Le lapatinib et le nératinib, deux inhibiteurs de la tyrosine kinase (ITK) à petites molécules, ont reçu l’approbation de la FDA en 2007 et 2017 pour le traitement du cancer du sein métastatique1. Ces médicaments sont connus pour inhiber le récepteur 2 du facteur de croissance épidermique humain, HER22, un récepteur tyrosine kinase surexprimé dans certains cancers du sein3. Malgré leur succès clinique, le lapatinib et le nératinib sont également associés à des effets indésirables, en particulier à l’hépatotoxicité 4,5. Des lésions hépatiques aiguës, se manifestant par des taux élevés d’aminotransférase, surviennent chez environ 14 % des patients traités par le lapatinib ou le nératinib6. L’hépatotoxicité est largement attribuée au métabolisme hépatique de ces médicaments, qui implique les enzymes du cytochrome P450 (CYP), principalement CYP3A4/5 7,8. Ces enzymes catalysent la formation d’intermédiaires quinone-imine, qui sont électrophiles et très réactifs 9,10. Ces métabolites réactifs, y compris le lapatinib O-désalkylé, le lapatinib N-désalkylé et le N-hydroxy lapatinib, le nératinib O-désalkylé et le N-déméthylé nératinib, peuvent former des adduits covalents avec les macromolécules cellulaires, perturbant ainsi les fonctions cellulaires normales et entraînant finalement des lésions hépatiques11.
Les métabolites réactifs du lapatinib et du nératinib peuvent également induire un stress oxydatif, un déclencheur clé de la sénescence cellulaire12. La sénescence cellulaire est un état d’arrêt de la croissance mais métaboliquement actif, caractérisé par la sécrétion de diverses cytokines pro-inflammatoires, de facteurs de croissance et de protéases. Ce phénotype sécrétoire est connu sous le nom de phénotype sécrétoire associé à la sénescence (SASP)13,14,15. Le SASP peut affecter profondément le microenvironnement environnant, favorisant souvent l’inflammation et le remodelage des tissus. Dans le cadre de la thérapie anticancéreuse, le SASP peut enrichir la population de cellules souches cancéreuses et modifier la réponse immunitaire pour favoriser la survie tumorale16. De plus, les cytokines inflammatoires peuvent exacerber les lésions tissulaires. Nous avons émis l’hypothèse que chez les patients traités par le lapatinib et le nératinib, les lésions hépatiques sont en partie dues à la sénescence induite par les ITK et à la production de SASP pro-inflammatoires.
Nos expériences ont démontré que le lapatinib et le nératinib induisent la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les cellules hépatiques, entraînant des dommages à l’ADN et un dysfonctionnement mitochondrial, qui à son tour déclenche la sénescence cellulaire. Cette sénescence peut contribuer à l’hépatotoxicité induite par le lapatinib/nératinib en libérant des facteurs SASP, qui peuvent influencer la polarisation des macrophages.
Les macrophages jouent un rôle essentiel dans la réponse immunitaire, et leur phénotype fonctionnel peut changer en réponse à divers stimuli 17,18. Le phénotype classique du macrophage M1 est généralement associé à des réponses pro-inflammatoires, y compris la production de cytokines telles que le TNF-α et l’IL-1β, et est généralement considéré comme un marqueur de l’inflammation aiguë19,20. En revanche, le phénotype du macrophage M2 est associé à la fibrose, à la réparation tissulaire21, à l’immunosuppression et à une réponse à l’inflammation chronique22,23. Les cytokines inflammatoires du SASP peuvent influencer la polarisation des macrophages, favorisant la conversion des macrophages M1 en un phénotype23 de type M2. Ce changement de polarisation peut avoir des implications importantes pour le microenvironnement immunitaire, conduisant potentiellement à l’immunosuppression, à la progression tumorale et au remodelage de l’architecture tissulaire.
Pour étudier la polarisation des macrophages induite par le lapatinib et le nératinib, nous avons utilisé la lignée cellulaire RAW264.7, une lignée cellulaire murine de type macrophage couramment utilisée dans la recherche immunologique24,25. Les cellules RAW264.7 sont dérivées de souris BALB/c et sont largement utilisées pour étudier l’inflammation, la phagocytose et les réponses immunitaires25. Ils répondent à divers stimuli, y compris les lipopolysaccharides (LPS), et sont particulièrement précieux pour l’étude de la fonction des macrophages, de la production de cytokines et de la biologie du cancer26. Dans cette étude, HepG2, une lignée cellulaire d’hépatome humain, a été traitée avec du lapatinib et du nératinib pour imiter les effets hépatotoxiques observés chez les patients. La lignée cellulaire HepG2 est souvent utilisée comme modèle d’étude du métabolisme des médicaments et de l’hépatotoxicité en raison de son origine humaine et de sa lignée de carcinome hépatocellulaire27. Après avoir traité les cellules HepG2 avec les ITK, les milieux conditionnés ont été prélevés et ajoutés aux cellules RAW264.7. Les modifications phénotypiques subséquentes des macrophages ont été surveillées, en se concentrant sur la question de savoir si le traitement induit un passage du phénotype pro-inflammatoire M1 au phénotype immunosuppresseur M2.
L’hépatotoxicité induite par les médicaments est généralement étudiée à l’aide d’essais de cytotoxicité, de l’évaluation de marqueurs inflammatoires et de l’utilisation de modèles animaux. Par rapport à ceux-ci, notre méthode d’examen de l’hépatotoxicité induite par le lapatinib et le nératinib par le biais de facteurs de phénotype sécrétoire associé à la sénescence (SASP) et de leur influence sur la polarisation des macrophages présente plusieurs avantages. Tout d’abord, notre méthode établit un lien entre les facteurs SASP produits par les cellules hépatiques sénescentes induites par les médicaments et l’immunité innée, qui peut être liée au remodelage tissulaire, à l’inflammation chronique et à la cancérogenèse 28,29,30,31. Les dépistages de toxicité conventionnels ne peuvent pas nous aider à saisir les interactions à court terme entre le foie et les cellules immunitaires, ni révéler l’impact à long terme des ITK sur l’inflammation et la fibrose hépatiques, en particulier dans le contexte de l’exposition chronique aux médicaments. Lorsqu’elle est associée à une approche protéomique appropriée pour identifier les constituants des SASP, cette technique peut aider à identifier des biomarqueurs prédictifs de l’hépatotoxicité induite par les ITK et éclairer la conception d’interventions thérapeutiques pour l’atténuer 29,30,31.
Pour la mise en œuvre, les chercheurs devraient utiliser des systèmes de co-culture ou de milieux conditionnés avec des lignées cellulaires hépatiques et immunitaires, comme décrit, et évaluer les biomarqueurs de sénescence ainsi que les macrophages M1 et M2. Cette méthode est la plus efficace pour l’évaluation des lésions hépatiques aiguës ou chroniques induites par les médicaments, ou pour explorer des stratégies visant à minimiser les effets hors cible des thérapies anticancéreuses 29,30,31.