„ Du processus physiologique à la cible thérapeutique“ ANGIOGENESE „ Du processus physiologique à la cible thérapeutique“ http://www.presse.ulg.ac.be/communiques/crce/untitled/crce/untitled_13.gif ANTOINE Emilie BARTH Marie HECKY Géraldine REMY Frédéric ROBERT Nathalie SONGY Harmonie http://www.3dchem.com/imagesofmolecules/1flt2.jpg Tutrice : Nelly ETIENNE - SELLOUM

INTRODUCTION Angiogenèse : c’est un mécanisme de formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Angiogenèse physiologique : Angiogenèse pathologique : Développement embryonnaire Développement post-embryonnaire Cycle menstruel Grossesse (implantation du placenta…) Cicatrisation Inflammation Ischémie des tissus … Développement tumoral DMLA Arthrite rhumatoïde Rétinopathie diabétique Obésité … http://www.cours.fse.ulaval.ca/ten-20727/sitesdescours/000_3automne2000/bebe_1/foetus%202%20mois.gif http://www.miranda-photography.com/_Photos/Cat_pregnancy/preg1.jpg http://www.radio-canada.ca/nouvelles/ressources/images/2006/normales/m/ma/060620mains-arthrite_n.jpg http://www.cnib.ca/fr/vos-yeux/maladies-oculaires/dmla/images/wet-amd.jpg

Equilibre entre facteurs activateurs et inhibiteurs Formation SFC, Angiogenèse tumorale, Bulletin du Cancer, N° HS, Avril 2006, Vol 93, p.154-64

MECANISME GENERAL 1.Stimulation des cellules endothéliales 2.Augmentation de la perméabilité vasculaire Facteurs Pro-angiogéniques NO ; Angiopoïétine 2 3.Protéolyse matricielle 4.Migration des cellules endothéliales MMPs ; Activateurs du plasminogène Intégrines

MECANISME GENERAL 5.Prolifération cellulaire 6.Stabilisation des vaisseaux VEGF, bFGF, PDGF,EGF ,… Angiopoïétine 1 SIA de l’ IVS, Angiogenèse normale, NORD - NORMANDIE – PICARDIE, 1 ET 2 DÉCEMBRE 2006, diapositive 11

Régulation VEGF Facteurs de croissance PROLIFERATION bFGF EGF PDGF http://www.3dchem.com/imagesofmolecules/1flt.jpg PERMEABILITE VASCULAIRE MIGRATION STABILISATION DES NEOVAISSEAUX PROLIFERATION

Activation du VEGF Le facteur de l’hypoxie HIF O2 JF Heron Cancérologie générale 2006

Activation du VEGF Les cytokines pro-inflammatoires : TNFα http://www-ssrl.slac.stanford.edu/research/highlights_archive/tnf-alpha-fig1.jpg Activation par d’autres facteurs : IL8, bFGF, EGF, PDGF PROTEASES Les protéases matricielles Matrice extracellulaire bFGF VEGF

Récepteurs à activité tyrosine kinase Voies de signalisation induites par l’activation des récepteurs à activité tyrosine kinase P P Estelamau – Rodriguez, MDMPH, The Molecular Oncology report, Vol 1, Number 2, 2007 http://www.molecularonc.com/mor/mor010262.html

La protéolyse extracellulaire Dégradation de la membrane basale et de la matrice extracellulaire Libération des facteurs séquestrés dans la matrice extracellulaire (VEGF, FGF) Les métalloprotéinases matricielles (MMP) Uta B.Hofmann et al., Journal of Investigative Dermatology 2000, 115, p.337-344

Les activateurs du plasminogène Production de plasmine qui dégrade la fibrine t- PA (activateur tissulaire) et u - PA (urokinase)

C. Autres éléments mis en jeu Angiopoïétine Angiopoïétine 2 : déstabilisation des cellules endothéliales SIA de l’ IVS, Angiogenèse normale, NORD - NORMANDIE – PICARDIE, 1 ET 2 DÉCEMBRE 2006, diapositive 15

