Ce protocole décrit une méthode efficace pour quantifier la différence dans les dommages à l’ADN induits par les inhibiteurs de type I et de type II dans les cellules mutantes FLT3 grâce à l’application du test de comète.
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Article de méthode
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Ce protocole décrit une méthode efficace pour quantifier la différence dans les dommages à l’ADN induits par les inhibiteurs de type I et de type II dans les cellules mutantes FLT3 grâce à l’application du test de comète.
La tyrosine kinase 3 de type FMS (FLT3), un récepteur tyrosine kinase de classe III, présente une fréquence de mutation d’environ 30 % chez les patients atteints de leucémie myéloïde aiguë (LMA) et constitue une cible thérapeutique critique. En tant qu’inhibiteurs représentatifs de FLT3 de type I et de type II, respectivement, le giltéritinib et le quizartinib (AC220) sont utilisés cliniquement dans la prise en charge de la LAM avec mutation FLT3.
Le giltéritinib inhibe les protéines FLT3 activées et inactivées, avec une inhibition supplémentaire des cibles AXL pour aider à surmonter la résistance. L’AC220 inhibe FLT3 activé. Le test des comètes a été systématiquement utilisé pour quantifier et comparer les modèles de dommages à l’ADN induits par les inhibiteurs de FLT3 de type I par rapport aux inhibiteurs de type II dans les cellules mutantes. Les résultats expérimentaux ont révélé que les dommages à l’ADN causés par l’AC220 étaient significativement plus élevés que ceux causés par le gilteritinib. Pour les dommages importants à l’ADN, les inhibiteurs de FLT3 peuvent être combinés avec des inhibiteurs de réparation des dommages à l’ADN pour cibler les défauts de réparation de l’ADN. Les résultats fournissent un soutien expérimental à la stratégie de combinaison rationnelle de médicaments ciblant les dommages à l’ADN.
La leucémie myéloïde aiguë (LMA) est une maladie clonale des cellules souches hématopoïétiques définie par une expansion pathologique de progéniteurs myéloïdes indifférenciés, entraînant une suppression hématopoïétique et une insuffisance médullaire. L’hétérogénéité moléculaire inhérente à la LAM pose d’importants défis thérapeutiques1. D’une importance clinique particulière, les mutations de la tyrosine kinase 3 de type FMS (FLT3) constituent l’une des altérations génétiques les plus répandues dans la LAM, survenant dans environ 30 % des cas, et démontrent une forte corrélation avec des résultats cliniques défavorables2. La tyrosine kinase du récepteur FLT3 subit une activation au niveau de la membrane plasmique pour médier les cascades de signalisation PI3K/AKT et RAS/MAPK, tandis que la variante mutante FLT3-ITD est conservée dans le réticulum endoplasmique, induisant la phosphorylation persistante du transducteur de signal et de l’activateur de la transcription 5 (STAT5). Ces altérations génétiques entraînent la leucémogenèse par de multiples mécanismes oncogéniques, principalement par la dérégulation de la transduction du signal, la signalisation proliférative incontrôlée et la résistance apoptotique3.
L’AC220 et le gilteritinib, en tant qu’inhibiteurs typiques de FLT3, inhibent la prolifération cellulaire et induisent l’apoptose en supprimant l’expression de FLT3, mais avec des mécanismes d’action différents. Le giltéritinib (un inhibiteur de type I) couvre non seulement un spectre plus large de mutations activatrices de FLT3, mais inhibe également la tyrosine kinase AXL, qui est étroitement apparentée à FLT3. Grâce à la double inhibition, le giltéritinib peut bloquer la croissance des cellules cancéreuses de manière plus complète4. L’AC220 (un inhibiteur de type II) exerce son effet inhibiteur par une liaison compétitive à la conformation de la kinase activée, ciblant spécifiquement la poche de liaison à l’ATP avec une spécificité élevée5. Cette inhibition peut entraîner l’arrêt du cycle cellulaire et une augmentation du stress de réplication de l’ADN.
