La protéine p16 rend les cellules du cancer de l'ovaire particulièrement vulnérables aux inhibiteurs de CDK2

Les cancers de l'ovaire présentant une amplification de la cycline E1 (*CCNE1*) représentent 15 à 20 % de l'ensemble des cancers de l'ovaire et sont associés à un pronostic particulièrement sombre, en partie parce qu'ils sont dépourvus de mutations *BRCA* qui rendent d'autres tumeurs sensibles aux inhibiteurs de PARP ou à la chimiothérapie à base de platine. Les inhibiteurs de CDK2 sont apparus comme une piste thérapeutique prometteuse pour ces tumeurs, mais les raisons moléculaires précises de leur sensibilité — et les patientes susceptibles d'en bénéficier le plus — sont restées floues.

Cette étude de Sine, Watts et leurs collègues de l'University of Colorado Boulder et du Roswell Park Cancer Center vise à expliquer pourquoi les cancers de l'ovaire avec amplification de *CCNE1* sont inhabituellement sensibles aux inhibiteurs de CDK2. L'intuition clé est venue de travaux antérieurs montrant que de nombreux types de cellules cancéreuses échappent à l'inhibition de CDK2 en activant une boucle compensatrice CDK4/6-Rb-E2F qui réactive CDK2. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que p16 (codée par *CDKN2A*), un inhibiteur de CDK4/6 exprimé paradoxalement à des niveaux élevés dans ces cancers de l'ovaire, bloque cette voie d'échappement.

En utilisant les données de viabilité CRISPR à l'échelle du génome de DepMap, l'équipe a confirmé que l'expression de l'ARNm de p16 était un meilleur prédicteur de la dépendance à CDK2 que l'amplification de *CCNE1* seule. Ils ont ensuite eu recours à l'invalidation par CRISPR et à l'extinction par ARNsi de p16 dans des lignées cellulaires de carcinome séreux de haut grade de l'ovaire (HGSOC) (Kuramochi et OVCAR3), combinées à une imagerie time-lapse en cellule vivante à l'échelon unicellulaire à l'aide d'un capteur d'activité CDK2 à base de DHB. Dans les cellules exprimant p16, l'inhibition de CDK2 par le tegtociclib (PF-07104091, actuellement en essais de phase 1/2) a provoqué une suppression soutenue de l'activité CDK2 et un arrêt du cycle cellulaire. Lorsque p16 était déplété, les cellules présentaient un schéma classique de chute-rebond de l'activité CDK2, identique à celui observé dans les cellules MCF10A dépourvues de p16, et continuaient à proliférer. Ce rebond était dépendant de CDK4/6 : l'ajout du palbociclib, inhibiteur de CDK4/6, supprimait le rebond dans les cellules déplétées en p16. L'effet a été reproduit avec trois inhibiteurs de CDK2 distincts en phase clinique avancée (tegtociclib, AZD8421, INX-315).

Des analyses de prolifération à long terme sur 25 jours ont montré que les cellules cancéreuses ovariennes exprimant p16 ne proliféraient pas sous inhibition de CDK2, contrairement aux cellules p16-KO, jusqu'à ce qu'elles soient traitées par une inhibition combinée CDK2/CDK4/6. La résistance acquise aux inhibiteurs de CDK2 était corrélée à une diminution de l'expression de p16 et à une augmentation de la cycline D1, confirmant mécanistiquement que la réactivation de CDK4/6 est à l'origine de la résistance. L'analyse par immunofluorescence multiplexée de 225 tumeurs ovariennes de patientes a révélé qu'environ 18 % coexprimaient des niveaux élevés de cycline E1 et des niveaux élevés de p16, définissant ainsi un sous-groupe cliniquement actionnable.

Ces résultats reconfigurent le modèle mécanistique actuel : la sensibilité aux inhibiteurs de CDK2 dans les cancers de l'ovaire avec amplification de *CCNE1* n'est pas uniquement due à l'addiction oncogénique à la cycline E1-CDK2, mais dépend de manière cruciale du blocage par p16 de la voie d'échappement compensatrice via CDK4/6. p16 apparaît ainsi comme un biomarqueur prédictif potentiel pour la sélection des patientes dans les essais cliniques portant sur les inhibiteurs de CDK2.