Molécules d’adhésion cellulaire Angiopoïétine 1 : stabilisation des néovaisseaux SIA de l’ IVS, Angiogenèse normale, NORD - NORMANDIE – PICARDIE, 1 ET 2 DÉCEMBRE 2006, diapositive 15 Molécules d’adhésion cellulaire Intégrine avb3 : perméabilité vasculaire et migration Autres intégrines

D. Les inhibiteurs endogènes Angiostatine : diminution de l’expression du VEGF Endostatine : diminution des protéines anti-apoptotiques (encore mal connu !) SIA de l‘IVS, Angiogenèse physiologique, RHONE-ALPES – AUVERGNE, 17 NOVEMBRE 2006, diapositive 45

Facteur plaquettaire (pF-4) : inhibe la prolifération et la migration cellulaire Hématologie, Septembre-octobre 2004. Vol 10, N°5, p.365-9 Thrombospondine : inhibe la prolifération et la motilité cellulaire, induit l’apoptose empêche mobilisation VEGF

Schéma général de la régulation de l’angiogenèse Inhibiteurs endogènes : - Angiostatine - Endostatines - Thrombospondines - Facteur plaquettaire Autres facteurs de croissance : - bFGF - EGF - PDGF Ang 2 Ang 1  Stabilisation

Angiogenèse tumorale Généralités Les étapes de l’angiogenèse tumorale Dormance : équilibre entre apoptose et prolifération. Switch angiogénique : Hypoxie  Sécrétion de VEGF  acquisition du phénotype angiogénique ROCHE, Premier anticorps monoclonal anti VEGF dans le cancer du sein, RCP de l‘Avastin, 06/07/2007,p.6 Développement d’un réseau vasculaire (anormal) Dissémination métastatique Séminaires intensifs de l‘angiogénèse de l‘institut des vaisseaux et du sang, l‘angiogénèse pathologique, Picardie,1et 2/12/2006,diapositive 17 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/touquet/soria_part2/player.html

Phénomène non continu, se produit par cycles

Pourquoi cibler l’Angiogenèse ? Docteur J. FOLKMAN a été le premier à envisager l’angiogenèse tumorale comme cible thérapeutique. SIA de l‘IVS, Modulation de l‘angiogenèse dans les cancers, Grand est, Obernai, 17 et 18/11/06, diapositive 3 http://www.monaei.com/IVS/nem/sia/obernai/pr_calvo/player.html Avantages : Coupure de l’alimentation directe de la tumeur (O2 + nutriments) Effet sélectif sur les cellules endothéliales en prolifération (dormantes dans le reste de l’organisme) Phénomènes de résistance apparemment moindre Théoriquement applicable à tout type de tumeur solide

Caractéristiques d’un traitement antiangiogénique N’entraîne pas la mort des cellules tumorales (traitement adjuvant) Normalisation de la vascularisation  facilité d’accès du traitement cytotoxique Etapes : 1) Régulation de la vascularisation tumorale : régression de la prolifération endothéliale et diminution des anastomoses 2) Restructuration des vaisseaux néoformés (Péricytes fonctionnels et diminution des fentes vasculaires) SIA de l‘IVS, modulation pharmacologique de l‘angiogénèse dans les cancers, Picardie,1et 2/12/2006,diapositive 31 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/touquet/calvo/player.html 3) Inhibition d’une nouvelle angiogenèse par baisse de l’apport d’O2 SIA de l‘IVS, modulation pharmacologique de l‘angiogénèse dans les cancers, Picardie,1et 2/12/2006,diapositive 27 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/touquet/calvo/player.html

Cibles Pharmacologiques VEGF Facteur essentiel présent tout au long de la croissance tumorale Bevacizumab : Avastin® : Anticorps monoclonal Indications : En association avec la chimiothérapie, dans le cancer colorectal métastatique (CCRm), le cancer du sein métastatique (CSm), le cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) SIA de l‘IVS, Montauban (grand SO),8 et 9/12/2006,diapositive 11 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/montauban/dr_robert/player.html http://medicineworld.org/images/blogs/avastin-bevacizumab-48210.jpg

VEGF VEGF-trap (Aflibercept) : Récepteur soluble du VEGF formé à partir de la partie constante des immunoglobulines et une partie des récepteurs VEGFR-1 et -2 http://www.regeneron.com/vegftrap_cancer.html

