Tesis sobre el tema "Microenvironnement tumoralal"

Le cholangiocarcinome (CCA) est un cancer au pronostic défavorable, avec un arsenal thérapeutique limité. La résection chirurgicale est la seule option curative disponible, mais n'est applicable qu'à un nombre restreint de patients et offre des chances de survie relativement faibles (survie de 5 ans de 30 %) en raison d'un diagnostic généralement tardif. Les thérapies palliatives, basées sur la chimiothérapie et l'immunothérapie, sont généralement inefficaces, principalement en raison du caractère desmoplasique du CCA qui limite l'entrée des médicaments au site tumoral. Avec une incidence croissante et représentant 2 % de la mortalité mondiale par cancer, il est crucial de développer de nouvelles thérapies, notamment des traitements locaux ciblant les cellules tumorales et leur microenvironnement, pour le traitement de ce cancer.C'est dans ce contexte que l'enthousiasme pour l'utilisation du plasma froid atmosphérique (CAP) dans le traitement du CCA a émergé. Considéré comme le quatrième état de la matière et généré par l'ionisation partielle d'un gaz à basse température, le CAP a démontré des effets antitumoraux prometteurs dans divers modèles précliniques de cancer depuis une quinzaine d'années. Il est en effet capable de produire des espèces réactives de l'oxygène et de l'azote (RONS). Une collaboration étroite entre le Centre de Recherche Saint-Antoine (CRSA) et le Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP) a permis de mettre en évidence des effets antitumoraux significatifs dans un modèle murin immunodéficient de CCA, ainsi que des remodelages importants du stroma tumoral, un élément crucial dans la progression de la tumeur. Depuis, un dispositif CAP adapté à une insertion dans un duodénoscope a été mis au point, dans le but de permettre dans le futur un traitement in situ des tumeurs de CCA par voie endoscopique. L'objectif de cette thèse a donc été d'explorer les effets antitumoraux de cette nouvelle source de plasma sur des modèles in vitro et in vivo de CCA, en distinguant les effets directs du plasma sur les cellules tumorales de ceux indirects sur la tumorigenèse, portés via des modifications phénotypiques des cellules stromales, notamment les fibroblastes associés au cancer (CAFs) et les cellules endothéliales tumorales (TECs). Après avoir démontré la faisabilité technique et l'applicabilité biologique de cette source endoscopique, il a été observé que le stress oxydant induit par le CAP modifiait l'état d'activation et le phénotype migratoire des CAFs, tout en affectant la viabilité et le profil angiogénique des TECs. L'utilisation de modèles tridimensionnels sphéroïdes a également révélé des signatures immunogènes déclenchées par le traitement au plasma froid. En effet, il a été prouvé in vivo, via une vaccination prophylactique, que le CAP pouvait induire une mort cellulaire immunogène (ICD) des cellules tumorales, favorisant le recrutement de cellules immunitaires sur le site tumoral. Des résultats préliminaires ont aussi montré que le traitement direct des tumeurs sous-cutanées ralentissait la croissance tumorale tout en permettant le recrutement de cellules immunes antitumorales. Enfin, après avoir éclairci les mécanismes de l'ICD in vitro, une nouvelle approche thérapeutique combinant le CAP et des vaccinations a été proposée, démontrant un effet antitumoral accompagné d'une infiltration accrue de cellules immunitaires. Dans l'optique de rendre l'utilisation du CAP accessible en clinique, des tests sur des modèles porcins ont été réalisés pour vérifier la sécurité thermique et électrique de cette source endoscopique, tant pour le patient que pour le clinicien. Ainsi, le CAP ouvre de nouvelles perspectives prometteuses pour le traitement locorégional du CCA, en modulant l'immunogénicité des tumeurs et en impactant leur stroma desmoplasique
Cholangiocarcinoma (CCA) is a cancer with a poor prognosis and limited therapeutic options. Surgical resection is the only curative option available, but it is applicable to only a small number of patients and offers relatively low survival rates (5-year survival of 30%) due to the typically late diagnosis of this cancer. Palliative therapies, based on chemotherapy and immunotherapy, are generally ineffective, mainly because of the desmoplastic nature of CCA, which limits the entry of drugs into the tumor site. With an increasing incidence and accounting for 2% of global cancer mortality, it is crucial to develop new therapies, including local treatments targeting tumor cells and their microenvironment, for the treatment of this cancer. It is in this context that enthusiasm for the use of cold atmospheric plasma (CAP) in the treatment of CCA has emerged. Considered the fourth state of matter and generated by the partial ionization of a gas at low temperature, CAP has demonstrated promising antitumor effects in various preclinical cancer models over the past fifteen years. It is indeed capable of producing reactive oxygen and nitrogen species (RONS). A close collaboration between the Saint-Antoine Research Center (CRSA) and the Plasma Physics Laboratory (LPP) has highlighted significant antitumor effects in an immunodeficient murine model of CCA, as well as significant remodeling of the tumor stroma, a crucial element in tumor progression. Since then, a CAP device adapted for insertion into a duodenoscope has been developed, with the aim of enabling in situ treatment of CCA tumors via endoscopy in the future. The objective of this thesis was to explore the antitumor effects of this new plasma source on in vitro and in vivo models of CCA, distinguishing the direct effects of plasma on tumor cells from indirect effects on tumorigenesis, mediated by phenotypic modifications of stromal cells, including cancer-associated fibroblasts (CAFs) and tumor endothelial cells (TECs). After demonstrating the technical feasibility and biological applicability of this endoscopic source, it was observed that the oxidative stress induced by CAP altered the activation state and migratory phenotype of CAFs, while affecting the viability and angiogenic profile of TECs. The use of three-dimensional spheroid models also revealed immunogenic signatures triggered by cold plasma treatment. Indeed, it was proven in vivo, through prophylactic vaccination, that CAP could induce immunogenic cell death (ICD) of tumor cells, promoting the recruitment of immune cells to the tumor site. Preliminary results also showed that direct treatment of subcutaneous tumors slowed tumor growth while allowing the recruitment of antitumor immune cells. Finally, after elucidating the mechanisms of ICD in vitro, a new therapeutic approach combining CAP and vaccinations was proposed, demonstrating an antitumor effect accompanied by increased infiltration of immune cells. To make the use of CAP clinically accessible, tests on porcine models were conducted to verify the thermal and electrical safety of this endoscopic source, both for the patient and the clinician. Thus, CAP opens up promising new perspectives for the locoregional treatment of CCA, by modulating the immunogenicity of tumors and impacting their desmoplastic stroma

L’adénocarcinome pancréatique (PDA) présente une résistance accrue aux chimiothérapies. Un concept propose que sa composition cellulaire participe à ce processus en limitant l’accès aux drogues tout en modulant les capacités des cellules tumorales. En effet, les cellules non tumorales, principalement mésenchymateuses (CAFs) et immunitaires, représentent 70% de la masse tumorale et forment le microenvironnement intra-tumoral ou stroma. L’impact du stroma dans le développement et la progression des PDA se trouve être au centre d’un large champ d’investigations cliniques. Notre première étude a porté sur un facteur neurotrophique, Slit2, impliqué dans la guidance axonale est sécrété par les CAFs. Ce dernier induit une augmentation de la migration des cellules de Schwann et des changements morphologiques et quantitatifs des cellules neuronales. Ainsi, les nerfs se retrouvent plus nombreux et de taille plus importante dans la tumeur comparée à un pancréas sain, c’est ce qu’on appelle le remodelage neural. Notre second travail a permis d’identifier un complexe multi-protéique (ANXA6/LRP1/TSP1), associé au trafic vésiculaire, présent uniquement dans le compartiment stromal et plus particulièrement dans les CAFs. Ce complexe est porté par des vésicules extracellulaires et procure un avantage prolifératif et pro-migratoire aux cellules tumorales. Les données obtenues au cours de mon travail de thèse constituent un rationnel fort pour étudier le potentiel thérapeutique des éléments permettant le dialogue entre les différents compartiments de la tumeur dans le but de sensibiliser les cellules tumorales aux chimiothérapies et ainsi d’améliorer la survie des patients
Pancreatic adenocarcinoma (PDA) is particularly resistant to current therapies. A concept suggests that its cellular composition participates in this process, limiting drugs access and affecting tumor cells behavior. Indeed, non-tumor cells, mainly mesenchymal (including Cancer Associated Fibroblasts, CAFs) and immune cells display over 70% of the tumor mass and form the intra-tumoral microenvironment or stroma. The impact of stroma in PDA development and progression is at the center of many clinical investigations. Firstly, we studied a neurogenic factor, Slit2, implicated in axon guidance pathway and secreted by CAFs. Slit2 increases Schawnn cells migration and morphologic changes of neural cells. Indeed, nerve size and density are increased in a tumor compared to a healthy pancreas, that is called, neural remodeling. Secondly, we worked on a multi-proteic complex (ANXA6/LRP1/TSP1), associated to vesicular trafficking, only expressed in stromal compartment, and mainly in CAFs. This complex is present in extracellular vesicles and confers proliferative and pro-migratory capacities to tumor cells. Data obtained during my thesis constitute an important rationale to target the crosstalk between tumor and stromal compartment, in order to sensitize tumor cells to chemotherapy and improve patient survival

L’ostéosarcome (OS) est la tumeur osseuse primitivemaligne la plus fréquente. Les cellules souchesmésenchymateuses (CSM) sont suspectées d’être àl’origine de l’OS. Nous avons émis l’hypothèse que desCSM avec des caractéristiques de cellules souchescancéreuses (CSC) pouvaient être impliquées dans ledéveloppement de l’OS, la résistance à lachimiothérapie et l’évolution métastatique.Nous avons isolé et cultivé des cellules dérivées d’OS(CDOS) à partir de fragments tumoraux et nous lesavons comparées aux propres CSM de moelle osseuse(CSMMO) de 6 malades.Les CDOS avaient la même morphologie et le mêmeprofil d’expression de récepteurs membranaires que lesCSMMO. Elles présentaient des capacités dedifférenciation ostéoblastique plus importantes que lesCSMMO. Le caryotype était normal dans les 6populations de CSMMO et dans 4 populations deCDOS. Les CDOS présentaient des caractéristiques deCSC, avec la formation de sphères en milieu semisolide, la diminution du métabolisme mitochondrial ennormoxie. Deux populations de CDOS présentaient desanomalies caryotypiques minimes. Il n’y avait pas deformation de tumeur chez la souris immunodéprimée(SCID). Dans les modèles de coinjection chez la sourisNude, 4 populations de CDOS soutenaient lacroissance tumorale de la lignée d’OS (MNNG-HOS).Les CDOS isolées n’étaient vraisemblablement pastumorales. Elles se présentaient plus comme descellules du microenvironnement, suspectées de souteniret moduler la croissance tumorale. Des étudescomplémentaires sont donc nécessaires pour identifierquels sont les facteurs stromaux influençant lacroissance de l’OS
Osteosarcoma (OS) is the most frequent primitivemalignant bone tumor. We hypothesised that someMSC with cancer stem cell (CSC) characteristics maybe involved in OS development, chemotherapyresistance and metastatic progression.Adherent cells from six human OS samples wereisolated after tumor dissociation and culture. They werenamed OS derived cells (OSDC) and were compared toown patient bone marrow mesenchymal stem cells(BMMSC). We tested MSC characteristics, CSCcharacteristics, and tumor growth support capacities inan induced human OS mouse model.OSDC had the same morphologic aspect andmembrane expression profile as BMMSC. They keptdifferentiation capacities toward osteoblastic lineageand to less extend toward adipogenic and chondrogeniclineage, with variability between different OSDCpopulations. Karyotype was normal for all 6 BMMSCand for 4 OSDC. OSDC showed CSC characteristics,with sphere formations in semi solid conditions,decrease of mitochondrial metabolism in normoxiacondition. Some minimal karyotype abnormalities werefound in 2 OSDC populations. However, no tumorformation was induced in immunocompromised mice(SCID). In coinjection mouse model, 4 out of 6 OSDCincreased tumor growth compared to osteosarcomacells (MNNG-HOS) alone.OSDC that were isolated from human OS samples didnot demonstrate own tumor properties. They are highlysuspected to be part of tumor microenvironment, ratherthan the tumor origin, and to support and modulate thetumor growth. More studies are necessary to identifywhich CDOS factors influence tumor growth suggestingnew stromal targets for combined therapy

