Antisense oligonucleotides (ASOs) are promising drugs capable of modulating the protein expression of virtually any target with high specificity and high affinity through complementary base pairing. However, this requires a deep understanding of the target sequence and significant effort in designing the correct complementary drug. In addition, ASOs have been demonstrated to be well tolerated during their clinical use. Indeed, they are already used in many diseases due to pathogenic RNAs of known sequences and in several neurodegenerative diseases and metabolic diseases, for which they were given marketing authorizations (MAs) in Europe and the United States. Their use in oncology is gaining momentum with several identified targets, promising preclinical and clinical results, and recent market authorizations in the US. However, many challenges remain for their clinical use in cancer. It seems necessary to take a step back and review our knowledge of ASOs and their therapeutic uses in oncology. The objectives of this review are (i) to summarize the current state of the art of ASOs; (ii) to discuss the therapeutic use of ASOs in cancer; and (iii) to focus on ASO usage in glioblastoma, the challenges, and the perspective ahead.

Caractérisation et identification de modulateurs de l'internalisation productive des oligonucléotides antisens : application à MGMT dans le glioblastome: Le glioblastome (GBM) est un cancer cérébral agressif, où la réparation de l'ADN médiée par l'enzyme O(6)-MethylGuanine-DNA-MethylTransferase (MGMT), constitue un mécanisme de résistance à la chimiothérapie par témozolomide (TMZ). La réduction de l'expression de MGMT représente une stratégie prometteuse pour augmenter l'efficacité du TMZ. Les oligonucléotides antisens (ASO) ont déjà été utilisés avec succès pour réduire l'expression de cibles thérapeutiques dans des maladies neurologiques et métaboliques et ont montré des signes d'efficacité en oncologie. Aucun ASO n'est encore approuvé pour le GBM. Dans des lignées cellulaires de GBM, nous montrons qu'un ASO ciblant l'ARNm MGMT (ASO-MGMT) induit le knock-down de MGMT et augmente la sensibilité cellulaire au TMZ. Cependant en conditions gymnotiques (sans agent de transfection), l'ASO-MGMT perdait son activité, soulignant la faible internalisation cellulaire de l'ASO-MGMT en l'absence d'agent de transfection. Aussi, pour comprendre et améliorer les mécanismes d'internalisation productive des ASO (pénétration intracellulaire aboutissant à l'activité des ASO), nous avons utilisé un ASO ciblant l'ARNlnc MALAT1 (ASO-MALAT1) comme outil. Nos résultats révèlent une hétérogénéité de l'internationalisation productive de l'ASO-MALAT1 en fonction des lignées cellulaires. Nous avons ensuite mis en place un criblage par siRNA pour identifier des protéines modulatrices de l'internalisation productive de l'ASO-MALAT1. Ce criblage a permis d'identifier COPE, une sous-unité du complexe COPI impliquée dans le transport Golgi-RE, et CXCR4, un récepteur aux chimiokines, comme inhibiteurs de l'activité de l'ASO-MALAT1. Le knock-down de ces protéines a entraîné une modification de la distribution subcellulaire de l'ASO-MALAT1 et une augmentation de son activité. De manière intéressante, l'association entre le knock-down de COPE et l'ASO-MGMT a augmenté : (i) l'activité de l'ASO-MGMT en conditions gymnotiques, (ii) le knock-down de MGMT, et (iii) l'efficacité antitumorale du TMZ dans les cellules de GBM. L'ensemble de nos résultats révèlent de nouvelles voies d'internalisation productive des ASO dont la modulation permet d'améliorer l'activité biologique et thérapeutique des ASO dans les modèles de GBM.