient des nutriments essentiels comme le glucose et le glutamine. Ceux-ci sont importants pour le métabolisme des cellules cancéreuses et la production d'énergie. En utilisant des isotopes pour tracer comment ces nutriments étaient traités, on a trouvé des réductions de la quantité de glutamine utilisée par les cellules de neuroblastome AMN lorsqu'elles étaient traitées avec des inhibiteurs de PRMT5.

On a confirmé que plusieurs gènes impliqués dans le transport et le métabolisme du glutamine étaient régulés à la baisse. Cette découverte s'aligne avec l'idée que les cellules de neuroblastome AMN ont une dépendance au glutamine pour leur croissance et leur survie, et que l'inhibition de PRMT5 perturbe cette dépendance.

#Impacts sur l'épitrancriptome

En plus des changements habituels de l'expression des gènes, l'inhibition de PRMT5 a aussi impacté les modifications post-transcriptionnelles, comme la méthylation m6A. Cette modification joue un rôle dans l'efficacité avec laquelle l'ARNm est traduit en protéines. On a trouvé que GSK3203591 réduisait les niveaux de m6A de l'ARNm MYCN, et cette diminution était liée à une baisse des niveaux de protéine MYCN.

On a approfondi notre enquête sur d'autres modificateurs de l'ARNm et trouvé que beaucoup d'entre eux diminuaient aussi après l'inhibition de PRMT5. Ça illustre que PRMT5 a un impact large non seulement sur l'épissage mais aussi sur l'efficacité de la traduction de l'ARNm en protéines.

#Études in vivo avec des souris

Pour évaluer l'efficacité de l'inhibition de PRMT5 dans un organisme vivant, on a utilisé un modèle de souris avec un neuroblastome. Ces souris avaient été génétiquement modifiées pour exprimer MYCN, ce qui en faisait un modèle approprié pour tester nos découvertes. Quand on les a traitées avec une version de GSK3203591 appelée GSK3326593, on a observé une augmentation du taux de survie parmi les souris traitées comparées à celles recevant un placebo.

Bien qu'on n'ait pas vu de rétrécissement dramatique des tumeurs dans chaque cas, la santé globale et la longévité des souris ont considérablement amélioré. Ça suggère que cibler PRMT5 pourrait être une stratégie utile pour traiter le neuroblastome à haut risque.

#Implications pour les futurs traitements

Les découvertes de nos études soulignent l'importance de PRMT5 dans le neuroblastome AMN. L'inhibition de cette protéine semble toucher au cœur des processus critiques qui permettent à ces cellules cancéreuses de prospérer. En perturbant l'expression des gènes, l'épissage alternatif et les processus métaboliques, les inhibiteurs de PRMT5 comme GSK3203591 et GSK3326593 se présentent comme des options prometteuses pour une thérapie ciblée.

La recherche indique aussi le potentiel pour des thérapies combinées qui tirent profit de ces nouvelles connaissances. Étant donné que PRMT5 est impliqué dans divers voies cellulaires, le cibler avec d'autres traitements pourrait augmenter l'efficacité globale et aider à surmonter la résistance observée dans de nombreux cancers.

#Conclusion

Dans l'ensemble, notre recherche souligne la vulnérabilité des cellules de neuroblastome à haut risque à l'inhibition de PRMT5. La combinaison de son rôle dans la régulation des gènes, l'épissage et la forme métabolique positionne PRMT5 comme une cible clé pour de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les études futures devraient continuer à explorer comment mieux utiliser les inhibiteurs de PRMT5 en parallèle avec les traitements existants pour améliorer les résultats pour les enfants souffrant de neuroblastome à haut risque.