La recherche sur le cancer a longtemps été dominée par un programme de recherche génétique et moléculaire. Cependant, l'accumulation de données expérimentales à partir des années 2000 souligne également l’importance d’un autre facteur dans la carcinogenèse : le microenvironnement tumoral (TME). L'étude du TME s’accompagne de différentes affirmations dans la littérature scientifique : elle serait une opportunité d’améliorer les thérapies et enrichir les connaissances actuelles ou au contraire elle serait un nouveau « paradigme » et permettrait de développer de nouveaux types de thérapies. Notre thèse propose une analyse de l’évolution du domaine de l’oncologie (et de l’hypothèse d’un potentiel changement scientifique) à partir de l’introduction du domaine d’étude du TME. Nous proposons une approche originale de cette question en adoptant deux hypothèses épistémologiques. Premièrement, nous analysons à la fois la communauté scientifique et la communauté médicale. Nous étudions le continuum existant entre recherche fondamentale et pratique clinique, en articulant philosophie de la biologie et philosophie de la médecine. Deuxièmement, nous menons notre analyse philosophique non pas seulement d’un point de vue théorique mais également au plus près des pratiques, des comportements, des méthodes, des organisations de recherche qui participent à ce changement scientifique. Pour cela, nous recourrons à des méthodes peu utilisées en philosophie comme celles des entretiens semi-directifs ou des observations de terrain. Cette approche a pour vocation de produire une analyse philosophique qui contribue à la fois à la littérature philosophique et à la littérature biomédicale
Cancer research has long been dominated by a genetic and molecular research approach of the disease. However, the accumulation of experimental data since 2000 also highlights the importance of another factor in carcinogenesis: the tumor microenvironment (TME). The study of the TME is accompanied by different assertions in the scientific literature: it would be an opportunity to improve therapies and enrich current knowledge or, on the contrary, it would be a new "paradigm" and would allow the development of new types of therapies.Our thesis proposes an analysis of the evolution of the field of oncology (and of the hypothesis of a potential scientific change) starting from the introduction of the study of the TME. We propose an original approach to this question by adopting two epistemological assumptions. First, we analyze both the scientific and medical communities. We study the continuum between fundamental research and clinical practice, articulating philosophy of biology and philosophy of medicine. Secondly, we conduct our philosophical analysis not only from a theoretical point of view but also as close as possible to the practices, behaviors, methods, and research organizations that participate in this scientific change. To do so, we will use methods rarely used in philosophy, such as semi-directive interviews or field observations.This approach aims to produce a philosophical analysis that contributes to both the philosophical and biomedical literature

L’annexine A1 (ANXA1) appartient à la vaste superfamille des annexines qui englobe des protéines capables de se lier aux phospholipides membranaires de façon calcium dépendante. C’est une protéine multifonctionnelle initialement décrite pour ses propriétés anti-inflammatoires. Elle est présente dans le noyau, le cytosol et les membranes cellulaires et peut également être sécrétée et clivée dans le milieu environnant. L’ANXA1 présente un important intérêt en oncologie du fait de sa dérégulation dans de nombreux cancers. En fonction des types de cancers, l’ANXA1 est surexprimée ou sous-exprimée par rapport au tissu sain. Elle est surexprimée dans le cancer du sein triple négatif par rapport aux autres sous-types de tumeurs mammaires et dans les mélanomes par rapport aux mélanocytes. Dans ces deux pathologies, bien que l’ANXA1 soit associée aux processus de prolifération, migration et invasion, les mécanismes précis de son rôle au sein d’une tumeur restent mal connus, notamment ceux impliquant la fraction extracellulaire. Les études menées sur des souris n’exprimant pas l’Anxa1 ont également montré que l’ANXA1 stromale est impliquée dans le développement et la progression tumorale.Le premier objectif a donc été de tester la possibilité de bloquer la protéine extracellulaire via un anticorps monoclonal breveté, le VJ4B6, pour diminuer la migration (in vitro) et la dissémination (in vivo). Nos données montrent que le VJ4B6 ne permet pas de limiter la migration cellulaire des lignées de cancer du sein triple négatif (MDA-MB-231-luc) et de mélanome (SK-MEL-28 et A375-MA2) présentant de l’ANXA1 extracellulaire. Cet anticorps ne permet pas non plus de limiter le développement et la dissémination tumorale du mélanome B16Bl6 in vivo. Le second objectif a été d’étudier le rôle de l’ANXA1 tumorale et stromale dans le développement et la dissémination du mélanome. Nos résultats ont montré que l’ANXA1 tumorale est impliquée dans la prolifération des cellules A375-MA2 et SK-MEL-28 in vitro. L’utilisation de souris invalidées pour l’Anxa1 a également permis de mettre en évidence que l’ANXA1 stromale favorise le développement tumoral et la formation de métastases des cellules murines B16Bl6 in vivo. De façon intéressante, les études réalisées sur les tumeurs ont montré que l’absence d’ANXA1 stromale limite la prolifération des cellules tumorales ainsi que l’angiogenèse. Ceci peut donc expliquer la progression limitée des tumeurs chez les souris invalidées. De plus, les tumeurs développées chez ces dernières présentent une surexpression des marqueurs lymphocytaires (CD3, CD4, FoxP3, CD8a, NKp46) par rapport à celles développées chez les souris sauvages. Cet afflux lymphocytaire concerne à la fois les lymphocytes pro- et anti-tumoraux. Nous avons donc émis l’hypothèse que ce dernier soit une conséquence d’une perméabilité accrue des vaisseaux tumoraux au niveau des tumeurs des souris invalidées pour l’Anxa1
Annexine A1 (ANXA1) belongs to the annexin superfamily, which includes proteins capable of binding membrane phospholipids in a calcium dependent manner. This is a multifunctional protein initially described for its anti-inflammatory properties. ANXA1 can be nuclear, cytosolic, membrane and it can also be secreted and cleaved in surrounding environment. It presents a real interest in oncology due to its deregulation in many cancers. Depending on cancer types, ANXA1 is up- or down-regulated compared to normal tissues. It is overexpressed in triple negative breast cancer relative to other subtypes of breast tumors and in melanoma compared to melanocytes. In both pathologies, ANXA1 is associated with proliferation, migration and invasion processes, but the exact mechanism of its roles in tumors still unknown, especially those mediated by extracellular fraction. Studies carried out with Anxa1 null mice have shown the ANXA1 from stromal cells implication in tumor development and progression.The first objective of this work was to test the opportunity to block extracellular ANXA1 with a monoclonal patented antibody, VJ4B6, to decrease migration (in vitro) and dissemination (in vivo). Our results showed that VJ4B6 was unable to limit cellular migration of triple negative breast cancer (MDA-MB-231-luc) and melanoma (SK-MEL-28 and A375-MA2) cell lines presenting extracellular ANXA1. This antibody was also unable to decrease tumor development and dissemination of B16Bl6 melanoma in vivo. The second objective was to study the role of ANXA1 from tumoral and stromal cells in melanoma development and dissemination. Our results highlighted involvement of tumoral ANXA1 in proliferation of A375-MA2 and SK-MEL-28 melanoma cells in vitro. The use of Anxa1 null mice allowed to reveal that stromal ANXA1 promotes tumor development and metastases formation of murine B16Bl6 cells in vivo. Interestingly, studies of tumors showed that stromal ANXA1 absence limits both proliferation of tumor cells and angiogenesis. This could explain the decreased progression of tumors in Anxa1 null mice. Furthermore, tumors developed in these mice presented overexpression of lymphocyte markers (CD3, CD4, FoxP3, CD8a, NKp46) compared to those developed in wild-type mice. This lymphocyte influx concerned both pro- and anti-tumoral lymphocytes. Our hypothesis is that lymphocyte influx is a result of increased tumor vessels permeability in tumors from Anxa1 null mice

Le cancer ovarien est rare (moins de 5000 cas par an en France) mais au pronostic sombre dû à une résistance élevée aux traitements de chimiothérapie. Plusieurs axes de recherche ont été développés pour répondre à cette problématique notamment l'étude du rôle du microenvironnement dans la néoangiogénèse tumorale et dans l'acquisition de la chimiorésistance par les cellules tumorales. Je me suis plus particulièrement focalisée sur les Hospicells, cellules péritonéales qui ont été isolées à partir d'ascites de patientes atteintes de cancer des ovaires de stade III. Préalablement, le laboratoire avait montré que les Hospicells sont capables de favoriser la croissance tumorale in vivo via une potentialisation de l'angiogénèse. J'ai mis en évidence que les Hospicells seules ne sont pas capables d'induire la néoangiogénèse tumorale in vitro mais qu'in vivo, elles induisent le recrutement de macrophages, cellules pro-angiogéniques au niveau de xénogreffes de cellules tumorales/Hospicells. Il a été montré précédemment que les Hospicells sont impliquées dans l'acquisition de la chimiorésistance des cellules cancéreuses via, entre autres, l'échange membranaire de pompes d'efflux. J'ai pour ma part mis en évidence que des molécules sécrétées par les Hospicells induisent également la chimiorésistance des cellules cancéreuses ovariennes sans contact direct. J'ai montré dans ce modèle une inhibition partielle de l'apoptose résultant notamment d'une modification de la signalisation apoptotique dans les cellules cancéreuses ovariennes, se traduisant par la diminution de l'activation des caspases effectrices 3 et 7
Ovarian cancer is rare but has a bad prognosis due to a high level of chemoresistance to the reference treatment, carboplatin. We focused on the role of the microenvironment in ovarian cancer progression. The team previously demonstrated that Hospicells are able to potentialize tumour growth and angiogenesis in vivo. My aim was to determine how Hospicells interact with tumoral cells and other microenvironment partners to promote cancer proliferation. I showed that Hospicells alone cannot induce tumoral neoangiogenesis in vitro and they promote macrophage recruitment in tumours and enhance the synthesis of several cytokines involved in angiogenesis (IL-6, IL-8 and VEGF) through macrophages. Hospicells are also involved in chemoresistance acquisition via membrane exchange and efflux pumps transfer. This original mechanism working through direct contact between cells is probably not the only one responsible for this chemoresistance. Indeed, I showed that molecules secreted by Hospicells can also induce ovarian cancer cells chemoresistance. In order to identify the mechanism through which ovarian cancer cells can become chemoresistant under microenvironment stimulation, I studied the role of Hospicells in apoptosis protection after carboplatin treatment. Hospicells conditioned medium can partially inhibit apoptosis by apoptotic signalling pathway modifications and notably a decreased activation of effector caspases (caspases 3 and 7)

Les héparane sulfate protéoglycanes (HSPG) sont, comme l’ensemble des protéoglycanes (PG), constitués d’une partie protéique et d’un glycosaminoglycane (GAG), en l’occurrence l’héparane sulfate (HS) pour les HSPG. Ils font partie intégrante de la matrice extracellulaire (MEC). Les PG sont capables, par leurs GAG, de lier un certain nombre de partenaires tels que les facteurs de croissance, chemokines, cytokines ou enzymes. Ils régissent donc la biodisponibilité de nombreux médiateurs solubles et par conséquent leur activité biologique. Ils sont ainsi impliqués dans la régulation de nombreux processus tels que la prolifération, la différenciation, le remodelage tissulaire, l’angiogenèse... De plus, il a été démontré que la liaison de protéines possédant un site heparan binding (HB) avec l’HS des HSPG les protégent de la dégradation enzymatique. Cependant, les HSPG sont parmi les premiers composants de la MEC à être digérés par les héparanases cellulaires lors d’agressions tissulaires. Cette digestion rend les sites HB disponibles et les protéines sensibles à la dégradation protéolytique. C’est donc dans le but de protéger les HSBP (heparan sulfate binding protein) qu’a été développée la technologie des héparanes mimétiques (HM) qui vont se substituer aux HS dégradés sur les sites HB disponibles et protéger les protéines du milieu lésé. Ces HM, déjà utilisés comme agent thérapeutique de la MEC, sont désignés, dans cette utilisation, sous le sigle RGTA pour regenerating agent puisqu’ils augmentent la vitesse et la qualité de la réparation tissulaire, pouvant conduire à une véritable régénération des tissus. Lors du développement tumoral et métastatique, il a été démontré que l’activité enzymatique des héparanases est démultipliée, responsable d’une dégradation accrue des HS. Dans ce contexte, les HM vont pouvoir se fixer sur cette matrice lésée d’où l’idée de leur utilisation diagnostique en cancérologie. L’utilisation d’HM marqué (HM*) par un radioisotope tel que le fluor 18 (18F) et suivi par imagerie moléculaire TEP-Scan (tomographie par émission de positons associée au scanner) devrait permettre un marquage particulièrement efficace des matrices environnant les cellules tumorales et métastasées. Les HM* pourraient, en effet, cibler la MEC impliquée, par sa dégradation précoce, dans les processus de croissance et de dissémination tumorale et devenir un nouveau marqueur oncologique en imagerie moléculaire. A ce jour, parmi les différents marqueurs oncologiques étudiés, aucun ne s’adresse au compartiment matriciel. L’usage des HM* devrait ainsi permettre la détection des zones péri-tumorales et trouver une place dans le diagnostic précoce du cancer et son suivi thérapeutique
Heparan sulfate proteoglycans (HSPG), like all proteoglycans (PG), consisting of a protein portion and a glycosaminoglycan (GAG), heparan sulphate (HS) for HSPG. They are part of the extracellular matrix (ECM). PG are able, through their GAG, to bind a number of partners such as growth factors, chemokines, cytokines or enzymes. They regulate the bioavailability of many soluble mediators and thus their biological activity. They are thus involved in the regulation of many processes such as proliferation, differentiation, tissue remodeling, angiogenesis... In addition, it was shown that the binding of proteins having a heparan binding site (HB) with HS of HSPG protect them from enzymatic degradation. However, HSPG are among the first components of the ECM to be digested by heparanase during cellular tissue damage. This digestion makes HB sites available and proteins are sensitive to proteolytic degradation. It is in order to protect the HSBP (heparan sulfate binding protein) that was developed technology heparan mimetics (HM) that will replace the degraded HS on available HB sites and protect proteins of middle injured. These HM, already used as a therapeutic agent of the ECM, are identified in this use under the symbol RGTA for regenerating agent because they increase the speed and quality of the tissue repair, potentially leading to a true tissue regeneration. During tumor development and metastasis, it has been shown that the enzymatic activity of heparanase is multiplied, leading to an increased degradation of HS. In this context, the HM will be able to fix this matrix injured hence the idea of their diagnostic use in oncology. Using labeled HM (HM*) with a radioisotope such as fluorine-18 (18F) and followed by molecular imaging PETScan (positon emission tomography with scanner associated) should allow a particularly efficient marking of the matrix surrounding metastatic and tumor cells. HM* could indeed target ECM involved, through its early degradation in the processes of tumor growth and tumor spread and become a new marker oncology in molecular imaging. To date, among the various studied cancer markers, none address the matrix compartment. The use of HM* should allow the detection of peri-tumor and find a place in the early diagnosis of cancer and the therapeutic monitoring

