LightSpot and ArrowLight fluorescent tracers, innovative tools for quantifying P-gp and BCRP, two “MultiDrug Resistance” proteins involved in tumor resistance in liquid and solid cancer models

Le phénotype « MultiDrug Resistance » (MDR) constitue l'un des obstacles majeurs à l'efficacité des traitements anticancéreux. Ce phénomène résulte de l'efflux des médicaments hors des cellules cancéreuses par des protéines MDR de la famille des transporteurs de type « ATP Binding Cassette » (ABC) (Sodani et al. 2012). La « Permeability-Glycoprotein » ou P-gp, et la « Breast Cancer Resistance Protein » ou BCRP constituent deux protéines MDR majeures, impliquées dans la chimiorésistance des cellules tumorales. En effet, ces pompes d'efflux contribuent à la réduction de la concentration intracellulaire des agents cytotoxiques, favorisant ainsi la résistance des cellules cancéreuses aux traitements. La surexpression de ces protéines est fréquemment observée dans des pathologies comme la leucémie aiguë myéloïde (LAM) (Tsimberidou et al. 2002) ou le cancer du sein (Pasquier et al. 2011). Un des défis actuels dans la lutte contre la chimiorésistance est de pouvoir quantifier de manière fiable l'expression de ces protéines MDR. Néanmoins, les méthodologies actuellement utilisées pour quantifier les niveaux d'expression ou d'activité des protéines MDR chez les patients (immunomarquage, quantification de l'ARNm, test d'activité des protéines MDR) présentent des inconvénients majeurs, conduisant à des résultats contradictoires et empêchant la prédiction de la réponse thérapeutique (Daumar et al. 2023). C'est dans ce contexte que le groupe « Résistance » de l'unité UMR INSERM/UCA 1240 IMoST a entrepris de développer de nouveaux traceurs fluorescents spécifiques des protéines MDR, capables de détecter et quantifier ces transporteurs. Dans ce cadre, les travaux de recherche réalisés au cours de ma thèse ont été orientés sur trois axes complémentaires. Le premier axe a porté sur la validation de la spécificité du traceur fluorescent LightSpot-FL-1, pour cibler la P-gp, dans des lignées cellulaires CCRF-CEM et KG1-a de leucémie aiguë (LA), ainsi que des blastes issus des patients atteints de LAM. LightSpot-FL-1 s'est révélé spécifique, sensible et capable de quantifier la P-gp, dans les lignées cellulaires et les cellules cancéreuses issues de patients (Dubois et al. 2025). Le deuxième axe de mes travaux de recherche a permis de développer une nouvelle méthodologie de quantification de la P-gp via le traceur fluorescent LightSpot-FL-1 par chromatographie couplée à la détection de fluorescence (HPLC-FLD). Cette approche a permis d'obtenir des mesures fiables, rapides et reproductibles sur différentes lignées cellulaires, et a été validée selon les normes ICH. Elle offre un complément analytique pertinent et vient compléter les autres méthodes utilisées par notre groupe, avec une potentielle applicabilité en milieu clinique (Gay et al. 2025). Le troisième axe portait sur la validation biologique de nouveaux traceurs fluorescents ciblant la BCRP. En effet, parmi plusieurs traceurs testés, deux d'entre eux, la Chromone X et la Chalcone Y ont démontré une spécificité élevée pour la BCRP, sur des modèles de lignées cellulaires SUM1315 du cancer du sein triple négatif et de KG1-a de LAM. Ces travaux de recherche ont donc permis, d'une part, d'étendre l'usage de LightSpot-FL-1 à d'autres types de modèles de cancer, la LAM, et de confirmer une ouverture sur son efficacité d'application sur des échantillons de blastes issus de patients LAM. D'autre part, ils ont également permis de développer une nouvelle méthode de quantification de la P-gp utilisant LightSpot-FL-1 par HPLC-FLD. Dans la dernière partie de ces travaux, nous avons réalisé la validation de nouveaux traceurs fluorescents ciblant cette fois-ci la BCRP, une autre protéine MDR majeure et pertinente en clinique utilisant les deux modèles CSTN et LAM. Ces avancées contribuent à améliorer la détection et la quantification des protéines MDR, ouvrant la voie à une meilleure compréhension des mécanismes de chimiorésistance et à une optimisation des stratégies de traitements personnalisés.