Facteur stimulant l’expression de VEGF par la cellule tumorale Cetuximab : Erbitux® : anticorps monoclonal ciblant l’EGFR Indication : En association avec la chimiothérapie dans le CCRm http://www.2.edah.org.tw/ph/img/erbitux.jpg http://www.cregg.org/rubrique.aspx?page=551

Récepteur à activité tyrosine kinase intracellulaire Fixation sur le site de liaison à l’ATP  blocage de la transduction du signal SIA de l‘IVS, L‘angiogenese physiologique,Rhones alpes,17/11/2006,diapositive 15 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/st_galmier/Bignon/player.html Sorafénib : Nevaxar® : inhibiteur multi kinase visant les VEGFR-2 et -3, le PDGFR-b et le récepteur raf-1 Indication : cancer rénal avancé après échec d’un traitement préalable http://nature.com/nrd/journal/v5/n10/images/nrd2130-f1.jpg http://www.bayerscheringpharma.fr/html/images/upload/produits/pack/nevaxar.jpg

Récepteur à activité tyrosine kinase intracellulaire Sunitinib : Sutent ® : Mode d’action similaire au sorafénib, mais légèrement plus efficace Indications : tumeurs stromales gastro-intestinales métastatiques, après échec d’une chimiothérapie et cancer rénal métastatique (CRm) http://www.prsc.mpf.gov.br/noticias/Banco%20de%20Imagens/Ilustracoes/sutent.jpg Vandetanib : Inhibiteur des VEGFR 2 et 3 et du EGFR. En étude dans le CBNPC, en association avec une chimiothérapie (phase III) et dans le CCRm. http://www.3dchem.com/imagesofmolecules/Sunitinib.gif

Autres approches Inhibiteur de métalloprotéinases matricielles : pas de molécules efficaces en études cliniques. Vitaxin : Anticorps monoclonal reconnaissant l’intégrine avb3 ayant un rôle dans l’étape de prolifération et de migration endothéliale Indications : similaires au bevacizumab http://www.vitabasix.com/media/images/374.jpg

Autres approches Molécules ciblant le facteur HIF : diminution de l'expression du phénotype angiogénique pour baisser la production de VEGF induit par l'activation de la voie HIF Lenalidomide : Revlimid ® : inhibition de l'angiogenèse en bloquant la migration et l'adhésion des cellules endothéliales et la formation des microvaisseaux. Indication : Myélomes chez les patients ayant déjà reçu au moins un traitement. Lenalidomide_clip_image002 Thérapie génique : intégration de gènes pour moduler l’axe VEGF/VEGFR et/ou pour induire l’expression physiologique d’inhibiteurs de l’angiogenèse

Résumé «mab»= Monoclonal AntiBodies  Voie intraveineuse VS SIA de l‘IVS, L‘angiogenese physiologique, Ile de France, 1 et 2/12/2006,diapositive 11 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/Paris/dr_plouet_01/player.html «mab»= Monoclonal AntiBodies  Voie intraveineuse VS «inib» = Inhibiteur non peptidique  Voie orale SIA de l‘IVS, Obernai, grand est, 17et 18/11/2006,diapositive 33 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/Obernai/pr_calvo/player.html

Conclusion Jamais utilisés en monothérapie ou en première ligne dans un traitement Survie des patients allongée de quelques mois seulement (pas un produit miracle). Effets indésirables particulièrement importants. Mais utilisation justifiée en raison de l’absence d’autres produits. Domaine en constante progression : nombreuses études en cours SIA de l‘IVS, Modulation pharmacologique de l‘angiogenèse dans les cancers, Rhones alpes,17/11/2006,diapositive 3 http://www.monaei.com/IVS/new/sia/st_galmier/feige/player.html

III. Autres pathologies Cécité Ischémie cardiaque Athérosclérose Psoriasis www.guysen.com www.psoriasisfishcure.com Arthrite rhumatoïde Obésité www.rhumato.info RC Wagner, FE Hossler

Cellule inflammatoire A. Arthrite rhumatoïde Maladie auto-immune www.rhumato.info Inflammation chronique de la membrane synoviale : Accumulation de macrophages, lymphocytes, cellules plasmatiques produisant des facteurs pro-angiogéniques (TNF) Hyperplasie de la membrane qui recouvre alors le cartilage  Hypoxie Angiogénèse favorisant l’inflammation Cartilage Cellule inflammatoire Cellule synoviale JY Scoazec, IVS, 2006 N Rigaud 2007