Le lymphome à cellules du manteau (LCM) est un lymphome non-hodgkinien agressif associé à un mauvais pronostic. Malgré des améliorations récentes dans les stratégies thérapeutiques pour traiter le LCM, sa prise en charge demeure difficile. Des progrès technologiques dans le séquençage de nouvelle génération ont amélioré notre compréhension des anomalies intrinsèques de cellules de LCM mais le rôle des signauxextrinsèques reste largement inconnu. Des études récentes ont souligné le rôle central du microenvironnement du LCM dans la survie, la prolifération et la chimiorésistance des cellules tumorales. La caractérisation des niches tumorales du LCM et la compréhension des dialogues entre les cellules tumorales et les cellules environnantes au sein de leurmicroenvironnement sont nécessaires pour améliorer l’efficacité des traitements. Dans ce travail de thèse, nous présentons une revue de la littérature des niches tumorales du LCM ainsi que nos travaux sur le rôle du microenvironnement dans les lymphomes B. Ces connaissances apportent un rationnel pour l’élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques pour pallier à la chimiorésistance durant le traitement du LCM
Mantle cell lymphoma (MCL) is an aggressive non-Hodgkin lymphoma associated with poor prognosis, and despite recent improvements in the therapeutic strategies for treating MCL, its management remains challenging. While improvements in next generation sequencing technologyhave greatly increased our understanding of the intrinsic abnormalities of MCL, the role of extrinsic signaling remains largely unknown. Recent studies have highlighted the central role of the MCLmicroenvironment in tumor cell survival, drug resistance and proliferation. Characterization of the diverse MCL tumoral niches and comprehension of the crosstalk between tumor cells and surrounding cells within the MCL microenvironment are needed to increase treatment efficacy. In this work, we present a revue of MCL microenvironment and our results on the role of tumoral niches in B lymphomas. This knowledge could be rapidly translated into new therapeuticstrategies to overcome drug resistance during MCL treatment

Les carcinomes hépatocellulaires (CHC) répondent mal à l’immunothérapie et leur environnement immun n’est pas bien caractérisé. Notre objectif était de faire le pont entre les aspects morphologiques, viraux et immuns et analyser leur impact sur la sensibilité à l’immunothérapie. Nous avons réalisé une analyse transcriptomique de l’environnement immun de 170 CHC: 23% d’étiologie virale B (VHB), 29% d’étiologie virale C (VHC), 16% d’étiologie métabolique, 17% d’étiologie alcoolique, 14% d’étiologie indéterminée. Nous avons corrélé les profils transcriptomiques aux données cliniques, morphologiques et virales (ARN prégénomique du VHB). Nous n’avons pas observé de différence globale dans l’environnement immun des CHC en fonction des étiologies, mais avons identifié 3 clusters du VHB donc aucun n’exprimait d’interféron-γ (contre 25% des CHC toutes étiologies confondues). Le Cluster 1, associé à une récurrence élevée, avait un profil immun ambivalent et chaud, surexprimait des marqueurs d’épuisement mais montrait morphologiquement une faible densité de lymphocytes T et était associé à la présence d’une transcription du VHB. Le Cluster 2, aussi associé à une récurrence élevée, était enrichi en sous-type macrotrabéculaire et avait profil immun froid. Le Cluster 3, de meilleur pronostic, était plus développé sur foie cirrhotique et montrait un niveau intermédiaire d’infiltration de cellules immunes, sans expression de marqueurs d’épuisement. En conclusion, nous montrons des spécificités immunes au sein des CHC liés à l’HBV, en relation avec des facteurs viraux transcriptionnels, et avec une portée pronostique
Hepatocellular carcinoma (HCC) shows globally low response to immunotherapy and HCC immune microenvironment is not well characterized. Our objective was to connect immune, viral and morphologic aspects of HCC and understand how they intervene in sensitivity to immune checkpoint blockade. In this study, we performed a transcriptomic analysis of onco-immune genes to characterize the tumor microenvironment of 170 HCC: 23% hepatitis B (HBV), 29% hepatitis C (HCV), 16% metabolic syndrome, 17% alcohol consumption related, and 14% of undetermined etiology. We correlated gene expression profiles with clinical, morphological and viral features. We did not observe difference of immune microenvironment at a global scale, between etiologies. But within HBV group, we identified 3 Clusters. None of of these clusters expressed ϒ-interferon (compared to 25% of HCC of all etiologies combined). Cluster 1 showed an ambivalent « hot » and exhausted profile with higher expression of exhaustion markers but lower densities of T lymphocytes by immunostaining. This Cluster was associated with HBV transcription and patients from this Cluster showed higher recurrence. Cluster 2 was enriched with macrotrabecular massive subtype and was immunologically “cold” and was also associated with higher recurrence. At last, Cluster 3 was developed much more on cirrhotic liver and showed an intermediate level of immune cells infiltration, with no marker of exhaustion. It was associated with lower recurrence. In conclusion we highlight viral related specificities within HBV HCC, associated with prognostic significance

Les interactions complexes entre la réponse immunitaire et la progression tumorale, particulièrement dans le cadre du cancer du sein triple négatif (TNBC), ont constitué un axe majeur de la recherche en oncologie ces dernières années. Nos précédentes études nous ont permis d’identifier le rôle prépondérant du gène HLF au sein d'une signature génétique comprenant quatre gènes, soulignant son association inverse avec la présence de cellules immunitaires au sein du tissu tumoral. Au cours de ma thèse, nous avons approfondi l'étude de son implication dans la dynamique immunitaire et le développement du TNBC. L'exploitation bio-informatique des données cliniques de patientes atteintes de TNBC a démontré que de faibles niveaux d'expression d’HLF, étaient associés à une surexpression des gènes liés aux mécanismes d'attraction et d'activation du système immunitaire. La dualité du rôle du système immunitaire dans le cancer, oscillant entre une action antitumorale et un soutien à la croissance tumorale, reflète sa grande complexité au sein du microenvironnement tumoral. L'utilisation de la technologie CRISPR/Cas9 pour inactiver le gène HLF dans des lignées cellulaires de TNBC, nous a permis d’explorer les répercussions sur le réseau de chimiokines régulant la présence et l'activité des différentes populations immunitaires dans le microenvironnement tumoral. Enfin, les expérimentations in vivo, menées sur des modèles murins immunodéficients, ont démontré que la diminution d’HLF dans certains sous-types de TNBC entravait la progression tumorale. En somme, nos découvertes suggèrent que la diminution de l'expression d’HLF peut, dès les premières phases du développement tumoral, stimuler l'activité antitumorale du système immunitaire, instaurant un tonus immunologique propice à l'éradication tumorale. Ainsi, HLF se profile comme une cible thérapeutique prometteuse pour promouvoir l'engagement et l'efficacité d’une réponse immunitaire compétente face aux sous-types agressifs de TNBC
The intricate interplay between the immune response and tumor progression, particularly in the context of triple-negative breast cancer (TNBC), has been a focal point of oncological research over the last decade. Our preceding investigation highlighted the role of the HLF gene within a quartet gene signature, identifying its inverse association with the infiltration of immune cells within the tumor milieu. During my thesis, we investigated more precisely its implication in the immune response and TNBC tumor development. The bioinformatic analysis of clinical data from patients with TNBC demonstrated that low levels of HLF expression were associated with an overexpression of genes related to the mechanisms of attraction and activation of the immune system. The implication of neutrophils in cancer is contentious, as they can function either as active anti-tumoral partners or as pro-tumoral agents promoting immunosuppression and tumor growth. The duality of the immune system’s role in cancer, oscillating between antitumor action and support for tumor growth, reflects its great complexity within the tumor microenvironment. In this study, we employed CRISPR/Cas9 technology to inactivate the HLF gene in TNBC cell lines, enabling us to explore the repercussions on the chemokine network regulating the presence and activity of different immune populations in the tumor microenvironment. Finally, in vivo experiments conducted on immunodeficient mouse models demonstrated that reducing HLF in certain TNBC subtypes hindered tumor progression. Altogether, our results suggest that a reduction of HLF expression can lead in the early steps of tumor development to the awakening of the anti-tumoral function of the immune system to enforce the necessary immunological tone to tumor elimination. Thus, HLF emerges as a promising therapeutic target to promote the engagement and effectiveness of a competent immune response against aggressive subtypes of TNBC

La voie Fas-FasL est la voie majeure d'apoptose dont le rôle est indispensable pour l'homéostasie des cellules hématopoïétiques et la tolérance périphérique. Mon projet de thèse consiste à étudier le rôle de FasL dans la réponse anti tumorale, notamment le rôle de son expression sur les cellules myéloïdes, en l'occurrence les macrophages et les cellules myéloïdes suppressives.Les souris Fasl KO sont caractérisées par une accumulation des différentes populations de cellules hématopoïétiques dans les organes lymphoïdes périphériques. Cependant, elles ne développent pas de tumeurs spontanées. De façon intéressante, nos résultats montrent que lors qu'elles sont transplantées par les cellules tumorales, leur survie est significativement diminuée par rapport aux souris contrôles (Fasl fl/fl), ce qui suggère un rôle de FasL dans la réponse anti-tumorale. Une caractérisation fine de la répartition des cellules myéloïdes chez les souris Fasl KO porteuses de tumeur, montre une répartition différentielle des cellules Gr1+, par une accumulation des M-MDSC, dans la rate de ces souris. En plus, un enrichissement de l'infiltrat tumoral par les macrophages TAM chez les souris Fasl KO a été observé. Ces macrophages, indépendamment de génotype exècrent une forte activité d'arginase et iNOS et une inhibition de la prolifération des cellules T in vitro. Ainsi, la mortalité plus importante chez les souris Fasl KO pourrait, en partie, être associée à cet enrichissement des TAM dans l'infiltrat des souris déficientes en FasL.Afin de déterminer si cette accumulation des cellules myéloïdes immunosuppressives déficientes en FasL est spécifique d'un environnement tumoral ou le reflet d'un état inflammatoire, nous avons examiné le phénotype des macrophages dans un modèle d'inflammation induite par le thioglycollate. Les résultats montrent que les macrophages CD11b+F480+, recrutés sur le site de l'inflammation, lorsqu'elles sont déficientes en FasL, sur-expriment les gènes anti-inflammatoires comme IL-10, Arg1, CCL17. La caractérisation plus fine de cette population de macrophages a montré que la population responsable de ce phénotype suppressive est F480+CD115+IL-4R+. Chez les souris Fasl KO, le pourcentage des macrophages F480+CD115+IL-4R+ est significativement augmenté en comparaison avec les souris contrôles. L'analyse fonctionnelle de cette population CD115+ a montré que ces cellules, inhibent la prolifération et la production d'IFN- des cellules T activées. Ces caractéristiques fonctionnelles sont en faveur d'un phénotype anti-inflammatoire de ces macrophages, qui lorsqu'ils sont déficients en FasL, leur recrutement sur le site de l'inflammation est plus important.L'ensemble de ces résultats suggère que l'expression de FasL sur les cellules myéloïdes pourrait jouer un rôle dans leur polarisation vers un phénotype pro inflammatoire. Ainsi, ce travail pourrait apporter de nouvelles approches de levée de l'immunosuppression pour une immunothérapie efficace.

