L’inhibiteur multicible de la tyrosine kinase (MKI), le lenvatinib, est largement utilisé pour traiter le cancer de la thyroïde avancé et métastatique. Cependant, les mécanismes moléculaires par lesquels les cellules cancéreuses de la thyroïde deviennent résistantes au lenvatinib restent mal compris. Dans cette étude, nous avons démontré, pour la première fois, que l’activation de la voie de signalisation médiée par le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) est impliquée dans la résistance au lenvatinib dans les cellules cancéreuses de la thyroïde.
Bien que le cancer de la thyroïde soit la tumeur maligne endocrinienne la plus courante, peu de médicaments efficaces sont actuellement disponibles. Le lenvatinib, un MKI, a été largement utilisé pour le traitement du cancer de la thyroïde avancé et métastatique. Malheureusement, certains cancers sont résistants au lenvatinib dès le début du traitement ou deviennent résistants au traitement. Les mécanismes sous-jacents à la résistance au lenvatinib doivent donc être élucidés afin de développer des stratégies meilleures et plus efficaces pour le traitement du cancer avancé de la thyroïde. À l’aide de lignées de cellules cancéreuses de la thyroïde en culture, des chercheurs de la division de chirurgie mammaire et endocrinienne du département de chirurgie de la faculté de médecine de l’université de Shinshu, au Japon, ont étudié ces mécanismes au niveau moléculaire.
Les chercheurs ont établi des sous-lignées résistantes au lenvatinib (à savoir, TPC-1/LR et FRO/LR) à partir de deux lignées cellulaires parentales du cancer de la thyroïde (TPC-1 et FRO) et ont découvert que la phosphorylation de l’EGFR, la kinase régulée par le signal extracellulaire (ERK), et Akt a été promu dans les cellules TPC-1/LR. De plus, l’activation de la voie EGFR en administrant le facteur de croissance épidermique (EGF) aux lignées parentales TPC-1 et FRO avant qu’elles n’acquièrent une résistance a induit une diminution de la sensibilité au lenvatinib. En revanche, l’administration de l’inhibiteur de l’EGFR, le lapatinib, simultanément avec le lenvatinib aux cellules TPC-1/LR, dans lesquelles la phosphorylation de l’EGFR est régulée positivement, a renforcé l’effet inhibiteur de la croissance du lenvatinib.
Ensuite, dans des modèles de xénogreffes de souris nues transplantées avec des cellules TPC-1/LR résistantes au lenvatinib, le traitement au lenvatinib en association avec le lapatinib a inhibé la croissance tumorale de manière plus remarquable que la monothérapie au lenvatinib.
De plus, lorsque les effets du lenvatinib sur les voies de transduction du signal ont été analysés dans six lignées cellulaires cancéreuses de la thyroïde, une amélioration de la phosphorylation de l’EGFR a été observée dans toutes les lignées cellulaires, quel que soit le type histologique d’origine des lignées cellulaires ou la présence de mutations du gène conducteur. Cependant, le niveau de phosphorylation des molécules de signalisation en aval, telles que ERK et Akt, différait selon les lignées cellulaires.
Pour vérifier si l’inhibition de l’EGFR par le traitement au lapatinib en association avec le lenvatinib améliorait l’effet inhibiteur de croissance du lenvatinib, les deux médicaments ont été administrés simultanément à ces six lignées cellulaires. Par conséquent, une amélioration synergique de l’inhibition de la croissance a été observée dans trois lignées cellulaires initialement moins sensibles au lenvatinib.
Le lenvatinib exerce ses effets antitumoraux principalement en inhibant puissamment l’activité du récepteur 1–3 du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGFR1–3), du récepteur 1–4 du facteur de croissance des fibroblastes (FGFR1–4) et en le réarrangeant pendant la transfection (RET) gènes. Les résultats de cette étude suggèrent que l’EGFR, un récepteur de la tyrosine kinase (TKR), qui n’est pas une molécule cible du lenvatinib, est activé pendant l’administration du lenvatinib et peut conférer une résistance au lenvatinib dans les cellules cancéreuses de la thyroïde. Cette étude a démontré que l’inhibition de la voie de l’EGFR par une combinaison de lenvatinib et d’inhibiteur de l’EGFR pourrait être une nouvelle stratégie thérapeutique pour augmenter la sensibilité au lenvatinib et surmonter la résistance au lenvatinib dans le cancer de la thyroïde (Figure 1).