B. Psoriasis Hyperprolifération des kératinocytes www.psoriasisfishcure.com Hyperprolifération des kératinocytes Accumulation de cellules immunitaires : Inflammation Accumulation de facteurs pro-angiogéniques (TNF) TNF  HIF  VEGF  Angiogénèse favorisant l’inflammation Développement de rhumatisme psoriasique

Traitements Anticorps monoclonaux anti-TNF : blocage de l’inflammation TNF HIF VEGF VEGFR PJ Anderson 2005

Spécialités Infliximab (Remicade) : usage hospitalier Administration iv de 3mg/kg toutes les 8 semaines pour l’arthrite rhumatoïde Administration iv de 5mg/kg toutes les 8 semaines pour le rhumatisme psoriasique Adalimumab (Humira) : Administration sc de 40 mg toutes les 2 semaines http://www.healthcarebase.com http://www.abbott.com Etanercept (Enbrel) : Administration sc de 25mg 2 fois par semaine http://www.epocrates.com

C. Athérosclérose Néovascularisation Paroi en hypoxie LDL Sous-endothélium Endothélium Monocyte Cellule musculaire spumeuse Thrombus Néovascularisation Paroi en hypoxie Sécrétion de facteurs pro-angiogéniques http://www.123bio.net/revues/jleoni/images/2-1-1.jpg

Rôles de l’angiogénèse dans l’athérosclérose Défavorable Maintien de la plaque d’athérome Rétrécissement du diamètre des artères Cœur en ischémie Infarctus Favorable Sert de pontage biologique aux vaisseaux athérosclérosés Permet l’apport d’O2 au cœur en ischémie http://www.guysen.com/photos/250_corcos_coeur1.jpg

D. Dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) http://www.monaei.com/IVS/new/sia/touquet/soria_part2/player.html Rétine Sclérotique Choroïde Accumulation de drusen sous la rétine  Hypoxie JW Crabb et al 2002 M Friedlander, 2007 Destruction des cellules de la macula Création d’une néovascularisation induisant : Hémorragie Inflammation

Traitement de la DMLA Injection intra-vitréenne d’agents complexant le VEGF JY Scoazec, IVS, 2006 VEGF VEGFR TC Smith, MBBS, 2007 A : Epithélium pigmentaire décollé B : Un mois après injection intra-vitréenne de bevacizumab C : Trois mois après l’injection

Spécialités existantes Pegaptanib sodique (Macugen) : oligonucléotide pégylé se liant au VEGF Administration intra-vitréenne de 0,3mg toutes les 6 semaines Ranibizumab (Lucentis) : fraction d’anticorps monoclonal (dérivé du bevacizumab) Administration intra-vitréenne une fois par mois pendant 3 mois D Focosi, 2005 http://www.ophmanagement.com

Néovascularisation de E. Rétinopathie diabétique Hyperglicémie http://www.monaei.com/IVS/new/sia/paris/dr_plouet_02/player.html Emballement du cycle de Krebs Mêmes symptômes que la DMLA Synthèse de O2- Aucun traitement visant l’angiogénèse n’a d’AMM pour cette pathologie Hypoxie Utilisation hors AMM du pegaptanib en clinique Néovascularisation de la rétine et l’iris

F. Obésité Croissance des panicules adipeux Hypoxie HIF1α leptine et visfatine et  adiponectine Néovascularisation RC Wagner, FE Hossler Croissance du tissu adipeux Obésité

Hypothèses : Etudes : Hyperleptinémie plasmatique Altérations des systèmes de contrôle de l'angiogènese Développement excessif masse grasse Etudes : Administration d’agents anti-angiogéniques (angiostatine, endostatine TNP-470) Le développement du tissu adipeux est dépendant de sa vascularisation MA Rupnick, 2002

Conclusion L’angiogénèse est : un phénomène complexe http://www.biolynx.ca L’angiogénèse est : un phénomène complexe impliqué dans de nombreuses pathologies une cible d’avenir pour de nouveaux traitements