Le cancer bronchique, ou pulmonaire, est la première cause de décès dans le monde par cancer. Le traitement repose sur la chirurgie, quand la tumeur est résécable, et sur un traitement adjuvant associant généralement la chimiothérapie à la radiothérapie, l'immunothérapie ou les thérapies ciblées.Les patients atteints de cancer du poumon non à petites cellules (CBNPC) sont fréquemment exposés à des infections virales telles l'Influenza A (IAV) ou le SARS-CoV-2. Le microenvironnement tumoral (MET) est un écosystème complexe et hétérogène qui conditionne la croissance des cellules tumorales, la réponse aux traitements et la survie des patients. L'infection du MET par un virus représente une perturbation qui peut impacter l'évolution tumorale. Dans la cellule infectée, l'ARN viral est reconnu par des senseurs viraux, incluant TLR7, conduisant à la production d'interféron de type I (IFN-I) et l'expression d'ISG (Interferon-Stimulated-Genes).Récemment, notre équipe a démontré que l'infection par l'IAV de souris porteuses de tumeurs pulmonaires entraîne une accélération de la croissance tumorale dépendante des senseurs viraux. De plus, l'IAV induit l'expression d'une signature transcriptomique composé de gène impliqué dans le métabolisme de détoxification des médicaments et associé à la chimiorésistance que nous avons appelé « signature REVIS-DM ». Cette découverte suggère que l'IAV induit une chimiorésistance impliquant la détoxification des xénobiotiques.Chez les patients CBNPC, la co-expression de la signature REVIS-DM et d'une signature ISG confère un mauvais pronostic aux patients. In-vitro, nous avons confirmé que l'infection de lignées tumorales CBNPC induit une résistance spécifique aux sels de platine et l'expression de gènes codant pour des enzymes du métabolisme des médicaments. In-vivo, nous avons confirmé que l'infection par l'IAV induit une chimiorésistance au Cisplatine. De plus, nous avons constaté que l'infection par l'IAV entraîne une augmentation de l'invasion à partir d'un modèle de culture 3D, en lien avec l'initiation de l'EMT. Nos prochains travaux vont porter sur les mécanismes conduisant à la chimiorésistance et l'invasion par les cellules infectées. De nombreux éléments de la littérature ont permis d'apporter des hypothèses, notamment l'implication du stresse oxydatif, des senseurs viraux et des ISG.En parallèle, nous avons étudié les conséquences du SARS-CoV-2 sur le MET et si l'infection par le virus induit des modifications de l'immunité anti-tumorale. En effet, le COVID-19 a été associé à de fortes perturbations immunitaires telles que l'inflammation et une lymphopénie. Dans le cadre du cancer, ces phénomènes pourraient entraîner une modification de l'immunité anti-tumorale et donc de la progression tumorale. Pour répondre à ces questions, nous avons réalisé une étude du MET de patients CBNPC ayant contracté le COVID-19 en utilisant deux technologies : le RNAseq et l'immunohistochimie multiplex. Enfin, nous avons réalisé l'infection ex-vivo de fragments de tumeurs en culture afin d'étudier l'impact direct du virus sur le MET.Les conséquences des virus respiratoires sur le MET pulmonaire sont peu documentées. Ainsi, notre étude apporte un éclairage nouveau sur les liens qu'il existe entre la cellule tumorale et les virus de l'environnement
Lung cancer is the world's leading cause of cancer-related death. Treatment is based on surgery, when the tumor is resectable, and adjuvant therapy, generally combining chemotherapy with radiotherapy, immunotherapy or targeted therapies.Patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) are frequently exposed to viral infections such as Influenza A (IAV) or SARS-CoV-2. The tumor microenvironment (TME) is a complex, heterogeneous ecosystem that conditions tumor cell growth, treatment response and patient survival. Infection of the TME by a virus represents a disruption that can impact tumor progression. In the infected cell, viral RNA is recognized by viral sensors, including TLR7, leading to the production of type I interferon (IFN-I) and the expression of ISG (Interferon-Stimulated-Genes).Recently, our team demonstrated that IAV infection of lung tumor-bearing mice results in viral sensor-dependent acceleration of tumor growth. Furthermore, IAV induces the expression of a transcriptomic signature composed of genes involved in drug detoxification metabolism and associated with chemoresistance, which we have termed the "REVIS-DM signature".This finding suggests that IAV induces chemoresistance involving xenobiotic detoxification.In NSCLC patients, co-expression of the REVIS-DM signature and an ISG signature confers a poor prognosis. In-vitro, we confirmed that infection of NSCLC tumor lines induces specific resistance to platinum salts and expression of genes encoding drug metabolizing enzymes. In-vivo, we confirmed that IAV infection induces chemoresistance to Cisplatin. Furthermore, we found that IAV infection leads to increased invasion from a 3D culture model, in connection with EMT initiation. Our future work will focus on the mechanisms leading to chemoresistance and invasion by infected cells. A number of hypotheses have been put forward in the literature, including the involvement of oxidative stress, viral sensors and ISGs.In parallel, we investigated the consequences of SARS-CoV-2 on MET and whether infection with the virus induces changes in anti-tumor immunity. Indeed, COVID-19 has been associated with strong immune disturbances such as inflammation and lymphopenia. In the context of cancer, these phenomena could lead to altered anti-tumor immunity and hence tumor progression. To answer these questions, we conducted a MET study of NSCLC patients infected with COVID-19 using two technologies: RNAseq and multiplex immunohistochemistry. Finally, we performed ex-vivo infection of tumor fragments in culture to study the direct impact of the virus on the MET.The impact of respiratory viruses on pulmonary MET is poorly documented. Our study sheds new light on the links between tumor cells and environmental viruses

Les lymphomes pédiatriques les plus fréquents (30% des lymphomes) se caractérisent le plus souvent par l'expression des oncogènes à activité tyrosine kinase NPM-ALK ou TPM3-ALK (nucleophosmin- ou non-muscular tropomyosin 3- anaplastic lymphoma kinase). Au laboratoire, nous avons développé et caractérisé un modèle unique de lymphomes conditionnels (doxycycline dépendant) pour l'expression de ces oncogènes. Grâce à ces modèles, mes travaux de thèse ont permis de mettre en évidence que le VEGF, facteur clé de l'angiogenèse, était surexprimé dans ces lymphomes. Nous avons également montré que l'ARNm du VEGF est contrôlé par un microARN, miR-16 qui est sous-exprimé dans ce type de tumeurs. La réexpression de miR-16 dans des cellules ALK+ entraine une réduction de l'angiogenèse et de la croissance tumorale (Dejean et al. , Leukemia, 2011). Au diagnostic, les patients atteints de ce type de lymphome présentent une dissémination dans 70% des cas. Nous nous sommes intéressés aux facteurs responsables de l'infiltration lymphomateuse, en particulier au niveau de la peau qui est le site le plus souvent envahi. Nous avons montré que les cellules tumorales sécrètent in vitro une cytokine pro-inflammtoire, HMGB1. Nos résultats montrent que cette cytokine est capable d'induire l'hyper-production d'IL-8 par les kératinocytes via PAR2 et NF-?B. L'IL-8 étant une chimiokine pro-inflammatoire, elle est capable d'attirer des cellules de l'inflammation (neutrophiles et macrophages) et les lymphocytes tumoraux au niveau de la peau. Nous avons montré que l'inhibition d'HMGB1 entraine une réduction drastique des capacités invasives des lignées de lymphomes aussi bien in vitro qu'in vivo. Les kératinocytes activés par des facteurs solubles émanant de la tumeur primaire (dont HMGB1) constituraient alors un environnement favorable à l'infiltration de cellules tumorales. Cette étude pourrait être la première à mettre en évidence une niche pré-métastatique au niveau cutané dans les lymphomes ALK+ (Dejean et al. , manuscrit en préparation). Mes travaux de thèse ont montré que le microenvironnement et la sécrétion de facteurs solubles par les cellules tumorales jouent un rôle prépondérant dans l'évolution des lymphomes ALK+. Les lymphocytes tumoraux sont capables d'induire une angiogenèse et une inflammation à distance qui vont entrainer la croissance et la dissémination tumorales
The most frequent lymphoma in childhood is often charaterized by aberrant expression of oncogenes with tyrosine kinase activity: NPM- or TPM3-ALK (nucleophosmin- or non-muscular tropomyosin 3- anaplastic lymphoma kinase). In our laboratory, we developed and charatacterized a conditional mice model for ALK+ lymphoma (Tet-Off). With those models, my work highlighted the role of VEGF in ALK+ lymphoma angiogenesis. We show that VEGF mRNA can be negatively regulated by one microRNA, miR-16 which is underexpressed in thoses tumors, even in human samples. If miR-16 is reexpressed in ALK + cells, we can osbserve a dealy in tumor growth and a reduction of angiogenesis (Dejean et al. , Leukemia, 2011). Anaplasic large cell lymphoma is characterized by frequent extranodal dissemination (70% of cases) which is skin in most cases. We were then interested in identify solubles factors responsible of this epidermotropism. We show that ALK+ cells (cell lines and human samples) secrete a pro-inflammatory cytokine: HMGB1. Our results demonstrate that HMGB1 is able to induce hypersecretion of IL-8 by keratinocytes, via PAR2 and NF-?B activation. IL-8 is a chemokine which can attract cells with specific receptors (CXCR1 and CXCR2). ALK+ tumor cells, cell lines and human samples, express these two receptors. We also show that inhibition of HMGB1 lead to a drastic reduction of invasive abilities of ALK+ cells in vitro and in vivo. Skin, activated by soluble factors from primary tumor, would then constitute a favorable environment for lymphoma dissemination. This study would be the first to highlight the existence of a cutaneous premetastatic niche in anaplasic large cell lymphoma (Dejean et al. , manuscript in preparation). My thesis work demonstrates the importance of microenvironment and solubles factors from primary tumor to tumorigenesis. Lymphomatous cells are able to induce angiogenesis and distant inflammation to cause tumor growth and lymphoma dissemination

Au cours de ce travail, notre objectif a été d'étudier le rôle du microenvironnement sur les capacités anti-migratoires de la doxorubicine chez la lignée cellulaire humaine HT-1080. Dans ce but, nous avons utilisé deux modèles de culture cellulaire : l'un sur substrat 2D recouvert de protéines matricielles (collagène de type I ou fibronectine) et l'autre au sein d'une matrice 3D (gel de collagène) mimant un environnement in vivo. Les expériences témoins sur support plastique seul montrent que des doses subtoxiques de doxorubicine exercent un effet anti-migratoire marqué en désorganisant totalement les fibres de stress d'actine et en remaniant la distribution de la vinculine. Par contre, en présence de protéines matricielles, l'effet anti-migratoire du médicament se retrouve totalement inhibé. Cette protection serait due à une préservation des niveaux d'activation de la GTPase RhoA nécessaire à la formation des fibres de stress, et de la FAK impliquée dans la formation des plaques d'adhésion focale. Les études réalisées au sein d'une matrice 3D révèlent que ce type de microenvironnement peut jouer un rôle de barrière physique en retardant, à court terme, la biodistribution de la doxorubicine. Des incubations long terme, permettant de s'affranchir de l'effet barrière, montrent que l’effet protecteur vis-à-vis des capacités anti-migratoires du médicament est peu marqué et s'accompagne d'une non modification du niveau d'activation de FAK. En conclusion, le microenvironnement s'avère capable de protéger la cellule tumorale vis-à-vis de l'effet anti-migratoire d'un médicament. Cependant, cet effet est fortement dépendant des conditions de culture ; ce qui souligne l'extrême adaptabilité de la cellule envers le milieu extérieur. A l'image des travaux réalisés pour l'effet cytotoxique des médicaments, nos résultats montrent que le paramètre microenvironnement devrait être pris en compte dans l'étude des propriétés pharmacologiques des agents anti-tumoraux
The @aim of our study was to evaluate the role of the microenvironment on the anti-migratory abilities of doxorubicin on HT-1080 cell line. In this context, two models of cell culture have been used: one on a 2D-coated substrate with extracellular matrix proteins (type I collagen or fibronectin) and the other one in a 3D collagen matrix mimicking an in vivo environment. Control experiments on plastic showed that subtoxic doses of doxorubicin exhibit a significant anti-migratory effect by totally disorganizing actin stress fibers and by modifying vinculin distribution. However, the anti-migratory effect of the drug is totally inhibited in presence of matrix proteins. This protection could be due to the preservation of the activation states of RhoA GTPase, which are necessary for the formation of actin stress fibers, and of FAK, implicated in the formation of focal adhesions. The study carried out in a 3D matrix demonstrates that this type of microenvironment can act as a physical barrier by delaying the biodistribution of doxorubicin. Long-term incubations, avoiding the barrier effect, show that the protectory effect to doxorubicin anti-migratory effect is less important and is not followed by a modification of FAK activation. In conclusion, the microenvironment is able to protect the tumor cell from the anti-migratory effect of a drug. However, this effect is very dependent on culture conditions, which underlines the extreme adaptability of the cell to its environment. In comparison to previous work on the cytotoxic effect of drugs, our results demonstrate that the microenvironment should be taken into account in the study of pharmacological properties of anti-tumor drugs

