Projet ANR-11-EMMA-0051 – IGF-TRAP : Développement de la mini-IGFBP-3 (EP 11 305 197.3 24° Preuve du concept pré-clinique de son activité anti-tumorale in vivo
Programme : Emergence de produits, technologies, ou services à fort potentiel de valorisation (Emergence)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur François GODEAU (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION REGIONALE PARIS VI)
Partenaires : INSERM TRANSFERT; Institut Curie; Centre de Recherche Saint-Antoine; Signalisation Intracellulaire, Rho Gtpases et Progression Tumorale
Montant : 313046.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 24 mois
Résumé : Développement d’un nouvel agent anti-IGF en thérapie anti-cancéreuseL’activation de la voie de signalisation IGF joue un rôle majeur dans l’initiation et la progression des tumeurs humaines ainsi que dans leur résistance aux thérapeutiques existantes. Le ciblage thérapeutique de cette voie devrait générer de substantiels progrès thérapeutiques.
IIGF-Trap : Ciblage thérapeutique de l’axe IGF par neutralisation de ses ligandsEn devenant une cible thérapeutique prometteuse en Oncologie, l’axe IGF a suscité l’émergence de plusieurs agents visant son récepteur, actuellement évalués en essais cliniques. Nous proposons une approche alternative ayant pour objectif de neutraliser les ligands IGF-I et IGF-II à l’aide d’une protéine humaine modifiée devenue résistante à l’action des enzymes protéolytiques. En effet, une telle neutralisation baisse le niveau d’activation de la voie de signalisation IGF, ce qui diminue à la fois la prolifération cellulaire et la résistance à l’apoptose. De plus, l’administration de cette molécule restaure un équilibre homéostatique rompu au profit de la tumeur qui détruit l’IGFBP-3 endogène ce qui conduit à la libération d’IGF. L’objectif est d’interrompre ce cercle vicieux profitant à la croissance tumorale ce qui aura pour améliorer les traitements actuels. Des tests d'accompagnement permettant de sélectionner des populations de patients répondeurs sont en cours de développement.
Approche ligand : production de la mini-IGFBP-3Pour réaliser la neutralisation des ligands, nous avons choisi de modifier l’IGFBP-3 qui est la principale protéine porteuse des IGF dans la circulation. Elle a le triple avantage d’être une protéine humaine, d’avoir une haute affinité à la fois pour l’IGF-I et pour l’IGF-iI et d’avoir déjà reçu l’autorisation de la FDA d’être administrée chez l’homme. Pour éliminer sa sensibilité aux enzymes protéolytiques, nous avons modifié la séquence de cette protéine par mutagénèse dirigée (mini-IGFBP-3) et nous l’avons fait produire par des cellules d’insectes et déposé un brevet avec Inserm-Transfert. D’autres versions recombinantes  de la mini-IGFBP-3 ont également été produites : immunoadhesin, protéine biotinylable que l’on peut utiliser en ciblage ou pour en augmenter la durée de vie plasmatique.
