Intracellular distribution of anthracyclines : implication in cell death pathway and phenotype of pleiotropic resistance - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2001

Intracellular distribution of anthracyclines : implication in cell death pathway and phenotype of pleiotropic resistance

Distribution intracellulaire des anthracyclines : implication dans le processus de mort cellulaire induite et le phénotype de résistance pléiotrope

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Corinne Bour Bour Dill
  • Function : Author
  • PersonId : 790776
  • IdRef : 060244003

Abstract

The main cause of failure in anthracyclines chemotherapy is the classical phenotype of multidrug resistance (MDR). The first part of this study characterized cytoplasmic sequestration of daunorubicin (DNR) mediated by P-glycoprotein (P-gp) and its role in DNR cytotoxicity. In vitro experiments with sensitive and resistant cell lines using image analysis, demonstrated that Golgi apparatus is the main target of DNR sequestration. The fluorescence spectra of DNR in both celllines inside Golgi suggested specific interactions between DNR and lipids in resistant cell line. P-gp inhibtion by combinations of suboptimal concentrations of modulators including PSC-833 known to be acting on intracellular lipids reverted DNR cytotoxicity without modulating its intracellular accumulation but allowed DNR redistribution inside cytoplasm. DNR accumulation was modulated by PSC-833. Additionnaly DNR cytoplasmic sequestration was partially moduled by PSC-833. The second part of this work measured in vitro the impact of idarubicin (IDA) lipophilicity as compared with epirubicin (EPI), on cellular incorporation and cell response. These parameters were evaluated in relation with P-gp or multidrug resistance related protein (MRP) overexpression. IDA incorporation is faster, but as EPI, IDA is a substrate for P-gp. IDA is distinguished by delayed effiux in presence of MRP. Moreover IDA was characterized by a larger pattern of subcellular distribution. These later properties implied a higher cytotoxicity for IDA whatever the cell lines. G2/M arrest of cells and/or effective P53 induction by both anthracyclines traduced DNA damages but were not sufficient to specifically activate apoptosis. The early production of ceramides was higher after IDA treatment, and seemed to be specifically associated with apoptosis. The data collected during this study suggested that in addition its nuclear target, IDA induced cell death by acting onto cytoplasmic targets.
La principale cause d'échecs rencontrés en chimiothérapie avec les anthracyclines est souvent associée à la multidrug résistance (MDR) classique. En première partie, les expérimentations in vitro ont monté par analyse d'images que l'appareil de Golgi est le principal site de séquestration de la daunorubicine (DNR) pour notre modèle surexprimant la glycoprotéine-P (P-gp). La séquestration de la DNR dans ce compartiment implique une modification de son spectre de fluorescence suggérant des interactions avec les lipides. L'inhibition de la P-gp par des combinaisons de réversants à faibles concentrations, parmi lesquels le PSC-833 connu pour agir sur les lipides intracellulaires, restaure la cytotoxicité de la DNR pour la lignée résistante en modulant sa distribution cytoplasmique sans agir sur son accumulation intracellulaire, En clinique, le PSC-833 module l'accumulation de la DNR, ainsi que partiellement sa distribution subcellulaire. En seconde partie l'idarubicine (IDA) a été comparée à l'épirubicine (EPI) in vitro par l'intermédiaire de l'incorporation et de la réponse cellulaire, en particulier pour des lignées surexprimant la P-gp ou la multidrug resistance related protein (MRP). Concernant les propriétés pharmacologique, l'IDA se distingue de l'EPI par une accumulation intracellulaire plus rapide, un effiux retardé en présence de MRP, ainsi qu'un profil de distribution plus large que l'EPI suggérant des sites d'action cytoplasmiques diffèrents. Ces propriétés se traduisent pour l'IDA par une cytotoxicité accrue pour toutes les lignées. En outre, le blocage en G[indice 2]/M et/ou l'induction de P53, qui traduisent l'endommagement de l'ADN, ne suffisent pas à assurer l'entrée des cellules en apoptose. L'activation précoce de la voie des céraruides est plus prononcée en présence d'IDA pour les lignées sensibles, et semble spécifique à l'induction d'apoptose. L'ensemble des données collectées suggèrent qu'en plus de son site d'action nucléaire, l'IDA agisse également au niveau cytoplasmique.
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Dates and versions

tel-01754383 , version 1 (30-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01754383 , version 1

Cite

Corinne Bour Bour Dill. Distribution intracellulaire des anthracyclines : implication dans le processus de mort cellulaire induite et le phénotype de résistance pléiotrope. Médecine humaine et pathologie. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2001. Français. ⟨NNT : 2001NAN11301⟩. ⟨tel-01754383⟩
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