Il existe une littérature abondante sur les mécanismes cellulaires de résistance à la chimiothérapie, décrivant notamment les pompes d’efflux, les modifications des cibles (comme les topoisomérases) ou les altérations de l’apoptose. Peu de publications s’intéressent aux mécanismes de chimiorésistance liée au microenvironnement tumoral. Les agents anticancéreux doivent traverser l’interstitium tumoral pour atteindre toutes les cellules (dont les cellules hypoxiques éloignées des vaisseaux sanguins) à des concentrations suffisantes pour être létales. Les modèles de culture cellulaire en couches multiples ont permis de montrer la faible pénétration des molécules de chimiothérapie. Les techniques d’immunohistochimie permettent une mesure quantitative de la distribution de ces molécules à partir des vaisseaux sanguins. Nous avons évalué la pénétration de plusieurs inhibiteurs de topoisomérases : topotécan, doxorubicine, mitoxantrone et banoxantrone. Nous avons comparé la distribution de ces molécules à travers des tissus sains et des tissus tumoraux, démontrant la pénétration limitée des molécules de chimiothérapie dans les tumeurs. Par contre, nous avons montré que la banoxantrone pénètre rapidement et de façon uniforme. Cette pro-drogue est convertit en AQ4 (un inhibiteur de topoisomérase II ressemblant à la mitoxantrone) en condition d’hypoxie. La mitoxantrone cible les cellules bien oxygénées et AQ4 cible les cellules hypoxiques. Cette combinaison de traitement aboutit à une distribution intratumorale complémentaire et à une amélioration de l’activité antitumorale. Ainsi, optimiser la pénétration des chimiothérapies et/ou cibler spécifiquement les cellules hypoxiques peut contourner la chimiorésistance liée au microenvironnement tumoral
There is a vast literature about mechanisms that lead to drug resistance of individual cancer cells, including drug export pumps, changes in expression of targets (such as topoisomerases) or alterations in apoptosis. A smaller number of publications has drawn attention to causes of drug resistance that depend on the solid tumour microenvironment. Drugs must penetrate the extra-vascular space to reach all of the cancer cells (including cells far from blood vessels in hypoxic condition) in sufficient concentration to cause lethal toxicity. Model systems such as multilayered cell cultures provide direct evidence of poor drug penetration through tumour tissue. In vivo techniques using quantitative immunohistochemistry allow studying drug distribution as a function of distance from the nearest blood vessel. We have evaluated the penetration of several topoisomerase inhibitors: topotecan, doxorubicine, mitoxantrone and banoxantrone (AQ4N). We have compared the distribution of these drugs through normal and tumour tissue, demonstrating the limited perivascular distribution of conventional chemotherapies in tumour. We have also showed the rapid and uniform penetration of banoxantrone. This pro-drug is reduced to AQ4 (a topoisomérase II inhibitor of similar structure to mitoxantrone) under hypoxic condition. The targeting of mitoxantrone to oxygenated regions and AQ4 to hypoxic tumour regions resulted in effective drug exposure over the entire tumour and increased tumour growth delay compared with either drug alone. Improving drug penetration and/or targeting hypoxic tumour cells may overcome chemoresistance due to the tumour microenvironment

Les Formes réactives de l’oxygène (FRO) ont un rôle bien établi dans l’oncogénèse en augmentant les capacités de prolifération et d’invasion des cellules tumorales. Mais les FRO exercent aussi un effet important sur le microenvironnement tumoral, en particulier en participant à l’échappement des tumeurs au système immunitaire. Une modulation pharmacologique de l’équilibre oxydo-réductif tumoral est donc susceptible d’influencer la progression tumorale. Il a été montré que l’induction pharmacologique d’un stress oxydant dans les cellules tumorales peut induire un effet cytotoxique mais ses effets sur le microenvironnement sont moins bien connus. L’objectif de nos travaux était d’étudier l’effet d’une modulation du stress oxydant sur les cellules immunitaires du microenvironnement tumoral et in fine de préciser les conséquences potentielles sur la progression tumorale. L’arsenic trioxyde (As2O3), inducteur de FRO, présentait à faible dose, dénuée d’effet cytotoxique direct sur les cellules malignes, un effet antitumoral dans un modèle de cancer colique murin. Cet effet était lié à une déplétion sélective en lymphocytes T régulateurs (Tregs) et était médié par la génération d’anions superoxyde (O2°-) et de monoxyde d’azote (NO), eux même responsables de la formation de peroxynitrite. Les Tregs présentaient un niveau basal de FRO plus élevé que les autres populations lymphocytaires, qui pourrait expliquer leur plus grande sensibilité à un surcroît de stress oxydant induit par l’As2O3. Un cytotoxique antitumoral, la vinorelbine, s’est également montré capable d’exercer un effet sur le microenvironnement tumoral. Par co-cultures, nous avons montré que la vinorelbine induisait un effet bystander toxique sur les cellules immunitaires effectrices voisines des cellules tumorales. In vivo, le prétraitement par vinorelbine de cellules malignes implantées à la souris était responsable d’une perte de la réactivité anti-tumorale des cellules mono-nuclées. Cet effet était dépendant de la production d’O2°- et de NO par les cellules malignes. Un modulateur du stress oxydant, le mangafodipir, inhibait cet effet, permettant ainsi de restaurer la réponse immunitaire antitumorale locale. Notre travail a donc permis de mettre en évidence que des modulateurs du stress oxydant peuvent agir sur le microenvironnement, et spécialement sur les cellules immunitaires. Ils pourraient être utilisés en clinique pour restaurer la réponse immunitaire antitumorale. Une meilleure compréhension du rôle du stress oxydant dans la défaillance de l’immunité antitumorale est nécessaire
Several reports have demonstrated the involvement of reactive oxygen species (ROS) in carcinogenesis, through promotion of cancer cell proliferation and invasion. But ROS could also have consequences on non cancerous cells which are part of the tumor microenvironment, such as immune cells. Therefore, a pharmacological modulation of oxidative stress can induce a cytotoxic effect on tumor cells but its consequences on microenvironment are unknown. The aim of our studies was to evaluate the effects of a pharmacological modulation of oxidative stress on immune cells from the tumor microenvironment. At low dose, Arsenic trioxide (As203), an oxidative stress modulator, was shown to exert antitumor effects in colon tumor-bearing mice. We observed that this effect was related to As203-induced regulatory T cells (Tregs) -selective depletion in vitro and in vivo and was mediated by oxidative and nitrosative bursts. The differential effect of As203 on Tregs versus other CD4 cells was related to difference in the cells’redox status. We also observed that vinorelbine, an anticancer agent, could interfere with the antitumor immune response. We showed that vinorelbine could alter the function of immune cells surrounding tumor cells by a bystander toxic effect against tumor effector cells. In vivo experiment in A549 tumor bearing nude mice showed that adoptive transfer of A549 immune splenocytes was not able to delay tumor growth when vinorelbine-pretreated A549 cells were used for immunization. This effect was mediated by ROS and was inhibited by an oxidative stress modulator, mangafodipir, which restored antitumor immune function. Therefore, our work showed that oxidative stress modulators can influence tumor microenvironment and more specifically, immune cells. They could be used to restore antitumor immune response

Ce travail de thèse visait à étudier la réorganisation spatio-temporelle des circuits neuronaux impliqués dans la consolidation et la récupération d’un souvenir ancien spatial chez le Rat, et plus particulièrement le rôle de l’hippocampe et du cortex préfrontal médian dans la consolidation systémique. Nos résultats ont tout d’abord montré l’importance de la proéminence des indices distaux dans une tâche de piscine de Morris pour la qualité d’un souvenir. Ceci est d’autant plus crucial que le degré de dégradation d’une trace mnésique ancienne influait le déroulement de certains processus mnésiques tels que l’extinction. Par ailleurs, ces travaux de thèse ont révélé que le degré de dégradation d’une trace mnésique modulait le niveau de participation de l’hippocampe et du cortex cingulaire antérieur lors du rappel d’un souvenir ancien. Enfin, alors que les travaux dans la littérature se sont surtout focalisés sur l’implication des structures néocorticales dans la consolidation systémique, nous avons mis à jour le rôle des noyaux thalamiques intralaminaires/latéraux dans la consolidation et/ou le rappel d’un souvenir ancien de nature spatiale. Dans leur ensemble, ces résultats ne sont pas pleinement en accord avec les théories actuelles sur la consolidation systémique, mais suggèrent que la réorganisation spatio-temporelle d’un souvenir spatial pourrait s’opérer différemment selon les conditions dans lesquelles le souvenir est formé puis rappelé
This thesis aimed at studying the spatio-temporal reorganization of a remote spatial memory in the Rat, and more particularly the roles of the hippocampus and the medial prefrontal cortex in systems consolidation. We first showed, in the Morris water maze, that contextual cue saliency affected the precision and thus the quality of memories. This is important as the degree of trace degradation determined the outcome of extinction of a remote memory. Furthermore, we found that the degree of trace degradation determined the level of participation of the hippocampus and the anterior cingulate cortex during remote memory retrieval. Lastly, whereas most studies in the literature focused on the role of neocortical areas in systems consolidation, we demonstrated that the intralaminar/lateral thalamic nuclei may also participate in systems consolidation and/or retrieval of a remote memory. In conclusion, taken together, these results do not fully corroborate the main theories on systems consolidation. Instead, it seems that the way in which the spatio-temporal reorganization of a memory takes place could depend on the conditions in which memories are formed and subsequently recalled

Le recueil des données issues des technologies de haut débit, et en particulier le séquençage de nouvelle génération (NGS) a largement contribué à la compréhension de la biologie des tumeurs et leurs classifications moléculaires, par notamment la caractérisation d’anomalies génétiques diagnostiques, pronostiques, ou ciblant les patients éligibles à certaines thérapeutiques (théranostique). Ces marqueurs du cancer ont intégré les panels d’analyses médicales existantes et promeuvent une médecine davantage personnalisée en oncologie.La compréhension de la contribution du microenvironnement tumoral (MET) dans la progression tumorale, et l’identification de mécanismes de résistance aux traitements, a révolutionné la biologie du cancer et la prise en charge des patients en oncologie. A l’ère des immunothérapies, la classification des tumeurs sur la base de la composition de leur MET a identifié des groupes de patients qui corrèlent avec la survie et la réponse à certains traitements. Ainsi, pour une majorité des cancers, une classification immunologique des tumeurs a été établie, complétant les classifications histologiques et moléculaires précédemment érigées. Malgré de considérables efforts, ces classifications immunologiques et moléculaires demeurent incomplètes. En particulier, certaines entités tumorales rares et agressives nécessitent une caractérisation approfondie. En outre, la majorité des études portant sur le MET se sont davantage concentrées sur l’étude de la composition cellulaire et semblent avoir négligé la cartographie des réseaux d’interactions intercellulaires des cancers. L’avènement des technologies basées sur la cellule unique répond à cet impair, mais se focalise essentiellement sur les cancers fréquents.Dans ma thèse, j’ai intégré différentes méthodes d’analyse de données et j’ai développé une nouvelle approche inférant des réseaux d’interactions ligand – récepteur, s’appuyant sur une base de données (LRdb), développée par l’équipe du Pr Colinge, pour caractériser le MET de deux tumeurs rares, les carcinomes canalaires de la glande salivaire et les lymphomes B diffus à grandes cellules B primitifs du SNC.La combinaison de méthodes bioinformatiques et d’analyses statistiques multivariées classiques et avancées, m’a permis d’intégrer des données de transcriptomique totale et de protéomique provenant d’échantillons frais et de données TCGA. Les techniques informatiques utilisées ont été complétées par des technologies d’immunomarquage couplées à de l’analyse d’images digitales afin de recueillir des validations expérimentales.D’importants efforts ont été déployés pour placer nos résultats dans une perspective clinique. En particulier, cette approche a permis d’identifier des groupes de MET d’intérêt clinique, des mécanismes d’évasion immune et de résistance à certains traitements, de nouveaux axes thérapeutiques, et des biomarqueurs
The development of high-throughput technologies, especially Next Generation Sequencing, has triggered considerable advances in tumor understanding and molecular classification. Patient subgroups for a same tumor have been defined and characterized. Those subgroups are typically associated with a particular prognosis or eligible to a specific targeted therapy. These progresses paved the way towards personalized medicine.The understanding of the contribution of the tumor microenvironment (TME) to disease aggressiveness, progression, and therapy resistance is another revolution in cancer biology and patient care. The contribution of the aforementioned high-throughput technologies was essential. At the era of immunotherapy, the sub-classification of tumors based on their TME composition identified patient subgroups correlated to survival and to their response to this particular class of drugs. Despite a formidable community effort, the molecular and immunological classification of tumors has not been completed for every cancer, some rare and aggressive entities still require thorough characterization. Moreover, most TME studies have focused on the cellular composition and they neglected the mapping of the intercellular communications networks occurring in neoplasms. The advent of single-cell technologies is filling this gap, but with a strong focus on the most frequent cancers.In my thesis, I have both deployed advanced data integration methods and a novel approach to infer ligand-receptor networks relied on a database (LRdb), which is developed by the Colinge Lab, to characterize the TME of two rare tumors, Salivary Duct Carcinoma (SDC) and Primary Central Nervous System Diffuse Large B-Cell Lymphoma (PCNSL). I have combined classical – yet advanced – bioinformatic and multivariate statistics methods integrating bulk transcriptomics and proteomics data, including fresh and TCGA data. Those computational techniques were supplemented with immunofluorescence and immunohistochemistry coupled with digital imaging to obtain experimental validations. To accommodate limited patient cohorts, I have searched for highly coherent messages at all the levels of my analyses. I also devoted important efforts relating our findings with the literature to put them in a clinical perspective. In particular, our approach revealed TME groups of tumors with particular prognosis, immune evasion and therapy resistance mechanisms, several clinical biomarkers, and new therapeutic perspectives

