Jerome Kluza

maître de conférences-HDR - BIOLOGIE CELULAIRE
CNU : SECTION 65 - BIOLOGIE CELLULAIRE

Jerome Kluza

maître de conférences-HDR - BIOLOGIE CELULAIRE

Présentation

Dernières actualités

Le laboratoire recherche un étudiant de niveau Master M1 de formation Biologie cellulaire ou Biochimie pour réaliser un stage (minimum 4 semaines) au cours de l'année 2019/2020 sur nos thématiques de recherche.

Stratégies précliniques ciblant le métabolisme énergétique, les fonctions apoptotiques et la régulation du stress oxydant des mitochondries de cellules cancéreuses.

Nos recherches portent sur le rôle du métabolisme bioénergétique des cellules tumorales dans la résistance aux médicaments anticancéreux.

Les objectifs sont :

De caractériser le métabolisme mitochondrial et glycolytique des tumeurs solides (ex: mélanome) ou des hémopathies malignes (LAM, LMC) afin de déterminer de nouvelles cibles thérapeutiques.

De caractériser les modifications métaboliques au niveau cellulaire induites après traitements par des thérapies ciblées comme les inhibiteurs de la Serine/Thréonine kinase BRAF ou les inhibiteurs de la tyrosine kinase (Bcr-Abl  ou de FLT3), puis d'identifier les modifications métaboliques acquises au cours de la résistance à ces traitements afin de développer des approches thérapeutiques basées sur ces altérations pour empêcher l'émergence ou éradiquer les cellules cancéreuses devenues résistantes. 

Ces travaux m’ont amené à développer de nombreuses approches de biochimies métaboliques dans le cadre de mes recherches : Mesure de la phosphorylation oxydative mitochondriale (Seahorse, electrode de Clark), de la glycolyse, analyse métabolomique par RMN ou spectrométrie de masse, enzymologie (chaine respiratoire), dosage ATP, NADH, NADPH, microscopie électronique ou confocale des mitochondries.

Je dispense plusieurs enseignements sur le métabolisme des tumeurs: A l'Université de Lille: en M1 Biologie Santé (FST, Parcours Biologie Cellulaire, MC3 Biologie des cellules cancéreuses), en M1 Biologie Santé (Faculté de Médecine, BBG-05 Oncogenèse et Thérapies), en M2 Biologie Santé (JT14, physiopathologie et mitochondries); ainsi qu'à l'Université de Grenoble (Master de Biologie, Ingénierie de la santé M1: UE how to become a cancer cell).

groupe J. Kluza / P. Marchetti

Mitochondrial metabolism, apoptotic function and oxidative stress in cancer cells: Towards Mitochondria-Targeted Preclinical Strategies

My research focuses on the role of bioenergetic metabolism of tumor cells in resistance to anticancer drugs. 

The main objectives are: 

Characterization of the mitochondrial and glycolytic metabolism of solid tumors (eg melanoma) or hematologic disease (AML, CML) to discover new therapeutic targets. 

Characterization of cellular metabolic modification induced by targeted therapies such as serine/threonine kinase inhibitors (BRAF) or tyrosine kinase inhibitors (Bcr-Abl or FLT3), then identify the metabolic changes acquired in resistant cancer cells to develop therapeutic strategies.

These studies are conducted using mostly biochemistry approaches to assess : Mitochondrial oxidative phosphorylation (Seahorse, Clark's electrode), glycolysis, metabolomic analysis by NMR or mass spectrometry, enzymology of respiratory chain, ATP assay, NADH, NADPH, mitochondrial morphology (fluorescence or electron microscopy). 

At Lille University, I provide several courses on tumor metabolism: in M1 Biology and Health science (FST, Cell Biology Pathology, MC3 Cancer Cell Biology), in M1 Biology and Health science (Faculty of Medicine , BBG-05 Oncogenesis and Therapies), in M2 Biology and Health science (JT14, physiopathology and mitochondria);  as well as at the University of Grenoble (Master of Biology, Health Engineering M1: EU how to become a cancer cell).

