Exploring the functional links between the RNA splicing machinery and the DNA repair machinery : towards the identification of new therapeutic strategies to counter treatment resistance in lung cancer

Le cancer du poumon est la principale cause de mortalité liée au cancer dans le monde. L’émergence de résistances aux traitements standards, notamment aux sels de platine, constitue un défi majeur. Il est donc essentiel d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour améliorer l’efficacité des traitements existants. L’épissage de l’ARN joue un rôle clé dans la régulation de l’expression génique et son altération contribue à la carcinogenèse. Des études ont montré qu’une dérégulation de la machinerie d’épissage favorise l’oncogenèse et la progression tumorale, ce qui a conduit au développement d’inhibiteurs ciblant cette machinerie. Toutefois, leurs mécanismes d’action restent mal compris. Nous avons émis l’hypothèse que le ciblage de la machinerie d’épissage pourrait constituer une nouvelle stratégie thérapeutique dans les cancers du poumon. Nous avons étudié les liens entre l’inhibition de la machinerie d’épissage et les voies de réparation des dommages à l’ADN dans des cellules cancéreuses résistantes aux sels de platine, une chimiothérapie de référence. Parmi les différents inhibiteurs testés, la pladiénolide B, qui cible SF3B1, un composant clé du complexe U2 snRNP, a démontré une cytotoxicité accrue dans les cellules résistantes par rapport aux cellules parentales. En approfondissant les voies de signalisation mises en jeu, nous avons observé une augmentation de l’expression de γH2AX, un marqueur de cassures double-brin de l’ADN, plus prononcée dans les cellules résistantes par rapport aux cellules sensibles. Nous avons mis en évidence que le pladiénolide B induit un stress réplicatif précoce qui dépend de la transcription et corrèle avec l’activation d’ATR et de DNA-PKcs ainsi qu’avec la formation de foyers de RPA. Après 24 heures de traitement, le pladiénolide B diminue les niveaux protéiques d’ATR et de DNA-PKcs et induit l’apoptose et une instabilité génomique. Ces observations ont été confirmées dans des modèles de xénogreffes dérivées de patients (PDXs) atteints de cancer du poumon résistants aux sels de platine, dans lesquels le pladiénolide B ralentit la croissance tumorale. En parallèle, nous avons observé des altérations massives et transitoires de l’épissage et de l’expression de nombreux gènes impliqués dans la signalisation et la réparation des dommages à l’ADN. Le pladiénolide B inhibe la réparation des cassures double-brin, aussi bien par recombinaison homologue que par c-NHEJ, ce qui pourrait s’expliquer par la diminution de l’expression des protéines RAD51 et DNA-PKcs respectivement. De façon intéressante, l’effet cytotoxique du pladiénolide B augmente lorsqu’il est combiné à divers inhibiteurs pharmacologiques ciblant les voies de réparation de l’ADN, soulignant le potentiel de stratégies combinatoires. Finalement, parmi les événements d’épissage persistants après traitement, nous avons identifié l’épissage de MLH3 (MutL Homolog 3), un gène impliqué dans la réparation des mésappariements (MMR), en faveur de l’exclusion de l’exon 8 codant pour le domaine endonucléasique de MLH3. Nous avons montré que l’effet cytotoxique synergique de la combinaison pladiénolide B et sels de platine, à la fois dans les cellules résistantes et dans les modèles PDXs, corrèle avec l’augmentation de l’exclusion de l’exon 8 de MLH3 et la diminution de l’expression de la protéine MLH3, suggérant un lien entre l’épissage de MLH3 et la réponse aux traitements. En conclusion, nos résultats apportent de nouvelles connaissances des effets du pladiénolide B sur la signalisation des dommages à l’ADN et les voies de réparation dans les cellules de cancer du poumon. Ils suggèrent fortement que l’inhibition de SF3B1 par le pladiénolide B, utilisé seul ou en combinaison avec d’autres agents thérapeutiques ciblant les voies de réparation de l’ADN, pourrait représenter une nouvelle approche pour surmonter la résistance aux sels de platine chez les patients atteints de CBNPC.