Les vaisseaux tumoraux sont immatures et leur fonctionnalité est altérée, limitant l’efficacité des traitements. La radiothérapie conventionnelle (2Gy/jour) permet d’améliorer leur structure, de réduire l’hypoxie et d’améliorer la biodisponibilité de traitements concomitants. Cependant, les traitements hypofractionnés, utilisant de plus fortes doses par séance, tendent à remplacer les schémas conventionnels. Leurs conséquences sur le microenvironnement tumoral sont mal connues. Notre objectif était de définir l’impact de différents schémas de fractionnement sur le microenvironnement vasculaire tumoral. Une échelle de fractionnement, allant de 2 à 12Gy par fraction, a été mise en oeuvre sur deux modèles de cancer (prostate et poumon). Les aspects phénotypiques et fonctionnels de la vascularisation et l’efficacité anti-tumorale ont été relevés. Nous avons pu observer une maturation vasculaire radio-induite, avec une augmentation de la couverture péricytaire et l’amélioration de la distribution de doxorubicine. Dans les deux modèles, la fonte tumorale était plus franche pour les schémas hypofractionnés. La pseudo-normalisation vasculaire était peu sensible au fractionnement, pourtant l’hypoxie était améliorée de façon dose-dépendante. L’ampleur et la durée de l’amélioration étaient plus importantes dans le modèle à croissance lente : l’hypoxie semblait dépendre autant de la cinétique de repopulation du modèle que de la qualité de l’apport vasculaire. Nos résultats mettent en évidence l’influence mutuelle des réponses de la tumeur et du microenvironnement vasculaire à l’irradiation. Ils seront utiles pour optimiser la délivrance des traitements anticancéreux
The tumour blood vessels are immature and dysfunctional, limiting the distribution and efficacy of anticancer drugs. Conventional radiotherapy (2Gy / day) improves their structure, reduces hypoxia and improves the biodistribution of concomitant treatments. However, hypofractionated radiotherapy, using higher doses per fraction, tends to replace conventional schedules. Their consequences on the tumour microenvironment are poorly understood. Our goal was to define the impact of different fractionation schedules on the tumour vascular microenvironment. A fractionation scale, ranging from 2 to 12Gy per fraction, was implemented on two cancer models (prostate and lung). Several phenotypical and functional aspects of the vasculature and anti-tumour efficacy were studied. A radiation-induced vascular maturation was observed, including an increased pericyte coverage and an improved distribution of doxorubicin. In both models, tumour control was better for hypofractionated schedules. Vascular pseudo-normalization was poorly sensitive to fractionation, but hypoxia was improved in a dose-dependent manner. The depth and duration of the improvement was greater in the slow-growing prostate cancer model: hypoxia seemed to depend as much on the kinetics of repopulation of the model as on the quality of the blood supply. Our results highlight the mutual influence of tumour and vascular responses to irradiation. They will be useful to optimize the future delivery schedule of anticancer treatments

Le microenvironnement tumoral via les macromolécules matricielles est connu pour jouer un rôle clé dans la réponse des cellules cancéreuses à la chimiothérapie en favorisant leur survie et leur prolifération. L'impact du collagène de type I, protéine matricielle majeure du microenvironnement, a été évalué au niveau des capacités migratoires des cellules tumorales et de leur réponse aux agents anticancéreux, doxorubicine et metformine. Cette approche a étémenée chez des cellules humaines HT1080 hautement invasives au moyen de systèmes de culture par coating 2D ou en matrice 3D. Les effets de modifications post-traductionnelles du collagène comme la carbamylation et de la glycation ont été également étudiées. Les résultats montrent que le collagène 3D inhibe l'activité anti-migratoire de la doxorubicine. Cette protection met en jeuune préservation des niveaux d'activation de FAK et RhoA impliquées dans la formation des fibres de stress d'actine et des plaques d'adhésion focales. Le collagène glyqué 2D et dans une moindre mesure le carbamylé inhibent l'adhésion, la migration des cellules tumorales et désorganisent leur cytosquelette d'actine via des modifications de distribution de la vinculine, de FAK et des intégrines 1. Cet impact de la glycation a été aussi mis en évidence en matrice 3D après modification du processus de glycation. Enfin, la glycation exerce un effet protecteur vis-àvis des capacités anti-prolifératives et anti-migratoires de la doxorubicine et de la metformine. En conclusion, nous mettons en évidence une nouvelle forme de résistance CAM-DR dirigée contre l'activité anti-invasive de médicaments ; cet effet pouvant être généré par une protéine matricielle native ou modifiée lors de situations physiopathologiques associées au cancer
The tumor microenvironment via the extracellular matrix plays an important role in cancer cell response to chemotherapy by promoting their survival and proliferation. In this work, we studied the impact of collagen type I, a major matrix protein of tumor microenvironment, on the migration capacities of tumor cells and on their response to anticancer drugs such as doxorubicin and metformin. This approach was performed with the highly invasive human cell line HT1080,by means of 2D coating or 3D matrix cell culture systems. The effects of collagen posttranslational modifications such as carbamylation and glycation were also assessed. The results show that the 3D collagen inhibits the anti-migratory effect of doxorubicin. This protection is carried out through the preservation of the activation states of FAK and RhoA, which are involved in the formation of actin stress fibers and focal adhesions. On 2D coating, the glycated collagen and at a lesser extent the carbamylated one decrease the adhesion, the migration oftumor cells and, disorganize the actin cytoskeleton via a modified distribution of vinculine, FAK and beta1 integrins. This impact is also demonstrated by using 3D matrices, after adaptation of the glycation process. In addition, we reported that the glycated collagen protects against the antiproliferative and the anti-migratory effects of doxorubicin and metformin. In conclusion, we highlighted a new form of CAM-DR resistance that targets the drugs anti-invasive activity. This impact could be induced by the native form of matrix proteins or the modified one found inpathological situations which are associated to cancer

Le cancer de la prostate (CaP) est le second cancer le plus fréquent chez l’homme. Le microenvironnement tumoral (MET) joue un rôle important dans la cancérogenèse prostatique et la formation de métastases indépendamment des androgènes. Il existe une communication étroite entre les cellules épithéliales tumorales et le stroma via la sécrétion de facteurs solubles permettant la survie et la métastase des cellules cancéreuses. La modulation de la sécrétion de ces facteurs pourrait donc constituer un moyen d’intervention thérapeutique dans le traitement des cancers prostatiques. Les canaux ioniques et le calcium intracellulaire sont connus pour moduler la sécrétion. Dans ce contexte, nous avons montré que le canal TRPA1 est exprimé au niveau des fibroblastes associés au cancer (CAF) de la prostate humaine. L’activation de ce canal par les facteurs épithéliaux conduit à une augmentation du taux de calcium intracellulaire favorisant l’expression et la sécrétion de facteurs de croissance. Nos données montrent que ces derniers induisent la transition épithélio-mésenchymateuse, la migration et la résistance aux agents chimiothérapeutiques des cellules cancéreuses. Enfin, nous avons mis en évidence des polymorphismes et des mutations du canal TRPA1 des CAF permettant son activation par des facteurs environnementaux et la sécrétion de facteurs de croissance induisant la résistance à l’apoptose des cellules cancéreuses prostatiques. L’ensemble de ces données suggèrent que le canal TRPA1 constitue une cible potentielle pour les thérapies futures des CaP en permettant d’interrompre les interactions épithélio-stromales du MET et d’empêcher l’évolution de ces cancers
Prostate cancer (PCa) is the second most common cancer in men. The tumor microenvironment (TME) plays an important role in prostate carcinogenesis and metastasis independently of androgens. There is a close communication between tumor epithelial cells and stroma through the secretion of soluble factors promoting survival and metastasis of cancer cells. Modulating the secretion of these factors could therefore be a potential therapeutic option in the treatment of prostate cancers. Ion channels and the intracellular calcium are known to modulate secretion. In this context, we have shown that the TRPA1 channel is expressed in fibroblasts associated to cancers (CAF) in human prostate. Here, we describe that the activation of TRPA1 channel by epithelial factors leads to an increase in intracellular calcium levels promoting expression and secretion of growth factors. Our data show that these latter induce the epithelial-mesenchymal transition, migration and resistance to chemotherapeutic agents in cancer cells. Finally, we identified polymorphisms and mutations in TRPA1 channel allowing its activation by environmental factors and secretion of growth factors inducing resistance to apoptosis of prostate cancer cells. All these data suggest that TRPA1 channel constitutes a potential target for future therapies of PCa to interrupt the epithelial-stromal interactions of TME and prevent the development of these cancers

Les macrophages (Mφs) possèdent une remarquable plasticité phénotypique et fonctionnelle qui leur permet de s’adapter aux différents signaux de leur microenvironnement. Au sein du microenvironnement tumoral, les Mφs ou TAMs (Tumor-associated Mφs) représentent la population leucocytaire majeure. Au cours du développement tumoral, les cellules transformées contribuent à éduquer les TAMs qui acquièrent alors des propriétés permissives à la croissance tumorale. Ainsi, il est aujourd’hui admis que les TAMs, initialement de phénotype M1 anti-tumoral, vont se différencier vers un phénotype M2 capable de favoriser la prolifération des cellules tumorales, l’angiogenèse, les métastases, la résistance aux traitements de chimiothérapie et la suppression de la réponse immunitaire adaptative anti-tumorale. Cependant, cette dichotomie fonctionnelle M1/M2, bien que facilitant la description du phénotype des TAMs et de leurs fonctions, est une simplification de la biologie des Mφs au sein du tissu cancéreux qui est en réalité plus complexe. Ainsi, dans la première partie de ce travail de thèse, nous avons montré que l’IL-13, une cytokine Th2 bien décrite pour être impliquée dans la polarisation M2 des Mφs, inhibe la croissance tumorale d’un lymphome T et d’un adénocarcinome ovarien via la promotion de l’activité cytotoxique des Mφs. De manière intéressante, nous avons mis en évidence le rôle clé des récepteurs Lectine de type C Mannose (RM) et Dectine-1, fortement exprimés à la surface des Mφs polarisés par l’IL-13, dans la reconnaissance des cellules tumorales. Nous avons identifié l’acide sialique exprimé à la surface des cellules transformées comme un épitope critique à leur reconnaissance par les Mφs polarisés par l’IL-13. De plus, nous avons montré que, suite à cette reconnaissance, RM et Dectine-1 sont impliqués dans le déclenchement de voies de signalisations cytotoxiques menant à la production de radicaux libres oxygénés et d’arginase, deux médiateurs responsables de l’élimination des cellules tumorales par nécrose. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons étudié l’impact du 15(S)-HETE, un ligand naturel du récepteur nucléaire PPAR-γ impliqué dans la polarisation M2 des Mφs, sur le développement tumoral. Nous avons montré que ce lipide inhibe la croissance tumorale dans un modèle murin d’adénocarcinome ovarien. De façon intéressante, nous avons démontré que cet effet anti-tumoral est dépendant de l’activation de PPAR-γ dans les Mφs. Nous avons mis en évidence que le 15(S)-HETE modifie la balance des populations de Mφs présentes au niveau de la cavité péritonéale, probablement en induisant la différenciation des Small Peritoneal Mφs (SPM) en Large Peritoneal Mφs (LPM). Ces derniers possèdent un phénotype qui contribue à augmenter le ratio lymphocytes T effecteurs/régulateurs au niveau de l’ascite tumorale, et ainsi à contrecarrer l’immunosuppression induite par la tumeur. Enfin, dans la troisième partie de ce travail nous mettons en évidence une forte hausse de la population de monocytes intermédiaires (CD14high CD16high) dans le sang d’une cohorte de 19 patientes atteintes de cancer ovarien séreux de haut grade. De manière intéressante, nous avons démontré qu’il existe une corrélation positive entre la présence de cette population intermédiaire au niveau du sang et la présence d’un microenvironnement immunosuppresseur au niveau de l’ascite de ces patientes (↗ Tregs, ↗ TAMS CD163high CD206high CCR2high CD86low et ↘ NK et CD8+ cytotoxiques). De plus, nous avons mis en évidence une corrélation positive entre l’expansion de ces monocytes intermédiaires et le développement tumoral au sein du péritoine. Ensemble, ces données souligne le rôle des monocytes sanguins comme signature prédictive du statut immun et du développement tumoral au sein du péritoine chez des patientes atteintes de cancer ovarien
Macrophages, which are crucial effectors of innate immune response, exhibit a remarkable phenotypic and functional plasticity that allows them to adapt to the different stimuli present in their microenvironment. Within the tumor microenvironment, macrophages or TAMs (Tumor-associated macrophages) represent the major leukocyte population. During tumor development, secreted mediators produced by transformed cells « educate » TAMs which acquire properties favorable to tumor growth. Thus, it is now widely accepted that TAMs, initially of anti-tumor M1 phenotype, differentiate towards an M2 phenotype able to promote tumor cell proliferation, angiogenesis, metastases, resistance to chemotherapy treatments and suppression of the adaptive anti-tumor immune response. However, this functional M1/M2 dichotomy, while facilitating the description TAMs phenotype and their associated functions, is an oversimplification of the macrophage biology within tumor tissues which is actually more complex. Thus, in the first part of this work, we showed that treatment with IL-13, a Th2 cytokine well described to be involved in macrophage M2 polarization, inhibits tumor growth in two murine models of T-cell lymphoma and ovarian adenocarcinoma via the promotion of macrophage cytotoxic activity. Interestingly, we demonstrated the key role of Mannose (RM) and Dectin-1 C-type Lectin receptors, strongly expressed on IL-13-activated macrophages, in tumor cell recognition. We specifically identified the sialic acid expressed on transformed cell surface as a critical epitope for their recognition by IL-13-activated macrophages. Moreover, we showed that, following this recognition, RM and Dectin-1 trigger cytotoxic signaling pathways leading to the production of radical oxygen species and the amplification of arginase activity. We finally demonstrated that these two mediators produced by IL-13-activated macrophages induce tumor cell necrosis. In the second part of this work, we studied the impact of 15(S)-HETE, a natural ligand of the PPAR-γ nuclear receptor involved macrophage M2 polarization, on tumor development. We showed that this lipid inhibits tumor growth in an experimental murine model of ovarian adenocarcinoma. Interestingly, we demonstrated that 15(S)-HETE anti-tumor effect depends on the activation of PPAR-γ in macrophages. We showed that 15(S)-HETE modifies peritoneal macrophage population balance, likely by promoting the differentiation of Small Peritoneal Macrophages (SPM) into Large Peritoneal Macrophages (LPMs). These LPMs display a phenotype which contributes to the increase of effector/regulatory T lymphocyte ratio in tumor ascites, and thus counteracts tumor-induced immunosuppression. Finally, in the third part of our work, the analysis of circulating blood monocytes in ovarian adenocarcinoma patients revealed a strong increase in the proportion of the « intermediate » subset (CD14high CD16+), usually poorly represented in healthy subjects. Interestingly, we demonstrated a positive correlation between a high proportion of intermediate blood monocytes and the presence of an immunosuppressive microenvironment in the tumor ascites of these patients (↗ Tregs, TAMS CD163high CD206high CCR2high CD86low and ↘ NK and CD8 + cytotoxic). In addition, we showed a positive correlation between the expansion of these intermediate monocytes and tumor development within the peritoneum. Together, these data highlight the role of blood monocytes as a predictive signature of immune status and tumor development within the peritoneum in patients with ovarian cancer

