Dissertationen zum Thema „Immunothérapie anticancéreuse – Effets secondaires“

L'immunothérapie par cytokines pour le traitement du cancer s'accompagne fréquemment d'effets secondaires qui limitent son efficacité et affectent la qualité de vie du patient traité. Les complications psychiatriques et neuropsychologiques qui s'installent durant le traitement sont mal définies et restent imprévisibles. Trois objectifs principaux ont orienté notre travail : 1) préciser la dynamique d'apparition et la sémiologie des troubles cognitifs et affectifs qui accompagnent l'administration de cytokines ; 2) définir certains facteurs de risque de ces effets ; 3) étudier la participation du réseau de cytokines aux effets psychotropes de l'immunothérapie. L'étude s'est déroulée dans un centre anticancéreux sur des patients présentant un cancer du rein ou un mélanome malin traité par interleukine-2 [il-2] et interféron-alpha [ifn-alpha]. Les performances cognitives et l'humeur des patients ont été évaluées avant la mise en route du traitement, au cours de la première semaine puis à la fin du premier mois d'immunothérapie. Dès la première semaine d'immunothérapie, certains patients traités par il-2 présentent une symptomatologie dépressive et des troubles cognitifs qui ne s'intensifient pas nécessairement lors des phases ultérieures de traitement. L'administration d'ifn-alpha s'accompagne d'un ralentissement psychomoteur précoce et d'une symptomatologie dépressive plus tardive. Comparés aux autres patients, les patients qui présentent un épisode dépressif au cours du traitement ont des scores de dépression pré-thérapeutiques à l'échelle de Montgomery et Asberg supérieurs et rapportent des troubles du sommeil et de l'appétit, une lassitude et des pensées pessimistes avant la mise en route du traitement. En outre, ces patients bénéficient également d'un faible soutien social. Enfin, il existe une relation entre l'activation du réseau de cytokines et la symptomatologie dépressive que développent certains patients au cours du traitement. Ce travail apporte des informations nouvelles sur la nature, les caractéristiques, et la dynamique d'apparition des effets psychotropes des traitements par cytokines. La découverte de signes précoces et prédictifs de complications neuropsychiatriques pré-thérapeutiques ouvre le champ des possibilités de contrôle de ces effets.

Contexte. Les inhibiteurs de point de contrôle immunitaire sont le traitement de première ligne incontesté des mélanomes de stade IV et sont pourvoyeurs d’effets indésirables, souvent immuno-médiés. Il existe une prise en compte croissante des événements immuno-médiés dans la décision thérapeutique et une volonté d’individualisation des prises en charges des patients atteints de mélanome métastatique. Une caractérisation plus fine ce ces événements permettrait une meilleure prédiction de leur survenue et de leurs impacts. Nos connaissances des événements immuno-médiés proviennent majoritairement des essais cliniques randomisés de phase III, par le recueil des données de sécurité le temps de l’étude. Elles ne permettent pas la mise évidence des signaux de sécurité tardifs, survenant très à distance de l’essai clinique, ou des signaux de sécurité rares, non notifiés dans les publications qui en découlent. Matériel et méthodes. Une méta-analyse de sécurité conduite sur les essais cliniques randomisés de ClinicalTrials.gov vise à identifier des signaux de sécurité rares permettant davantage d’exhaustivité. Nous avons déterminé le type et l’incidence des effets rares (représentés par les effets cardiovasculaires) associés à l’exposition aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire dans le mélanome de stade IV. Des études « post-commercialisation » ont été conduites sur trois bases de données : RIC-Mel et Vigibase® préalablement constituées, et Melskintox, constituée spécifiquement pour le recueil des effets immuno-médiés cutanés. Ces études de « vraie vie » permettent d’interroger le type, l’incidence et l’impact des effets immuno-médiés dermatologiques à risque de sous-notification et de caractériser l’ensemble des effets immuno-médiés tardifs à distance de l’instauration de l’inhibiteur de point de contrôle immunitaire car le suivi issu des essais cliniques randomisés est trop court pour être informatif. Enfin, nous avons discuté la sécurité de réintroduire un inhibiteur de point de contrôle immunitaire après un évènement immuno-médié. Résultats. La méta-analyse nous permet d’identifier certains évènements immuno-médiés non identifiés initialement dans les essais cliniques randomisés car ils sont rares et non systématiquement recherchés, comme certains évènements cardiovasculaires. Ils peuvent pourtant être graves (myocardite, péricardite). Certains, comme la dyslipidémie, laissent supposer un long délai d’apparition, permis par l’allongement de la survie des patients présentant un mélanome et traités par inhibiteurs de points de contrôle immunitaire. En étude de cohorte de vraie vie, d’autres évènements tardifs et sévères peuvent survenir très à distance de l’initiation du traitement (après deux ans) et affecter tous les organes. Les patients atteints d’un mélanome SSM semblent plus à risque de présenter un effet indésirable tardif. Certains évènements immuno-médiés fréquents et rarement graves sont imparfaitement recherchés et la diversité des présentations cliniques peu connue. Les pronostics semblent être différents selon que l’effet immuno-médié cutané est une dermatose inflammatoire bénigne, un trouble pigmentaire, une toxidermie ou une dermatose bulleuse. Enfin, les données de pharmacovigilance concernant la réintroduction sont variables selon l’effet immuno-médié initial, suggérant un taux de récurrence plus élevé pour la néphrite et les évènements immuno-médiés cutanés. Discussion et perspectivesUn évènement immuno-médié doit être connu et reconnu au regard de son impact thérapeutique, et faire l’objet de modalités de surveillance adaptées. La personnalisation du parcours de soin et des propositions thérapeutiques se fera par une connaissance plus fine des données de sécurité et une meilleure caractérisation des évènements immuno-médiés