Le giltéritinib est associé à un faible risque de résistance et est indiqué en monothérapie dans le traitement de la LAM avec mutation FLT3 récidivante ou réfractaire. L’AC220 est efficace et sélectif pour les mutations FLT3-ITD, avec de bons taux de réponse clinique, mais il est inefficace pour les mutations FLT3-TKD, et peut être résistant aux mutations FLT3-TKD en raison de mutations secondaires FLT3-TKD (par exemple, D835 ou F691L) pour développer une résistance. Ces inhibiteurs ont pris de l’importance dans les traitements de la LMA sur la base de leur efficacité clinique démontrée et de l’amélioration des indices thérapeutiques6. Cependant, l’utilisation clinique de ces médicaments est remise en question par une résistance acquise et des effets hors cible. L’utilisation à long terme de l’AC220 en clinique entraîne une résistance due aux mutations FLT3-TKD, tandis que l’utilisation à long terme du giltéritinib peut présenter des limites pour les mutations composées (p. ex., FLT3-ITD combiné à la TKD) même si elle n’entraîne pas de résistance due aux mutations FLT3-TKD 7,8.
Ces deux classes d’inhibiteurs de FLT3 exercent un double effet thérapeutique en induisant indirectement un stress réplicatif par l’inhibition de FLT3 et le blocage de la voie de signalisation proliférative - signalisation RAS-MAPK, PI3K-AKT-mTOR, STAT5. Le blocage de la prolifération cellulaire conduit généralement à l’arrêt du cycle cellulaire, à des perturbations métaboliques (dérégulation de l’homéostasie redox) et, finalement, à l’apoptose 9,10. Ce mécanisme génère finalement des lésions de l’ADN qui activent des adaptations compensatoires de réparation de l’ADN dans les populations cellulaires résistantes. Le test des comètes permet une comparaison quantitative des profils de dommages à l’ADN spécifiques aux inhibiteurs dans les cellules mutantes FLT3. Cette approche expérimentale fournit des informations essentielles pour développer des thérapies combinées rationnelles qui exploitent les vulnérabilités aux dommages à l’ADN, surmontant ainsi la résistance thérapeutique acquise.
Les méthodologies contemporaines de détection des dommages à l’ADN englobent l’analyse immunohistochimique, l’électrophorèse sur gel d’agarose de fragments d’ADN, la réaction en chaîne par polymérase (PCR) et le séquençage de nouvelle génération (NGS), chacun démontrant une sensibilité et une spécificité analytiques élevées11. Cependant, ces approches sont limitées par des exigences financières substantielles, des durées de traitement prolongées et des conditions expérimentales strictes. Cela souligne la nécessité d’adopter des stratégies de détection qui équilibrent la précision analytique et la simplicité opérationnelle.
Le test des comètes a été largement utilisé dans l’évaluation de la toxicologie environnementale et de la génotoxicité en raison de sa sensibilité supérieure, de son accessibilité technique, de la quantification visualisée des dommages à l’ADN et de sa large applicabilité dans les systèmes biologiques12,13. Trois variantes méthodologiques principales ont été établies : le dosage des comètes alcalines pour la détection des cassures simples/doubles brins, le dosage des comètes neutres pour l’analyse des cassures double brin et le dosage des comètes modifiées par enzymes pour l’identification de lésions spécifiques de l’ADN. 14
Le principe méthodologique implique : (1) l’induction de ruptures de brins d’ADN par un traitement expérimental ; (2) Dissolution des membranes cellulaires et nucléaires par tampon de lyse, permettant la diffusion de protéines cytoplasmiques/nucléaires et d’ARN dans un tampon d’électrophorèse, tandis que l’ADN de haut poids moléculaire reste immobilisé dans la matrice d’agarose ; (3) la dénaturation alcaline (pH > 13) induisant le déroulement de l’ADN et la libération des fragments d’ADN endommagés ; (4) Migration anodique électrophorétique de l’ADN fragmenté créant une morphologie caractéristique de la comète, avec un ADN intact conservant la structure nucléoïde sphérique15,16. La quantification des dommages à l’ADN est réalisée par l’analyse informatisée du pourcentage d’ADN de la queue (TDP), fournissant une mesure précise de l’impact génotoxique à une résolution de17 sur une seule cellule.