La capacité de réserve mitochondriale : biomarqeur métabolique prédictif de la réponse aux traitements des leucémies aigues myéloïdes

thèse financée par la Région des Hauts de France et l'Université de Lille 

Quentin Fovez (D2), 2018-2021
quentin.fovez@inserm.fr

Résumé:

La persistance des cellules leucémiques après traitement est une contrainte majeure à l’origine des récidives chez les patients atteints de leucémie aigue myéloïde (LAM). Après exposition aux traitements conventionnels, la survie des cellules leucémiques persistantes est soutenue principalement par le métabolisme mitochondrial. Ainsi plusieurs articles récents ont montré que l’association d’inhibiteurs de la phosphorylation oxydative mitochondriale avec divers traitements anticancéreux (inhibiteur de FLT3, Ara-C, ..) constitue une combinaison thérapeutique efficace pour éradiquer les cellules leucémiques survivantes. Bien que le rôle primordial du métabolisme mitochondrial dans la survie des LAM (après traitement) ait été clairement démontré, les mécanismes impliqués n’ont pas encore été élucidés. La chaîne respiratoire des mitochondries fonctionne rarement  au  maximum  de ses  capacités  et  possède   une  réserve  lui  permettant  d’ajuster  son fonctionnement, notamment durant les épisodes de stress énergétique. Comparées aux cellules hématopoïétiques normales, les cellules de la leucémie myéloïde aiguë (LAM) ont une capacité de réserve disponible (ou spare capacity) inférieure. Cette particularité métabolique est encore mal comprise. Dans le cadre de ce projet, nous proposons donc d’identifier les différents sous type de LAM caractérisées par ce phénotype, de déterminer les processus biochimiques et les acteurs impliqués dans ce processus. Nous déterminerons alors l’influence de cette diminution de capacité de réserve sur la prolifération, l’agressivité des LAM, sur la survie dans  des conditions de stress métaboliques et/ou oxydants et sur la résistance aux médicaments anticancéreux.  Puis nous déterminerons alors par de nouvelles approches de screening (basées sur la consommation d’oxygène mitochondrial) les traitements anticancéreux ainsi que les combinaisons thérapeutiques les plus pertinentes pour cibler le métabolisme mitochondrial des LAM et améliorer l’efficacité des traitements. Enfin nous évaluerons la pertinence de la mesure de la capacité de réserve mitochondriale comme un biomarqueur potentiel prédictif de la réponse des patients aux traitements.

Ciblage mitochondrial des cellules persistantes de leucémies myéloïdes après exposition aux thérapies ciblées

Thèse financée par l'Université de Lille

 

 

 

 

 

Raeeka Khamari (D3 - 2017/2020)
raeeka.khamari@inserm.fr

Résumé:

La découverte récente des mutations du gène FLT3 (fms-like tyrosine kinase 3) dans les leucémies myéloïdes aigues (LAM) a permis l’émergence de nouvelles thérapies ciblées . FLT3 est un récepteur à activité tyrosine kinase pour lequel 30-35% des LAM présentent une hyperactivation liée à une duplication en tandem à l’intérieur du gène FLT3 ou à une mutation (substitution d’acide aminé) dans le domaine tyrosine kinase (FLT3-TKD). Plusieurs inhibiteurs de tyrosine kinase (TKI) tels que le quizartinib ou le sorafenib ciblant FLT3ITD ont été évalués dans le cadre d’essai clinique chez des patients atteints de LAM exprimant cette protéine mutée, mais ces médicaments ne sont pas capables d’induire une rémission à long terme. La faible efficacité à moyen ou long terme des inhibiteurs de FLT3ITD est notamment liée à l’émergence rapide de cellules leucémiques résistantes . De nombreux mécanismes de résistances différents ont été identifiés impliquant l’activation de voie de signalisations alternatives (SYK, PIM ou AXL), l’augmentation de la concentration en ligand FLT3-L par les cellules du microenvironnement ou l’apparition de certaines mutations dans le domaine kinase de FLT3 (ex D835).Ce projet consiste donc à élaborer de nouvelles stratégies pour améliorer l’efficacité des inhibiteurs de FLT3.

Comme cela a déjà été montré pour d’autres kinases oncogéniques Bcr-Abl ou BRAF , l’activation de FLT3ITD favorise la captation du glucose et son métabolisme dans les LAM où il est exprimé . En accord avec ces résultats, notre groupe a montré que les inhibiteurs de FLT3ITD (i-FLT3ITD) réduisent la captation de glucose et l’activité glycolytique des cellules MOLM-14 (résultat préliminaire). Dans ce contexte où la glycolyse ne peut plus suffisamment subvenir au besoin en ATP, ils ont montré que certaines cellules leucémiques qui persistent durant l’exposition aux i-FLT3ITD survivent exclusivement au travers de la phosphorylation oxydative mitochondriale. L’ensemble de ces résultats suggère que le métabolisme mitochondrial favoriserait la survie des cellules persistantes après traitement par les TKI dans les LAM et nous postulons que l’utilisation d’inhibiteurs mitochondriaux pourrait ainsi limiter la survie des cellules persistantes et l’émergence de clones résistants. Il convient alors d’établir quels mécanismes mitochondriaux soutiennent la phosphorylation oxydative mitochondriale afin de proposer les inhibiteurs les plus pertinents.