Background. Immune checkpoint inhibitors are the undisputed first-line treatment for stage IV melanoma, and are associated with adverse events, often immuno-related. Immune-related events are increasingly taken into account in therapeutic decisions, and there is a desire to individualize the management of patients with metastatic melanoma. A more detailed characterization of these events would enable better prediction of their occurrence and impact. Our knowledge of immuno-related events comes mainly from randomized phase III clinical trials, through the collection of safety data for the duration of the study. This does not allow us to identify late-onset safety signals, occurring long after the clinical trial, or rare safety signals not always reported in the publication. . Materials and methods. A safety meta-analysis conducted on randomized clinical trials from ClinicalTrials.gov aims to identify rare safety signals allowing greater comprehensiveness. We determined the type and incidence of rare events (represented by cardiovascular events) associated with exposure to immune checkpoint inhibitors in stage IV melanoma. Post-marketing studies have been carried out on three databases: RIC-Mel and Vigibase®, set up beforehand, and Melskintox, specifically set up to record cutaneous immune-related effects. These “real-life” studies make it possible to investigate the type, incidence and impact of dermatological immune-related events at risk of under-reporting, and to characterize all late-onset immune-related events late after the introduction of the immune checkpoint inhibitor, since follow-up from randomized clinical trials is too short to be informative. Finally, we discussed the safety of reintroducing an immune checkpoint inhibitor after an immuno-related event. Results. The meta-analysis enables us to identify some immuno-related events not initially identified in randomized clinical trials because they are rare and not systematically investigated, such as cardiovascular events. However, they can be serious as myocarditis and pericarditis. Some, such as dyslipidemia, suggest a long delay in onset, made possible by the extended overall survival of melanoma patients treated with immune checkpoint inhibitors. In real-life cohort studies, other severe late-onset events may occur long after from the initiation of treatment (after two years), affecting all organs. Patients with SSM melanoma appear to have a higher risk of late-onset adverse events. Certain frequent and rare serious immune-related events are imperfectly investigated, and the diversity of clinical presentations is poorly understood. The prognosis seems to differ depending on whether the cutaneous immuno-related effect is a benign inflammatory dermatosis, a pigmentary disorder, drug-related rash or bullous dermatosis. Finally, pharmacovigilance data on reintroduction vary according to the initial immune-related event, suggesting a higher recurrence rate for nephritis and cutaneous immuno-related events. Discussion and perspectivesThe occurrence of an immune-related event must be known and recognized with regard to its therapeutic impact, and be the subject of appropriate monitoring modalities. A more detailed knowledge of safety data and a better characterization of immune-related events will enable us to tailor our treatment pathways and proposals

La 4e de couverture indique : "Certains médicaments utilisés en chimiothérapie anticancéreuse (MCA) sont aussi appliqués à des pathologies auto-immunes ou à des greffes de cellules souches hématopoi͏̈étiques. La destruction du tissu lymphoi͏̈de, ou lymphoablation, est réalisée par l'association de plusieurs médicaments (globulines anti-lymphocytaires, cyclophosphamide, fludarabine) dans les greffes de cellules souches. Le choix de ces associations par rapport à l'objectif immunologique visé demeure en partie empirique. Nous avons dans un premier temps cherché à établir une classification fonctionnelle des différentes MCA, basée sur leur toxicité vis à vis de lymphocytes humains du sang périphérique (PBL), essentiellement des lymphocytes T, activés ou non in vitro. Trois catégories ont été définies: A/ les molécules cytotoxiques actives sur des cellules T en G0/G1 (daunorubicine, doxorubicine, mitoxantrone, cytarabine, fludarabine , cladribine), B/ les molécules cytotoxiques vis à vis des seules cellules en cycle (en phase S/G2) (5-fluorouracile, raltitrexed, méthotrexate, étoposide, camptothécine, paclitaxel, plicamycine, vinblastine), C/ des molécules non plus cytotoxiques mais cytostatiques (mycophénolate mofétil, mizoribine), comme les molécules utilisées dans des traitements immunosuppresseurs à long terme (ciclosporine A, FK506, rapamycine). Nous avons alors défini par quel mécanisme les MCA étaient cytotoxiques pour les PBL. L'activité des molécules de la catégorie A a également été étudiée dans les lymphocytes B. Nous avons démontré que les lymphocytes B nai͏̈fs (IgD+CD38-) et mémoires (IgD-CD38-) sont sensibles à l'apoptose induite par ces molécules. L'apoptose est indépendante de la production de dérivés oxygénés, de l'interaction CD95L/CD95 ou TNF/TNF-R. Elle implique l'activation de la caspase 3 et la caspase 7, et se caractérise par une production précoce de céramides. Cette étude nous a aussi permis de démontrer que dans les PBL, contrairement aux lignées leucémiques T Jurkat ou H9, la signalisation apoptotique permettant l'inversion des phosphatidylserines, un signe précoce de l'apoptose, est différente selon que la mort est induite par un anticorps agoniste CD95 ou des MCA. Avec les MCA, l'inversion