Le cancer de la thyroïde est classé dans les types suivants : cancer différencié de la thyroïde et cancer anaplasique de la thyroïde provenant des cellules épithéliales folliculaires et carcinome médullaire provenant des cellules parafolliculaires. Bien que le cancer anaplasique de la thyroïde ne représente qu’environ 2 % des cancers de la thyroïde, son pronostic est extrêmement sombre. En revanche, environ 90 % des cancers de la thyroïde sont des cancers différenciés de la thyroïde, y compris les carcinomes papillaires et folliculaires. Le traitement standard du cancer différencié de la thyroïde est la chirurgie et la thérapie à l’iode radioactif, avec un taux de survie spécifique à la maladie à 10 ans favorable de > 90 %. Cependant, certains cancers sont résistants à la thérapie à l’iode radioactif et le taux de survie à 10 ans pour les cancers différenciés qui ont métastasé à des organes distants est < 50 %.
Mutations du gène conducteur, telles que BRAF, RASet RET/PTC mutations, se retrouvent fréquemment dans les cellules cancéreuses de la thyroïde. Cependant, l’activation des voies de signalisation de la protéine kinase activée par les mitogènes en aval des PTK, telles que le FGFR, le VEGFR ou le récepteur du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGFR), est observée dans les cancers de la thyroïde, indépendamment de la présence ou de l’absence de mutations du gène conducteur. De plus, les MKI ont été utilisés pour traiter des cancers différenciés de la thyroïde devenus réfractaires à la thérapie à l’iode radioactif. Le lenvatinib, un MKI oral qui cible VEGFR1-3, FGFR1-4, PDGFR et RET, a été largement utilisé dans le monde entier car il a prolongé la survie sans progression dans une étude de phase III sur le cancer de la thyroïde différencié réfractaire à l’iode radioactif.
Cependant, des défis cliniques majeurs, tels que certains cancers étant résistants au lenvatinib dès le début du traitement et l’émergence de résistances au cours du traitement, continuent de prévaloir. Par conséquent, pour surmonter la résistance au lenvatinib, il est nécessaire d’identifier des biomarqueurs qui prédisent la sensibilité au lenvatinib et d’élucider les mécanismes moléculaires par lesquels les cellules cancéreuses de la thyroïde acquièrent une résistance au lenvatinib.
Établissement de lignées cellulaires résistantes au lenvatinib
Les lignées de cellules cancéreuses de la thyroïde TPC-1 (avec RET/PTC mutation) et FRO (avec BRAFmutation V600E) ont été cultivées en présence de lenvatinib pendant une période prolongée ; les lignées résistantes TPC-1/LR (140 fois résistantes par rapport aux cellules parentales) et FRO/LR (5,3 fois résistantes par rapport aux cellules parentales) ont été établies et utilisées dans l’étude.
Détermination des changements dans les voies de signalisation intracellulaires
L’expression des protéines et la phosphorylation des molécules de signalisation ont été analysées à l’aide de Western Blot (WB) pour déterminer le mécanisme par lequel l’acquisition de la résistance au lenvatinib modifie la transduction du signal intracellulaire.
Analyse de sensibilité aux médicaments
L’effet inhibiteur de croissance du lenvatinib seul, en présence d’EGF, et en association avec le lapatinib, sur les lignées cellulaires cancéreuses de la thyroïde a été analysé à l’aide du dosage du sel de tétrazolium soluble dans l’eau (WST-1).
Analyse in vivo des effets antitumoraux des médicaments
Des cellules TPC-1/LR résistantes au lenvatinib ont été implantées par voie sous-cutanée chez des souris nude pour établir un modèle porteur de tumeur, et les effets antitumoraux du lenvatinib seul et en association avec le lapatinib ont été analysés. De plus, des tissus tumoraux ont été prélevés et soumis à une WB et à une immunohistochimie.
Le lenvatinib a été largement utilisé pour le traitement des cancers thyroïdiens différenciés avancés et métastatiques résistants à la thérapie à l’iode radioactif. Cependant, aucune stratégie de traitement efficace n’a été établie une fois que le cancer devient résistant à ce médicament. Les résultats de cette étude ont démontré qu’une combinaison de lenvatinib et d’un inhibiteur de l’EGFR améliore l’efficacité du lenvatinib et peut constituer une nouvelle stratégie de traitement du cancer de la thyroïde avancé.
La combinaison d’un inhibiteur de BRAF et d’un inhibiteur de MEK a été utilisée dans la pratique clinique à l’étranger pendant BRAFCancer de la thyroïde anaplasique à mutation V600E, et la stratégie thérapeutique consistant à inhiber les voies de signalisation essentielles à la croissance en combinant plusieurs agents de ciblage moléculaire a été utilisée en pratique clinique pour plusieurs autres tumeurs malignes. Les résultats de cette étude suggèrent fortement que la combinaison de plusieurs agents moléculaires ciblés jouera un rôle important dans les futures stratégies de traitement des tumeurs malignes.
Nous prévoyons d’explorer d’autres mécanismes de résistance au lenvatinib en parallèle avec les mécanismes moléculaires par lesquels le lenvatinib induit l’activation de l’EGFR dans les cellules cancéreuses de la thyroïde.