Cette étude a utilisé un cadre expérimental systématique pour comparer les effets génotoxiques différentiels du giltéritinib et de l’AC220 dans des cellules 32D mutantes FLT3 validées. La conception expérimentale comprenait deux composantes principales : (i) l’établissement d’un modèle de dommages à l’ADN spécifique à la mutation FLT3, et (ii) l’évaluation quantitative des dommages à l’ADN induits par le médicament par une méthodologie de dosage des comètes alcalines. La lignée cellulaire 32D mutante FLT3 a été maintenue dans des conditions standard in vitro avant l’exposition à des inhibiteurs de FLT3 dilués en série. La viabilité cellulaire a été évaluée à l’aide d’essais CCK-8, puis de valeurs de concentration inhibitrice demi-maximale (CI50) par analyse de régression non linéaire. Une valeur IC50 quintuple a été choisie comme seuil d’induction des dommages à l’ADN. Des cellules traitées par des médicaments ont été récoltées et incorporées dans de l’agarose à bas point de fusion sur des lames pour une analyse ultérieure. Une séparation électrophorétique a été effectuée à 24 V (~0,74 V/cm) et 300 mA pendant 30 min dans un tampon alcalin, au cours duquel l’ADN fragmenté a migré anodiquement pour former une morphologie caractéristique de la comète, tandis que l’ADN intact a conservé la configuration nucléoïde sphérique. La quantification des dommages à l’ADN a été réalisée grâce à l’analyse d’images informatisée, le projet de logiciel d’analyse de comète (CASP) mesurant le moment de la queue, avec des valeurs accrues du moment de la queue d’olive directement corrélées à l’étendue de la fragmentation de l’ADN.
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1. Construction d’un modèle d’atteinte à l’ADN dans des cellules 32D présentant des mutations FLT3-ITD 18
× 100 %
× 100 %2. Préparation des réactifs et préparation des échantillons cellulaires
3. Procédure d’analyse des comètes
4. Traitement des données
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Le test des comètes a été systématiquement utilisé pour quantifier les profils différentiels de dommages à l’ADN induits par le giltéritinib et l’AC220 dans les lignées cellulaires mutantes FLT3. Les analyses ont montré que la différence dans les dommages à l’ADN entre les populations cellulaires non traitées par le giltéritinib et l’AC220 n’était pas statistiquement significative (P > 0,05). Les augmentations dose-dépendantes des valeurs de l’ADN de la queue ( %) et de la queue du moment olive (OMT) ont atteint une s...
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Le test des comètes représente une avancée significative dans les méthodologies d’évaluation de la génotoxicité. Cette technique offre des avantages distincts par rapport aux approches conventionnelles grâce à son accessibilité technique, sa résolution à l’échelle d’une seule cellule et sa visualisation directe des modèles de dommages via des profils de migration électrophorétique. Dans le développement thérapeutique de la LMA, le test des comètes permet d’évaluer systématiquement les pr...
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Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.
Ce travail a été soutenu par l’équipe de recherche innovante pour la science et la technologie de l’établissement d’enseignement supérieur du Jiangsu (2021), le programme du centre de recherche en technologie de l’ingénierie du collège professionnel du Jiangsu (2023), le programme provincial des sciences et technologies médicales et de la santé du Zhejiang (2025KY1861), la Fondation clé des sciences naturelles des établissements d’enseignement supérieur du Jiangsu de Chine (subvention n° 24KJA310008), les programmes du Collège de santé professionnelle de Suzhou (subvention n°. SZWZYTD202201, szwzy202406) et le projet du Laboratoire clé d’État de médecine et de protection contre les radiations de l’Université Soochow (GZK12023013).
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| 0,5 M EDTA | Beyotime | ST066 | |
| 1x colorant d’acide nucléique YeaRed | Oui | 10202ES | |
| CELLULE 32D | Cobioer | CBP60995 | |
| AC220 | TargetMol | Réf. T2066 | |
| Kit de comptage cellulaire-8 | Dojindo | CK04 | |
| Plaque de comptage cellulaire | QiuJing | XB-K-25 | |
| Incubateur CO2 | Thermo | 51032872 | |
| Projet de logiciel d’analyse des comètes (CASP) | |||
| Kit d’analyse des comètes ; | Trévigen | Référence 4250-050-K | |
| Cytation 5 | BioTek | 16280004 | |
| FBS | PAN | Référence ST30-3302 | |
| Le giltéritinib | TargetMol | Réf. T4409 | |
| GraphPad Prism 9.0 | |||
| Centrifugeuse à grande vitesse | Thermo | ; 9AQ2861 | |
| L-1000XLS+ Pipettes | Rainin | 17014382 | |
| L-20XLS+ Pipettes | Rainin | 17014392 | |
| réservoir d’azote liquide | Mvecryoge | YDS-175-216 | |
| Photomètre sur microplaques Multiskan FC | Thermo | 1410101 | |
| Na2OH | DAMAO | 1588 | |
| PBS | Solarbio | Réf. P1020 | |
| Solution de pénicilline-streptomycine, 100x | Beyotime | Réf. C0222 | |
| RPMI 1640 moyen | Gibco | C22400500BT | |
| Microscope trinoculaire à cellules vivantes | Motique | 1.1001E+12 | |
| Congélateur à ultra-basse température | Haire | V118574 |
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