des phosphatidylserines est associée à une altération mitochondriale mais indépendante des caspases. Nous avons ensuite émis l'hypothèse que les molécules capables de tuer les PBL non activés pourraient induire in vivo une déplétion des lymphocytes matures (lymphoablation), à l'opposé des molécules dont la cytotoxicité dépend d'une entrée dans le cycle cellulaire. Afin d'évaluer le potentiel lymphoablatif des MCA, nous avons mesuré in vivo l'effet d'une seule injection de ces molécules sur le tissu lymphoi͏̈de de souris Balb/c. Nous avons ainsi mis en évidence que la daunorubicine, la doxorubicine et la mitoxantrone induisaient une déplétion des cellules T, B et NK dans la rate et les ganglions, alors que le mycophénolate mofétil et le 5-fluorouracile n'ont aucun effet. Les conséquences de cette lymphoablation, ont été étudiées dans un modèle d'hypersensibilité de contact à un haptène, le dinitrofluorobenzène, qui implique des T CD8+ cytotoxiques effecteurs et des T CD4+ régulateurs. Nous avons montré que les molécules du groupe A pouvaient diminuer cette réaction lorsqu'elles sont injectées au moment de la sensibilisation ou du challenge, tandis que des substances du groupe B inhibent l'induction mais pas l'expression de cette réaction. "

Le diagnostic de cancer du rein métastatique et les traitements qui lui sont associés constituent des événements hautement stressants dans la vie d'un homme ou d'une femme. Le cancer est actuellement l'une des principales causes de décès en France. Depuis une vingtaine d'années, les recherches menées en psychoneuroimmunologie démontrent l'existence d'un large réseau de communication bidirectionnel entre le système immunitaire et le cerveau. Les cytokines, molécules libérées par les cellules immunitaires lors de la réponse de l'hôte à l'agent infectieux, constituent les principaux médiateurs de cette communication qui s'établit entre la périphérie et le système nerveux central. De par leur action immunomodulatrice, les cytokines ont été utilisées à des fins thérapeutiques, pour le traitement de diverses formes de cancer. Cependant, ce type de traitement s'accompagne fréquemment d'effets secondaires qui peuvent perturber son efficacité et affectent la qualité de vie du patient traité. Les complications psychiatriques qui s'installent durant le traitement sont mal définies et restent imprévisibles. Les principaux objectifs de notre étude sont, d'une part, de voir si certains facteurs psychosociaux et des transactions différencient les sujets, et d'autre part, d'identifier un style cognitif comportemental précis, spécifiques aux patients atteints d'un cancer, au début du traitement par immunothérapie, et développant une symptomatologie dépressive. L'étude s'est déroulée dans un centre anticancéreux, et au CHU de Bordeaux sur des patients présentant un cancer du rein métastatique traité par IL-2 et/ou IFN-α, et avec un modèle d'étude de psychologie de la santé (Bruchon-Schweitzer et Dantzer, 1994). Nos principaux résultats démontrent que l'administration de cytokines s'accompagne de symptômes dépressifs. Dès la seconde semaine de traitement, certains patients présentent une symptomatologie dépressive
The diagnosis of renal cell carcinoma and the treatment associated, are highly stressful events in the life of a man or a moman. Nowadays, neoplasm is one of the first cause of mortality in France. During the last twenty years, psychoneuroimmunology has demonstrated an intricate network of bidirectional relationships between the immune system and the brain. Cytokines that are released by immune cells during the host response to infection, represent the main mediators of the communication between the immune system and the central nervous system. By their potent immunomodulatory effects, cytokines are used for the treatment of several forms of cancers. However, cytokines therapies are often accompanied by several side effects that impair the patient's quality of life, and limit the continuation of immunotherapy. Psychiatric disturbance that occur during cytokine treatment are undefined and impredictable. The principal objectives of our study are, in one hand, to show that subjects are differencied by psychosocial factor and transaction, and in the other hand, to identify a cognitive comportemental specific pattern, for cancerous patients at the beginning of immunotherapy. The study was carried out on patients suffering from metastatic renal cell carcinoma and receiving cytokine immunotherapy, (Institut Bergonié and CHU of Bordeaux) with the Health Psychology model Study of Bruchon-Schweitzer and Dantzer (1994). The main results show that cytokine therapy is accompanied by depressive symptoms. As soon as the first and second week of immunotherapy, patients treated display depressive symptomatology

L’immunothérapie oncolytique exploite les propriétés lytiques et immunogènes des virus oncolytiques (OV). Ces virus répliquent et lysent sélectivement les cellules tumorales sans nuire aux tissus sains. Au cours de ma thèse, j’ai identifié la délétion bi-allélique des gènes codant les interférons de type I (IFN I, IFN-α et -β) comme étant le défaut le plus fréquent de la réponse antivirale IFN I dans le mésothéliome pleural malin (MPM). Ces altérations rendent les cellules tumorales permissives au virus atténué oncolytique de la rougeole. J’ai aussi montré que cette perte des gènes des IFN I est fréquente dans les cancers où la délétion du gène suppresseur de tumeur CDKN2A est impliquée (glioblastome, cancer de l’oesophage). Nous sommes donc les premiers à établir le lien entre les délétions des gènes des IFN I et la sensibilité des cellules tumorales à un OV. Ce lien pourrait probablement servir de marqueur prédictif de l’efficacité de l’immunothérapie oncolytique. J’ai ensuite évalué la forte activité oncolytique in vitro et in vivo contre le MPM du virus de la vaccine modifié VVTK-RR- délété des gènes codant la thymidine kinase et la ribonucléotide réductase afin d’assurer sa spécificité. Enfin, j’ai démontré un nouveau mécanisme de stimulation de la réponse immunitaire anti-tumorale humaine par différents OV. En effet, en lysant les cellules tumorales, les OV provoquent le transfert intercellulaire d’antigènes tumoraux tels que NYESO- 1 qui induit ou renforce la présentation de ces antigènes à des lymphocytes T CD4+ cytotoxiques spécifiques. Dans l’ensemble, mes travaux de thèse permettent une meilleure compréhension de l’activité oncolytique de différents virus et de leurs effets sur la réponse immunitaire anti-tumorale