Le mésothéliome pleural malin (MPM) est un cancer de sombre pronostic, prenant naissance au niveau de la plèvre, principalement induit par une exposition à l’amiante. Il est donc impératif de développer de nouvelles thérapies afin d’augmenter la durée de vie des patients. Ma thèse a consisté en l’étude des interactions entre les cellules de mésothéliome et leur microenvironnement puis à caractériser une nouvelle approche thérapeutique, la vectorisation de principes actifs, dans le MPM. La première partie de mon projet de thèse vise à étudier les macrophages présents dans le microenvironnement du MPM. La majorité de ces macrophages présentent un phénotype immunosuppresseur et joue un rôle dans le développement tumoral. J’ai montré que, l’IL-34 et le M-CSF deux cytokines impliquées dans la survie et la différentiation de ces macrophages, sont des facteurs pronostics du MPM. J’ai aussi développé un modèle de coculture en 3D de cellules tumorales avec des macrophages afin d’étudier le rôle de la voie M-CSF/IL-34/CSF1-R dans l’acquisition par les macrophages d’un phénotype immunosuppresseur sous l’influence des cellules de MPM. Dans mon second sujet, j’ai étudié la vectorisation de principes actifs qui a pour but d’augmenter la délivrance du médicament au niveau de la tumeur tout en préservant les tissus sains. En collaboration avec l’équipe de chimie du Pr Elena Ishow du CEISAM à Nantes, j’ai pu évaluer le comportement de différents nanoassemblages (NAs) dans les cellules tumorales et celles du microenvironnement, notamment dans les macrophages. Nous avons ainsi déterminé la structure de NAs adéquate pour vectoriser une molécule active et ainsi cibler au mieux le MPM
Malignant pleural mesothelioma (MPM) is a cancer with a poor prognosis which arises from the pleura and mainly caused by occupational exposure to asbestos. Thus, there is a necessity to develop new therapeutic strategies to increase the lifespan of patients. My PhD project consisted in better understanding the interactions between mesothelioma cells and the tumor microenvironment and characterizing a new therapeutic approach, the vectorisation of active ingredients, in the MPM. The first part of my thesis project aims to study the macrophages present in the microenvironment of the MPM. It is now well established that the majority of macrophages present in the tumor have an immunosuppressive phenotype and play a role in tumor progression. Thus, I have shown that IL-34 and M-CSF, two cytokines involved in the survival and differentiation of these macrophages, are prognostic factors of MPM I also developed a 3D co-culture model of tumor cells with macrophages to study the role of the M-CSF / IL-34 / CSF1-R pathway in macrophage acquisition of an immunosuppressive phenotype under the influence of mesothelioma cells. Drug vectorization is a strategy that aims to improve the delivery of therapeutic agents in the tumor while preserving healthy tissue. In collaboration with the chemistry team of the Pr Elena Ishow from CEISAM lab of the Nantes University, I was able to evaluate the behaviour of different structures of nanoassemblies (NA) on cancer cells and on cells from the tumor microenvironment, notably the macrophages. This study allowed us to identify the best structure for transporting a drug and also to efficiently target MPM cells

Les Cancers Epidermoïdes de la Tête et du Cou (CETC) représentent les septièmes tumeurs les plus fréquentes au niveau mondial en 2020. Si les perspectives thérapeutiques ont évolué favorablement ces dix dernières années, la recherche de biomarqueurs utiles pour la stratification thérapeutique reste un enjeu de taille pour ces tumeurs. En outre, l'induction d'une immunité adaptative antitumorale apparait comme un mécanisme de plus en plus important pour l'efficacité des thérapeutiques approuvées dans les CETC. Dans cette perspective, l'étude des interactions entre cellules tumorales et cellules immunitaires du microenvironnement tumoral (MT) est incontournable. Plusieurs thérapies anticancéreuses ont été rapportées pour induire la mort des cellules tumorales par ferroptose, une nécrose régulée dépendante du fer survenant lors d'un stress oxydant non résolu par la cellule. Nous nous sommes intéressés dans la première partie de nos travaux à la possibilité d'exploiter la ferroptose dans les CETC positifs au Papillomavirus Humain (CETC HPV+ve), les CETC HPV+ve montrant habituellement un état de stress oxydant supérieur aux CETC négatifs pour l'HPV (CETC HPV-ve). Nous avons mis en évidence une expression faible de SLC7A11, transporteur essentiel de la cellule pour la synthèse du glutathion inhibiteur du stress oxydant, dans les CETC HPV+ve par rapport aux CETC HPV-ve in silico. In vitro, nous avons mis en évidence une vulnérabilité supérieure à la ferroptose induite par l'érastine dans les lignées de CETC exprimant les protéines transformantes E6/E7 de l’HPV par rapport à leurs lignées parentales. Dans la deuxième partie de nos travaux, nous avons étudié la régulation de l'expression du ligand PD-L1 (Programmed Death-Ligand 1) par différentes thérapies approuvées dans les CETC. L'expression de PD-L1 par les cellules tumorales et inflammatoires du MT est en effet responsable en partie de l'inactivation fréquente des cellules T cytotoxiques du MT, et représente donc un obstacle pour l'induction de l'immunité adaptative antitumorale. Nous avons mis en évidence une régulation spécifique de PD-L1 par le 5-fluorouracile (5-FU) dépendante de la réponse aux dommages de l'ADN ainsi que de la voie JAK / STAT
Head and Neck Squamous Cell Carcinomas (HNSCC) were the seventh most frequent tumors worldwide in 2020. Although therapeutic perspectives have evolved favorably over the last ten years, the search for useful biomarkers for therapeutic stratification remains a major challenge for these tumors. In addition, the induction of antitumor adaptive immunity seems to be an increasingly important mechanism for the efficacy of approved therapies in HNSCC. In this perspective, the study of the interactions between tumor cells and immune cells of the tumor microenvironment (TM) is essential. Several anticancer therapies have been reported for the induction of tumor cell death by ferroptosis, an iron-dependent regulated necrosis that occurs during unresolved oxidative stress in the cell. In the first part of our work we focused on the possibility of exploiting ferroptosis in Human Papillomavirus positive HNSCC (HPV+ve HNSCC), which usually show higher oxidative stress than HPV negative HNSCC (HPV-ve HNSCC). Using in silico analyses, we observed low expression of SLC7A11, an essential transporter in the cell for the synthesis of glutathione, an inhibitor of oxidative stress, in HPV+ve HNSCC compared to HPV-ve HNSCC. In vitro, HNSCC cell lines expressing HPV E6/E7 transforming proteins showed higher sensitivity to erastin-induced ferroptosis compared to their parental cell lines. In the second part of our work, we studied the regulation of PD-L1 (Programmed Death-Ligand 1) expression by different approved therapies in HNSCC. The expression of PD-L1 by tumor and inflammatory cells of the TM is indeed partly responsible for the frequent inactivation of cytotoxic T cells of the TM, and thus represents an obstacle for the induction of antitumor adaptive immunity. We observed a specific regulation of PD-L1 by 5-fluorouracil (5-FU) that was dependent on the DNA damage response and the JAK / STAT pathway