Résumé de la soumission : En oncologie, la stratégie thérapeutique consistant à cibler l'axe IGF a suscité un grand intérêt aboutissant à plusieurs dizaines de candidats actuellement évalués en essais cliniques. Les approches les plus avancées (anticorps monoclonaux anti récepteur ou inhibiteurs de tyrosine kinase) ont concerné le récepteur des IGFs (IGF-1R). Bien que des résultats significatifs aient pu être observés, cette approche n'a pas tenu toutes ses promesses et certains essais cliniques ont dû être interrompus.La neutralisation des ligands (IGF-I et IGF-II) a reçu moins d'attention bien que des effets prometteurs aient pu être observés dans des études pré-cliniques utilisant des anticorps dirigés contre ceux-ci. Les protéines de liaison des IGF (IGFBPs) sont des protéines endogènes de haute affinité jouant un rôle majeur dans la régulation de la bio disponibilité des IGFs pour leur récepteur. L'IGFBP-3 transporte  > 75% des IGFs du sérum et son activité est régulée par de nombreuses protéases dont les MMPs activées dans la cellule cancéreuse. Ainsi, pour neutraliser les ligands de l'axe IGF, les IGFBPs représentent une véritable alternative à l'utilisation d'anticorps . Dans cette perspective, nous avons produit un jeu de mutéines de l'IGFBP-3 humaine (IGF-TRAP) résistantes à l'action des protéases tout en conservant leurs propriétés de liaison pour lequel un Brevet Européen a été déposé  (EP 11 305 197.3) par Inserm-Transfert. En accord avec ses propriétés anti prolifératives observées in vitro, nous avons obtenus quelques indices de leur activité in vivo. Ainsi, ces IGF-TRAP pourraient jouer un rôle dans l'arsenal de molécules ciblant l'axe IGF. Leurs avantages sont: i) ils neutralisent simultanément IGF-I et IGF-II;; ii) ils ciblent à la fois les voies de signalisation initiées par IGF-1R et par IR-A; iii) leur administration restaure un équilibre rompu par la tumeur elle même qui détourne des mécanismes de régulation à son seul profit. Le projet IGF-TRAP vise à confirmer ses propriétés in vivo et à administrer une preuve de concept de son activité anti tumorale qui devrait servir de base à la création et au développement de la future société.Notre programme comparera des tumeurs de souris xenogreffées traitées ou non par IGF-TRAP et à des souris contrôles traitées par PPP. Pour ces xénogreffes, nous nous concentrerons sur deux types de lignées: adenocarcinomes produisant de l'IGF-II et cellules issues du Sarcome d'Ewing, tumeur qui répond souvent, en essais cliniques à une mono thérapie anti-IGF-1R (partenaire 3). Pour obtenir des données significatives il faut réaliser un grand nombre de xenogreffes sur des périodes de temps prolongées, ce qui consomme une grande quantité de protéines recombinantes, tâche dévolue au sous traitant 1. Les critères de réponse seront outre la croissance tumorale (partenaire 2), les réponses de protéines impliquées dans le contrôle de la transduction, du cycle cellulaire, de l'angiogénèse et de l'apoptose. Celles-ci seront étudiées par immunoblots (partenaire 1 et 2) et par immunohistochimie (sous traitant 2). Des expériences d'imagerie sont prévues utilisant des lignées spécifiques tant en FDG-TEP (partenaire 1) qu'en fluorescence (partenaire 2). Nous espérons que cette preuve de concept ouvrira la voie à la création d'une entreprise de biotechnologie avec l'aide d'Inserm-Transfert (partenaire 4).
Résultats : Nous disposons de 5 modèles:
1- Cancer Colo-Rectal: Rétablissement de la sensibilité au Gefitinib de lignées résistantes (Kras muté); Effets importants d'une injection d'IGF-Trap à des xénogreffes.
2- Sarcome d'Ewing: Grande sensibilité de certaines lignées; Induction d'apoptose dans des xénogreffes; Inhibition de la migration cellulaire
3- Adenocarcinome surrénalien: Grande sensibilité à l'IGF-Trap
4- Myelome Multiple: sensibilité d'une lignée capable de former des xénogreffes en S/C et qui expriment Luc; traitement en cours
5- Cancer de la Prostate: inhibition de la lignée PC-3 (PTEN muté)
Perspectives : Si la preuve de concept de l’efficacité anti-tumorale de cette biomolécule est apportée, il conviendra de créer une société pour établir un licence d’exploitation avec une compagnie pharmaceutique. A terme, elle pourrait constituer un nouvel agent utilisable en Oncologie soit en mono-thérapie (Sarcome d’Ewing, adénocarcinome surrénalien…) soit comme adjuvant d’autres agents thérapeutiques (cancer colo-rectal en association au cetuximab.
Publications et brevets : PCT/EP2012/053142