Oncolytic immunotherapy exploits the lytic and immunogenic properties of oncolytic viruses (OV). These viruses selectively replicate in and lyze tumor cells without harming healthy tissues. During my thesis, I first identified the bi-allelic deletion of genes encoding type I interferons (IFN I, IFN-α et -β) as the most frequent defect in the IFN I antiviral response in malignant pleural mesothelioma (MPM). These alterations make the tumor cells permissive to attenuated oncolytic measles virus that subsequently provokes their lysis. I also showed that this loss of IFN I genes is common to cancers for which the deletion of the tumor suppressor gene CDKN2A is critical (glioblastoma, esophageal cancer). This is the first report showing a link between the deletion of IFN I genes and the sensitivity of tumor cells to OV. This link could be used as a predictive marker of the efficacy of oncolytic immunotherapy. I then demonstrated in vitro and in vivo a strong oncolytic activity against MPM of the VVTK-RR- modified vaccinia virus deleted from the genes encoding the thymidine kinase and the ribonucleotide reductase. This OV is thus of particular interest for oncolytic immunotherapy of MPM. Finally, I demonstrated a new mechanism by which different OV favor the human anti-tumor immune response. By lyzing tumor cells, OV allow the intercellular transfer of tumorassociated antigens such as NY-ESO-1 and induce or reinforce the presentation of these antigens to specific cytotoxic CD4+ T cells. Overall, my PhD work provides a better understanding of both the oncolytic activity of different viruses and their effects on the antitumor immune response

Le paclitaxel (Taxol®) et le docetaxel (Taxotere®) forment une famille d'agents antitumoraux reconnue. Leur emploi induit de graves effets secondaires dûs à leur toxicité et à leur mode d'administration. Une amélioration possible est de transformer ces composés en prodrogues moins cytotoxiques et plus hydrosolubles. L'intérêt prépondérant de cette transformation apparaît dans la possibilité de délivrer ces composés de manière plus spécifique au niveau des tumeurs, par exemple dans le cadre des stratégies PMT ou ADEPT. Dans cette optique, des prodrogues glucuronylées du paclitaxel et du docetaxel contenant un espaceur double composé d'un carbamate de p-hydroxybenzyle relié à une chaîne diamine ont été synthétisées. Les résultats satisfaisants des évaluations biologiques (stabilité, cytotoxicité, hydrolyse enzymatique) ont validé cette approche. La conception et la synthèse de différents espaceurs applicables à la préparation d'autres prodrogues sont également présentées
Paclitaxel (Taxol®) and its semisynthetic analogue docetaxel (Taxotere®) belong to a family of efficient antitumor drugs and have been approved for the treatment of various cancers (ovarian, breast, lung). Their clinical use brings about severe side-effects due to their innate toxicity and formulation. Their transformation in less cytotoxic and more hydrophylic prodrugs is a way to improve their clinical use. Moreover a selective delivery to tumors in PMT or ADEPT strategies is then possible. To reach this goal, some glucuronylated paclitaxel and docetaxel prodrugs with a double spacer (p-hydroxybenzyl linked to a diamine tether by means of a carbamate) have been synthesized. This approach was shown efficient by the good results of the biological studies (stability, cytotoxicity, enzymatic hydrolysis). The conception and the synthesis of spacers useful for the preparation of other prodrugs are also presented

Si les multithérapies antirétrovirales (cART) ont radicalement transformé le pronostic des patients infectés par le virus de l’immuno-déficience humaine (VIH), elles présentent néanmoins de nombreuses limitations. En effet, la restauration immune n’est que partielle et l’exposition aux cART est associée avec de multiples effets secondaires. De nouvelles approches thérapeutiques, adjuvantes ou alternatives, ont été développées, notamment des stratégies d’immunothérapies, dont l’interleukine-2 (IL-2) a été la plus prometteuse. Alors qu’un grand nombre d’essais ont confirmé l’augmentation du nombre de lymphocytes T CD4 avec un traitement par IL-2, ce travail a eu pour objet, chez les patients inclus dans la base de données hospitalière française sur le VIH (FHDH-ANRS CO4), l’étude de la toxicité liée à son utilisation, en termes de pathologies lymphoprolifératives, et de son bénéfice clinique. Dans un premier temps, il n’a pas été mis en évidence d’excès de risque de lymphome non hodgkinien ou de maladie de Hodgkin chez les patients traités par IL-2. Au contraire, le traitement par IL-2 était associé avec une diminution, non significative toutefois, du risque des deux types de lymphomes. L’étude de l’efficacité a ensuite permis d’objectiver un bénéfice clinique chez les patients débutant l’IL-2 avec un taux de lymphocytes T CD4 inférieur à 200 cellules/mm³. Cependant, ce bénéfice clinique était limité, quand on étudiait l’évolution du taux de lymphocytes T CD4 au cours du temps, à une strate très étroite, entre 100 et 350 cellules/mm³. De plus, l’observation d’effets délétères potentiels, à des taux plus élevés, invalidait l’utilisation de l’IL-2 en routine thérapeutique.

Les dérivés de platine (cisplatine, oxaliplatine et carboplatine) et les taxanes (paclitaxel et docétaxel) font partie des grandes familles d’agents anticancéreux couramment utilisés en chimiothérapie. Ils permettent de traiter les tumeurs solides telles que les cancers de l’ovaire, du poumon, de la prostate, du sein, tête et cou. Cependant, ils sont à l’origine d’importantes neuropathies périphériques qui peuvent devenir irréversibles et laisser les patients avec des séquelles importantes. Il s'agit de vertiges, acouphènes, engourdissements, pertes de sensibilité, allodynies au toucher ou aux variations de température. Ces effets secondaires sont fortement contraignants et réduisent considérablement la qualité de vie de 30 à 50% des patients. L'importance clinique est considérable, puisque cela conduit environ 1/3 des patients atteints à l’arrêt et/ou au changement des traitements, bien que ceux-ci soient efficaces sur les tumeurs.Les dérivés de platine sont des agents pontants : leurs interactions avec les bases purines de l’ADN forment des adduits, qui vont être reconnus par des protéines de dommage à l’ADN, conduisant à la mort cellulaire. Les taxanes bloquent la dépolymérisation des microtubules, ce qui induit la mort des cellules en divisions. Le fait que deux mécanismes d’action antitumorale très différents provoquent, à court ou à moyen terme, les mêmes neuropathies périphériques, est paradoxal et n’a pas d’explication.Le but de mon projet de thèse était d’étudier le ou les mécanismes à l’origine de ces neuropathies et de développer une formulation visant à les réduire. Pour cela, j’ai étudié les effets des taxanes et dérivés de platine sur les canaux ioniques, impliqués dans la nociception. Ces canaux ioniques, appelés nocicepteurs, sont transcrits dans les corps cellulaires des ganglions spinaux (DRG), avant d’être principalement adressés à l’extrémité des nerfs périphériques. Ils détectent les stimuli mécaniques, thermiques et chimiques et génèrent ou transmettent les potentiels d’action correspondants. Le fait de perturber l’expression génique et/ou l’activité de ces nocicepteurs, aura donc pour conséquence de modifier les seuils de sensibilité et la transmission de différents stimuli.Mes résultats ont permis de quantifier dans des cultures primaires de DRG et in vivo chez la souris, le remodelage génique de nocicepteurs induit par les traitements de chimiothérapie, en corrélation avec l’apparition de neuropathies périphériques que j'ai mesurées par des tests comportementaux. Cela nous a permis d'identifier une famille de molécules candidates, qui pourraient potentiellement contrer le mécanisme identifié dans ces travaux. L'une de ces molécules permet de rétablir l’expression génique de nocicepteurs et aussi de supprimer les neuropathies périphériques chez la souris. Ce travail devrait se poursuivre dans le cadre d'un processus de valorisation, ayant pour objectif d'aboutir à un traitement préventif et/ou curatif, de ces neuropathies chez les patients
Platinum-based drugs (cisplatin, oxaliplatin and carboplatin) and taxanes (paclitaxel and docetaxel) are among the most common drugs families used in chemotherapy. They are used for treatment of numerous human cancers including bladder, breast, head and neck, lung, ovarian, prostate and testicular cancers. However, these anticancer drugs cause significant peripheral neuropathies, that can become irreversible and leave serious clinical sequelae in patients. These include tinnitus, dizziness, tingling, numbness, loss of sensitivity, allodynia to touch or temperature changes and hyperalgesia. These side effects are highly restrictive and significantly reduce the quality of life of 30-50% of patients. The clinical significance is considerable, since it leads to about one-third of patients with stopping and/or changing treatments, although these are effective on tumors.Platinum-based drugs are DNA binding agents: they generate DNA lesions on the purine bases of DNA, that will be recognized by DNA damage response proteins, leading to cell death. Taxanes block the cell cycle in mitosis, by stabilizing the microtubule cytoskeleton against depolymerization. The fact that these two completely different antitumor mechanisms of action, induce the same peripheral neuropathies in the short to medium term, is paradoxical and has no explanation.The aim of my PhD research project was to study the mechanism(s) behind these neuropathies and to develop a new formulation to prevent and/or reduce them. Therefore, I studied the effects of taxanes and platinum-based drugs on several ion channels, involved in nociception. These ion channels, called nociceptors, are transcribed into the cell bodies of dorsal root ganglia (DRGs) and located to the peripheral nerve endings. They detect mechanical, thermal and chemical stimuli and generate or transmit the corresponding action potentials. Changes in gene expression and/or activity of nociceptors, will therefore modify the nociceptive thresholds and the transmission of different stimuli.My results allowed me to quantify, in primary cell culture of mouse DRGs and in vivo, the remodeling of ion channel expression induced by chemotherapy, in correlation with the development of peripheral neuropathies, that I measured by behavioral assessment. These results allowed us to identify a family of candidate molecules, that could potentially counteract the mechanism identified in this work. I showed that one of these molecules, can restore the gene expression of nociceptors and suppress peripheral neuropathies in mice. This work should continue as part of a valorization process, aiming to lead to a preventive and/or curative treatment, of these neuropathies in patients

Un nouveau couple de récepteurs de co-signalisation (BTLA/HVEM) a récemment été proposé comme un acteur important dans l’échappement tumoral. L'expression d’HVEM a été identifiée dans la plupart des cancers. Son niveau expression est inversement corrélé avec la survie des patients. L'expression d’HVEM par des cellules tumorales pourrait inhiber la réponse immunitaire à travers BTLA exprimé par les lymphocytes T.Ainsi, dans notre travail, des anticorps monoclonaux (mAb) ciblant HVEM ont été évalués dans un modèle de souris NSG greffées avec des lymphocytes T et des tumeurs humaines. Nous avons tout d’abord caractérisé un clone anti-HVEM avec une forte affinité in vitro. Le clone choisi pour notre étude a montré sa capacité à favoriser l’activation des lymphocytes T humains in vivo, attesté par une aggravation des symptômes et de la mortalité associée au transfert de PBMC humains chez la souris. L’effet anti tumoral observé en l’absence de transfert adoptif était renforcé en présence de lymphocytes T, suggérant un effet additif de l’anticorps sur la tumeur et les lymphocytes T. Une diminution des lymphocytes T régulateurs et une augmentation de la prolifération des lymphocytes T CD8+ dans la tumeur était parfois associée à ce retard de croissance.En reproduisant un environnement partiellement humain chez la souris NSG, nous avons pu évaluer l'effet thérapeutique d’un mAb anti-HVEM dans le développement de deux types de tumeurs humaines et son impact sur le système immunitaire humain. Nos résultats indiquent qu’HVEM, de par son expression par la tumeur et les lymphocytes T, pourrait être une piste judicieuse pour l’immunothérapie du cancer
A new pair of co-signaling receptors (BTLA / HVEM) has recently been proposed as an important actor in tumor escapement. HVEM expression has been identified in wild type of cancers. Its expression level is inversely correlated with patient survival. Expression of HVEM by tumor cells could inhibit the immune response through BTLA expressed by T lymphocytes.Thus, in our work, monoclonal antibodies (mAb) targeting HVEM were evaluated in a model of NSG mice grafted with human T cells and tumors. We first characterized an anti-HVEM clone with high affinity in vitro. The clone selected for our study showed its ability to promote activation of human T lymphocytes in vivo as evidenced by worsening symptoms and mortality associated with human PBMC transfer in mice. The anti-tumor effect observed in the absence of adoptive transfer was enhanced in the presence of T lymphocytes, suggesting an additive effect of the antibody on the tumor and T lymphocytes. A decrease in regulatory T lymphocytes and an increase in the proliferation of CD8 + T lymphocytes in the tumor was sometimes associated with this growth retardation.By reproducing a partially human environment in NSG mice, we were able to evaluate the therapeutic effect of an anti-HVEM mAb in the development of two types of human tumors and its impact on the human immune system. Our results indicate that HVEM, by its expression by the tumor and the T lymphocytes, could be a judicious track for the immunotherapy of the cancer

La Combrétastatine A-4 (CA-4), molécule naturelle isolée d’un saule d’Afrique du sud est le chef de file des agents antivasculaire qui détruit sélectivement le réseau vasculaire tumoral et qui conduit à une nécrose ischémique d’une tumeur solide. Sa prodrogue, la fosbrétabuline (CA-4P, First-in-class) a reçu en 2016 le statut de médicament orphelin aux USA et en Europe pour le traitement de tumeurs neuro-endocrines et des glioblastomes multiformes. Malgré un intérêt thérapeutique certain, la fosbrétabuline a montré une instabilité chimique (isomérisation de la double liaison Z conduisant à l’isomère inactif E) et à des effets indésirables de type cardiotoxique. Notre groupe a conçu l’isoCA-4, une forme plus stable et non isomérisable de la CA-4 qui a montré des activités biologiques similaires à la CA-4. Il a été supposé que la cardiotoxicité de la CA-4 et de ses analogues soit probablement due à la présence du groupement 3,4,5-triméthoxyphényle considéré comme crucial pour l’activité cytotoxique et antitubuline. Afin de surmonter ce problème et contrairement au dogme précédent, nos efforts se sont été concentrés sur le remplacement de ce cycle par divers hétérocycles. Nous avons identifié trois nouvelles classes d’agents antivasculaires hétérocycliques voire bis-hétérocycliques. Nous avons montré que ces molecules “drug-like” sont douées d’une excellente activité antiproliférative à des concentrations nanomolaires, d’une activité antivasculaire supérieure à celle de la CA-4 et possèdent un index de sécurité cardiaque très élevé. Ces résultats démontrent pour la première fois que le remplacement du cycle 3,4,5-triméthoxyphényle de l’isoCA-4 par un hétérocycle approprié est une approche prometteuse pour identifier de nouveaux agents antivasculaires ayant une faible cardiotoxicité
Combretastatin A-4 (CA-4), is a natural antivascular agent isolated from a South African Sallow tree that selectively destroys tumor vasculature leading to ischemic necrosis. In 2016, the prodrug fosbretabulin (CA-4P) obtained designation as orphan drug in USA and Europe for the treatment of neuroendocrine tumors and glioblastoma. Despite its importance as a therapeutic agent, fosbretabulin has shown chemical instability. In fact, the double bond form Z isomerizes to an inactive E form of the drug. Moreover, fosbretabulin is associated to several side-effects including cardiotoxicity. Our group succeeded in the design of a more stable and non-isomerizable form of CA-4 as isoCA-4 which exhibited similar biological activities as CA-4. It was thought that cardiotoxicity of CA-4 and analogs is probably due to the presence of the 3,4,5-trimethoxyphenyl A-ring however the latter seems to have an essential role for the cytotoxic and antitubulin activities of the drug. Despite the role of the trimethoxyphenyl ring, we have focused our challenges on the remplacement of this moiety by various heterocycles to reduce the cardiotoxicity and to put an end to this dogma. We have identified three new classes of heterocyclic and bis-heterocyclic antivascular agents. We have demonstrated that these "drug-like" molecules have excellent antiproliferative activities at nanomolar ranges, an antivascular activity superior to that of CA-4 and possesses a very high cardiac safety index. Regarding these results, we have been able to show for the first time that the replacement of the 3,4,5-trimethoxyphenyl ring of isoCA-4 by various heterocyclic systems is a promising approach to synthesize new antivascular agents having a low level of cardiotoxicity

Les dérivés de platine (cisplatine, oxaliplatine et carboplatine) et les taxanes (paclitaxel et docétaxel) font partie des grandes familles d’agents anticancéreux couramment utilisés en chimiothérapie. Ils permettent de traiter les tumeurs solides telles que les cancers de l’ovaire, du poumon, de la prostate, du sein, tête et cou. Cependant, ils sont à l’origine d’importantes neuropathies périphériques qui peuvent devenir irréversibles et laisser les patients avec des séquelles importantes. Il s'agit de vertiges, acouphènes, engourdissements, pertes de sensibilité, allodynies au toucher ou aux variations de température. Ces effets secondaires sont fortement contraignants et réduisent considérablement la qualité de vie de 30 à 50% des patients. L'importance clinique est considérable, puisque cela conduit environ 1/3 des patients atteints à l’arrêt et/ou au changement des traitements, bien que ceux-ci soient efficaces sur les tumeurs.Les dérivés de platine sont des agents pontants : leurs interactions avec les bases purines de l’ADN forment des adduits, qui vont être reconnus par des protéines de dommage à l’ADN, conduisant à la mort cellulaire. Les taxanes bloquent la dépolymérisation des microtubules, ce qui induit la mort des cellules en divisions. Le fait que deux mécanismes d’action antitumorale très différents provoquent, à court ou à moyen terme, les mêmes neuropathies périphériques, est paradoxal et n’a pas d’explication.Le but de mon projet de thèse était d’étudier le ou les mécanismes à l’origine de ces neuropathies et de développer une formulation visant à les réduire. Pour cela, j’ai étudié les effets des taxanes et dérivés de platine sur les canaux ioniques, impliqués dans la nociception. Ces canaux ioniques, appelés nocicepteurs, sont transcrits dans les corps cellulaires des ganglions spinaux (DRG), avant d’être principalement adressés à l’extrémité des nerfs périphériques. Ils détectent les stimuli mécaniques, thermiques et chimiques et génèrent ou transmettent les potentiels d’action correspondants. Le fait de perturber l’expression génique et/ou l’activité de ces nocicepteurs, aura donc pour conséquence de modifier les seuils de sensibilité et la transmission de différents stimuli.Mes résultats ont permis de quantifier dans des cultures primaires de DRG et in vivo chez la souris, le remodelage génique de nocicepteurs induit par les traitements de chimiothérapie, en corrélation avec l’apparition de neuropathies périphériques que j'ai mesurées par des tests comportementaux. Cela nous a permis d'identifier une famille de molécules candidates, qui pourraient potentiellement contrer le mécanisme identifié dans ces travaux. L'une de ces molécules permet de rétablir l’expression génique de nocicepteurs et aussi de supprimer les neuropathies périphériques chez la souris. Ce travail devrait se poursuivre dans le cadre d'un processus de valorisation, ayant pour objectif d'aboutir à un traitement préventif et/ou curatif, de ces neuropathies chez les patients
Platinum-based drugs (cisplatin, oxaliplatin and carboplatin) and taxanes (paclitaxel and docetaxel) are among the most common drugs families used in chemotherapy. They are used for treatment of numerous human cancers including bladder, breast, head and neck, lung, ovarian, prostate and testicular cancers. However, these anticancer drugs cause significant peripheral neuropathies, that can become irreversible and leave serious clinical sequelae in patients. These include tinnitus, dizziness, tingling, numbness, loss of sensitivity, allodynia to touch or temperature changes and hyperalgesia. These side effects are highly restrictive and significantly reduce the quality of life of 30-50% of patients. The clinical significance is considerable, since it leads to about one-third of patients with stopping and/or changing treatments, although these are effective on tumors.Platinum-based drugs are DNA binding agents: they generate DNA lesions on the purine bases of DNA, that will be recognized by DNA damage response proteins, leading to cell death. Taxanes block the cell cycle in mitosis, by stabilizing the microtubule cytoskeleton against depolymerization. The fact that these two completely different antitumor mechanisms of action, induce the same peripheral neuropathies in the short to medium term, is paradoxical and has no explanation.The aim of my PhD research project was to study the mechanism(s) behind these neuropathies and to develop a new formulation to prevent and/or reduce them. Therefore, I studied the effects of taxanes and platinum-based drugs on several ion channels, involved in nociception. These ion channels, called nociceptors, are transcribed into the cell bodies of dorsal root ganglia (DRGs) and located to the peripheral nerve endings. They detect mechanical, thermal and chemical stimuli and generate or transmit the corresponding action potentials. Changes in gene expression and/or activity of nociceptors, will therefore modify the nociceptive thresholds and the transmission of different stimuli.My results allowed me to quantify, in primary cell culture of mouse DRGs and in vivo, the remodeling of ion channel expression induced by chemotherapy, in correlation with the development of peripheral neuropathies, that I measured by behavioral assessment. These results allowed us to identify a family of candidate molecules, that could potentially counteract the mechanism identified in this work. I showed that one of these molecules, can restore the gene expression of nociceptors and suppress peripheral neuropathies in mice. This work should continue as part of a valorization process, aiming to lead to a preventive and/or curative treatment, of these neuropathies in patients

Les neuropathies périphériques induites par la chimiothérapie (NPIC) sont un effet indésirable commun des agents anticancéreux. Les symptômes des NPIC sont principalement sensitifs : douleurs, fourmillements, sensations d’engourdissement, altérations de la sensibilité thermique et mécanique. La symptomatologie des NPIC est associée à une forte altération de la qualité de vie des patients, et peut dans certains cas conduire à une diminution des doses et des cycles de chimiothérapie, voire à un arrêt du traitement. La prise en charge actuelle des NPIC repose principalement sur l’utilisation de molécules recommandées dans le traitement des douleurs neuropathiques, et dont l’efficacité reste très modeste. L’intérêt de l’utilisation de modulateurs du système rénine-angiotensine, et plus principalement de la stimulation des récepteurs AT2 à l’angiotensine II, a été précédemment mis en évidence au sein du laboratoire, dans un modèle murin de neuropathie induite par la vincristine. Au cours du présent travail, nous avons développé un modèle de douleur neuropathique induite par l’oxaliplatine (OXP), un agent anticancéreux de la famille des sels de platine. Nous avons mis en évidence un effet bénéfique du ramipril, un inhibiteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine I en angiotensine II, dans la douleur neuropathique induite par l’OXP. Nous avons également mis en évidence l’effet préventif du ramipril et du candésartan, un antagoniste des récepteurs AT1 à l’angiotensine II, contre l’allodynie mécanique induite par le paclitaxel (PTX), un agent anticancéreux de la famille des taxanes. L’effet préventif du candésartan contre l’hypersensibilité mécanique induite par le PTX est médiée par la stimulation indirecte des récepteurs AT2 à l’angiotensine II. Paradoxalement, la stimulation directe ou indirecte des récepteurs AT2 n’a pas permis de prévenir la douleur neuropathique induite par l’OXP. Ces travaux mettent donc en lumière la nécessité du développement d’un traitement des NPIC adapté à la physiopathologie de chaque agent anticancéreux
Chemotherapy-induced peripheral neuropathies (CIPN) are a common side effets of chemotherapeuticagents. CIPN symptoms are mainly sensitive: pain, tingling, numbness or alterations of thermal andtactile sensitivity. CIPN symptomatology is associated to decreased patient quality of life and can leadto decreased chemotherapy doses and cycles, or even therapy cessation. Current CIPN managementconsists in the administration of medications recommended in the treatment of neuropathic pain, withvery low efficacy. The benefit of using renin-angiotensin system modulators has been previouslydemonstrated in our lab, in a murine model of vincristine-induced peripheral neuropathy. In thepresent work, we developed a new model of neuropathic pain, induced by oxaliplatin (OXP), achemotherapeutic agent belonging to the platinum family. We showed that an angiotensin-convertingenzyme inhibitor, ramipril, was able to alleviate OXP-induced neuropathic pain. We also showed thatboth ramipril and candesartan, an angiotensin II AT1 receptor antagonist, were able to prevent tactileallodynia induced by paclitaxel (PTX), a chemotherapeutic agent belonging to the taxane family. Thepreventive effect of candesartan against PTX-induced tactile allodynia is mediated by the indirectstimulation of angiotensin II AT2 receptors. Paradoxically, the direct or indirect AT2 receptorsstimulation did not prevent OXP-induced neuropathic pain, thus highlighting the necessity to adapt thepotential CIPN treatments to each chemotherapeutic agent physiopathology

La cachexie cancéreuse est un syndrome multifactoriel caractérisé notamment par une perte progressive du muscle squelettique, qui entraîne une diminution de la qualité de vie, de la réponse aux traitements anticancéreux, et de la survie des patients. De par la complexité physiopathologique de ce syndrome clinique, il n’existe pour le moment aucun traitement curatif.Malgré de récentes découvertes, les mécanismes à l’origine de la fonte musculaire squelettique ne sont pas clairement élucidés. Les résultats des études précliniques et cliniques pointent sur de possibles altérations des métabolismes mitochondrial et lipidique. De plus, si la composition corporelle est affectée par la tumeur, elle l’est aussi par les traitements anti-cancéreux.Au cours de ce travail de thèse, nous nous sommes donnés comme objectifs d’étudier les liens entre la composition corporelle et un traitement par chimiothérapie à base de bévacizumab (étude clinique STIC-Avastin (NCT00489697)) ; ou avec la structure et le métabolisme du muscle squelettique, dans le contexte de la cachexie cancéreuse (protocoles cliniques METERMUCADIG (NCT02573974) et METERMUS-IMC (NCT03027479))
Cancer cachexia is a multifactorial syndrome characterized by progressive loss of skeletal muscle, leading to decreased quality of life, response to cancer treatments, and patient survival. Due to the physio pathological complexity of this clinical syndrome, there is currently no cure to cancer cachexia.Despite recent discoveries, the mechanisms underlying skeletal muscle wasting are not clearly understood. Recent preclinical and clinical studies highlighted possible alterations in mitochondrial and lipid metabolism. Furthermore, body composition could be affected not only by the tumor, but also by anti-cancer treatments.During this PhD, the aims were to study the links between body composition and bevacizumab-based chemotherapy treatment (clinical study STIC-Avastin (NCT00489697)); or with skeletal muscle structure and metabolism, in the context of cancer cachexia (clinical protocols METERMUCADIG (NCT02573974) and METERMUS-IMC (NCT03027479))