Les fibroblastes associés au cancer (CAF) constituent le type cellulaire le plus abondant du microenvironnement tumoral. In vivo, les tumeurs les plus agressives corrèlent avec un enrichissement en CAF et une matrice extracellulaire plus dense. En effet, les interactions dynamiques et réciproques entre les cellules cancéreuses et les CAF favoriseraient la progression tumorale. Cependant, les molécules impliquées dans ces interactions ainsi que leurs effets sur le devenir de la tumeur et sur le remodelage du microenvironnement sont mal connus. Or, mieux définir et comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans cette interaction est crucial afin de pouvoir développer de nouvelles cibles thérapeutiques. Ainsi, nous avons étudié les interactions entre les cellules cancéreuses et les cellules stromales dans le microenvironnement du cancer de la vessie. Les exosomes sont une classe de vésicules extracellulaires d’origine endocytique de 30 à 200 nm de diamètre. Ils sont sécrétés par tous les types cellulaires et constituent, entre autres, un moyen de communication intercellulaire en transportant protéines, lipides et ARN d’une cellule à l’autre. Les cellules cancéreuses sécrètent une grande quantité d’exosomes et ces derniers joueraient un rôle dans la modulation du microenvironnement tumoral, notamment en activant les fibroblastes sains en CAF. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis de démontrer que les exosomes sécrétés par les cellules cancéreuses sont internalisés par les fibroblastes vésicaux sains et qu’ils favorisent la prolifération de ces derniers. De plus, les exosomes dérivés de cellules cancéreuses activent les fibroblastes sains en CAF grâce au TGFβ qu’ils contiennent. La neutralisation du TGFβ par des anticorps spécifiques confirme ces résultats. Une fois activés, les CAF augmentent la prolifération, la migration et l’invasion des cellules cancéreuses via une sécrétion soutenue de la molécule IL-6. D’ailleurs, le blocage de la voie de signalisation de l’IL-6 renverse les effets observés sur les cellules cancéreuses. Nous avons également démontré que les CAF diminuent la sensibilité des cellules cancéreuses à la mitomycine C. Enfin, les CAF remodèlent la matrice extracellulaire du microenvironnement tumoral notamment par une sécrétion accrue des protéines oncofétales ténascine C et EDA-fibronectine, ainsi qu’une activité LOX-1 et MMP augmentée. Par ailleurs, la matrice extracellulaire générée par les CAF favorise la transition épithéliomésenchymateuse des cellules urothéliales saines en inhibant le marqueur épithelial Ecadhérine au profit du marqueur mésenchymateux N-cadhérine. Ainsi, une communication étroite et complexe entre les cellules cancéreuses et les CAF favorise la progression tumorale. En secrétant des facteurs solubles à activité protumorale et des protéines de la matrice extracellulaire, les CAF favorisent la prolifération, l’invasion et la chimiorésistance des cellules cancéreuses. Globalement, nos travaux soutiennent l'idée que l’inhibition de la transdifférenciation des fibroblastes sains en CAF est une cible thérapeutique de choix dans le développement de nouveaux anticancéreux.
Les fibroblastes associés au cancer (CAF) constituent le type cellulaire le plus abondant du microenvironnement tumoral. In vivo, les tumeurs les plus agressives corrèlent avec un enrichissement en CAF et une matrice extracellulaire plus dense. En effet, les interactions dynamiques et réciproques entre les cellules cancéreuses et les CAF favoriseraient la progression tumorale. Cependant, les molécules impliquées dans ces interactions ainsi que leurs effets sur le devenir de la tumeur et sur le remodelage du microenvironnement sont mal connus. Or, mieux définir et comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans cette interaction est crucial afin de pouvoir développer de nouvelles cibles thérapeutiques. Ainsi, nous avons étudié les interactions entre les cellules cancéreuses et les cellules stromales dans le microenvironnement du cancer de la vessie. Les exosomes sont une classe de vésicules extracellulaires d’origine endocytique de 30 à 200 nm de diamètre. Ils sont sécrétés par tous les types cellulaires et constituent, entre autres, un moyen de communication intercellulaire en transportant protéines, lipides et ARN d’une cellule à l’autre. Les cellules cancéreuses sécrètent une grande quantité d’exosomes et ces derniers joueraient un rôle dans la modulation du microenvironnement tumoral, notamment en activant les fibroblastes sains en CAF. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis de démontrer que les exosomes sécrétés par les cellules cancéreuses sont internalisés par les fibroblastes vésicaux sains et qu’ils favorisent la prolifération de ces derniers. De plus, les exosomes dérivés de cellules cancéreuses activent les fibroblastes sains en CAF grâce au TGFβ qu’ils contiennent. La neutralisation du TGFβ par des anticorps spécifiques confirme ces résultats. Une fois activés, les CAF augmentent la prolifération, la migration et l’invasion des cellules cancéreuses via une sécrétion soutenue de la molécule IL-6. D’ailleurs, le blocage de la voie de signalisation de l’IL-6 renverse les effets observés sur les cellules cancéreuses. Nous avons également démontré que les CAF diminuent la sensibilité des cellules cancéreuses à la mitomycine C. Enfin, les CAF remodèlent la matrice extracellulaire du microenvironnement tumoral notamment par une sécrétion accrue des protéines oncofétales ténascine C et EDA-fibronectine, ainsi qu’une activité LOX-1 et MMP augmentée. Par ailleurs, la matrice extracellulaire générée par les CAF favorise la transition épithéliomésenchymateuse des cellules urothéliales saines en inhibant le marqueur épithelial Ecadhérine au profit du marqueur mésenchymateux N-cadhérine. Ainsi, une communication étroite et complexe entre les cellules cancéreuses et les CAF favorise la progression tumorale. En secrétant des facteurs solubles à activité protumorale et des protéines de la matrice extracellulaire, les CAF favorisent la prolifération, l’invasion et la chimiorésistance des cellules cancéreuses. Globalement, nos travaux soutiennent l'idée que l’inhibition de la transdifférenciation des fibroblastes sains en CAF est une cible thérapeutique de choix dans le développement de nouveaux anticancéreux.
Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are the most abundant cell type of the tumor microenvironment. In vivo, aggressive tumors correlate with an enrichment of CAFs and a denser extracellular matrix. Indeed, the dynamic and reciprocal interactions between tumor cells and CAFs promote tumor progression. However, the molecules involved in these interactions, as well as their effects on the fate of the tumor and the remodeling of the microenvironment are poorly known. However, better define and understand the molecular mechanisms of this interaction is crucial to develop new treatments. Thus, we studied interactions between tumor cells and stromal cells in the microenvironment of bladder cancer. Exosomes are a class of extracellular vesicles with of endocytic origin measuring 30 to 200 nm in diameter. They are secreted by all types of cells and constitute, among others, a means of intercellular communication by transporting proteins, lipids and RNA from one cell to another. Cancer cells secrete a large amount of exosomes and these exert a role in the modulation of the tumor microenvironment, notably by activating healthy fibroblasts in CAFs. The work presented in this thesis has demonstrated that the exosomes secreted by cancer cells are internalized by vesical fibroblasts and promote their proliferation. In addition, exosomes derived from cancer cells activate healthy fibroblasts in CAFs using the TGFβ that they transport. The neutralization of TGFβ by specific antibodies confirms these results. Once activated, CAFs increase the proliferation, migration and invasion of cancer cells via a sustained secretion of the IL-6 molecule. Moreover, the blocking the IL-6 signaling pathway reverses the effects observed in cancer cells. We have also demonstrated that CAFs decrease the sensitivity of cancer cells to mitomycin C. Finally, CAFs remodel the extracellular matrix of the tumor microenvironment notably by an increased secretion of tenascin C and EDA-fibronectin oncofetal proteins, as well as a LOX-1 and MMP increased activity. In addition, the extracellular matrix generated by CAFs promotes the epithelio-mesenchymal transition of healthy urothelial cells by inhibiting the epithelial marker E-cadherin in favor of the mesenchymal marker N-cadherin. Thus, a close and complex communication between the cancer cells and the CAFs increases tumor progression. By secreting soluble factors with a pro-tumor activity and extracellular matrix proteins, CAFs promote the proliferation, invasion and chemoresistance of cancer cells. Overall, our work supports the idea that the inhibition of the transdifferentiation of healthy fibroblasts into CAFs is a therapeutic target of choice in the development of novel anticancer drugs.
Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are the most abundant cell type of the tumor microenvironment. In vivo, aggressive tumors correlate with an enrichment of CAFs and a denser extracellular matrix. Indeed, the dynamic and reciprocal interactions between tumor cells and CAFs promote tumor progression. However, the molecules involved in these interactions, as well as their effects on the fate of the tumor and the remodeling of the microenvironment are poorly known. However, better define and understand the molecular mechanisms of this interaction is crucial to develop new treatments. Thus, we studied interactions between tumor cells and stromal cells in the microenvironment of bladder cancer. Exosomes are a class of extracellular vesicles with of endocytic origin measuring 30 to 200 nm in diameter. They are secreted by all types of cells and constitute, among others, a means of intercellular communication by transporting proteins, lipids and RNA from one cell to another. Cancer cells secrete a large amount of exosomes and these exert a role in the modulation of the tumor microenvironment, notably by activating healthy fibroblasts in CAFs. The work presented in this thesis has demonstrated that the exosomes secreted by cancer cells are internalized by vesical fibroblasts and promote their proliferation. In addition, exosomes derived from cancer cells activate healthy fibroblasts in CAFs using the TGFβ that they transport. The neutralization of TGFβ by specific antibodies confirms these results. Once activated, CAFs increase the proliferation, migration and invasion of cancer cells via a sustained secretion of the IL-6 molecule. Moreover, the blocking the IL-6 signaling pathway reverses the effects observed in cancer cells. We have also demonstrated that CAFs decrease the sensitivity of cancer cells to mitomycin C. Finally, CAFs remodel the extracellular matrix of the tumor microenvironment notably by an increased secretion of tenascin C and EDA-fibronectin oncofetal proteins, as well as a LOX-1 and MMP increased activity. In addition, the extracellular matrix generated by CAFs promotes the epithelio-mesenchymal transition of healthy urothelial cells by inhibiting the epithelial marker E-cadherin in favor of the mesenchymal marker N-cadherin. Thus, a close and complex communication between the cancer cells and the CAFs increases tumor progression. By secreting soluble factors with a pro-tumor activity and extracellular matrix proteins, CAFs promote the proliferation, invasion and chemoresistance of cancer cells. Overall, our work supports the idea that the inhibition of the transdifferentiation of healthy fibroblasts into CAFs is a therapeutic target of choice in the development of novel anticancer drugs.

Les lymphomes folliculaires (LF) issus du centre germinatif sont indolents et caractérisés pour 80% d’entre eux par une translocation chromosomique t(14,18) conduisant à la surexpression de l’oncogène Bcl2. Dans cette pathologie, les cellules tumorales dépendent pour leur survie des autres cellules du microenvironnement ganglionnaire (MG). L’amélioration des thérapies pour lutter efficacement contre les LF, ne permet pas de guérir les formes avancées de cette maladie. Ainsi, la recherche de nouvelles molécules anti-tumorales demeure primordiale. TRAIL, un membre de la famille des TNF, apparaît comme une molécule prometteuse dans cette lutte anti-tumorale. Le but de ce travail a consisté à étudier les effets du MG sur l’action de TRAIL dans le LF. Nos résultats montrent que le stroma et les lymphocytes TFH, cellules importantes du MG, protègent les lymphocytes B tumoraux de l’action de TRAIL, en modulant des molécules cibles de la voie NFkappaB et en modulant l’activité de l’enzyme COX-2. Il est donc crucial de prendre en compte l’impact du MG stromal, hématopoïétique et cytokinique dans le développement de nouveaux traitements anti-lymphomateux
Follicular Lymphomas (FL) are indolent non-Hodgkin lymphomas derived from germinal centers. There are characterised by a t(14,18) chromosomal translocation responsible for the overexpression of the oncoprotein, Bcl-2. In this pathology, tumor B cell survival is linked to the microenvironment of the lymph node (LNM). None of standard therapies are curative against FL, especially in case of a multi-recurrent disease. Then, innovative approaches are urgently needed. The TNF family member, TRAIL, is emerging as a promising cytotoxic molecule for antitumor therapies. In consequence, the aim of this work was to investigate TRAIL-mediated apoptosis in FL B cells of the LNM in this response. We show with clear evidence that stromal cells and TFH lymphocytes, which correspond to key cellular partners of the LNM, protect tumour B cell from TRAIL-induced. This protection is mediated by NFkappaB and COX-2 activation. It is then crucial to take impact of the stromal, haematopoietic and cytokinic microenvironment present in germinal center in new anti-lymphoma treatments

L'efficacité des traitements conventionnels du cancer est en partie limitée par l'acquisition de résistances par les cellules cancéreuses. Ces résistances ont longtemps été considérées comme étant le seul fait du génotype des cellules cancéreuses. Cependant, ces dernières années, les chercheurs ont prouvé que la progression et la résistance du cancer n'étaient pas uniquement déterminées par les caractéristiques inhérentes aux cellules cancéreuses, mais également par leurs interactions avec le microenvironnement tumoral. Les fibroblastes associés au cancer (CAFs), font partie du microenvironnement tumoral, et leur rôle clé dans la modification des autres composants du microenvironnement (vaisseaux sanguins, matrice extracellulaire, acteurs de l'immunité) ainsi, que leurs interactions avec les cellules cancéreuses, participent grandement à la baisse d'efficacité des traitements anti-cancéreux. Il semble donc que la destruction des CAFs soit une stratégie intéressante pour inhiber le développement de la maladie. Tandis que des nanoparticules magnétiques (NPMs) soumises à un champ magnétique hautes fréquences produisent de la chaleur, elles génèrent un couple mécanique en réponse à des champs magnétiques rotatif basse fréquence (RMF). Nous avons choisi d'utiliser les RMF afin de mettre au point une stratégie thérapeutique dirigée contre les CAFs. Le principe de cette stratégie est de cibler les CAFs à l'aide de NPMs vectorisées, puis d'appliquer un RMF permettant de générer suffisamment de stress mécanique pour induire la mort cellulaire. Ainsi, le premier objectif a été de développer des NPMs ciblant les CAFs pancréatiques. Pour cibler les CAF pancréatiques exprimant le récepteur à la cholécystokinine de type 2 (RCCK2), nous avons vectorisé des NPMs avec de la gastrine (NPM@Gastrine), un agoniste du RCCK2. Nous avons montré que les NPM@Gastrine se lient au RCCK2, s'internalisent et s'accumulent dans les lysosomes des CAFs exprimant le RCCK2. Nous avons ensuite testé différentes amplitudes et fréquences de champ magnétiques et mis en évidence qu'une exposition des CAFs après internalisation des NPM@Gastrin dans les lysosomes entraine la mort cellulaire. L'exposition des CAFs à un RMF de fréquence 1Hz et d' amplitude de 40mT a permis d'obtenir l'effet maximal sur la mort des CAFs observé dans cette étude, à savoir environ 40% de mort cellulaire. De plus, nous nous sommes penchés sur le mécanisme de mort cellulaire à l'œuvre et nous avons montré que la mort cellulaire fait intervenir les lysosomes. En effet la membrane des lysosomes se perméabilise, entrainant la fuite de leurs contenus dans le cytoplasme. Les cathepsines B sont impliquées dans le processus de mort. La mort cellulaire à l'œuvre semble être dépendante de la caspase-1. Pour finir nous avons utilisé un générateur de champ magnétique nous permettant d'observer les réactions cellulaires pendant l'application du traitement en microscopie confocale. Nous avons notamment pu observer une rétractation cellulaire, un mouvement général des lysosomes en direction du noyau et une variation de l'adhésion cellulaire. Ces travaux ont permis d'établir une preuve de concept : les NPMs ciblant le microenvironnement peuvent perturber son fonctionnement via l'action de forces mécaniques. Ceci ouvre un nouveau champ des possibles pour les thérapies anti-cancéreuses
Efficiency of anti-cancer treatments is limited by development of resistance to treatments, which has long been considered to depend solely on the genotype of cancer cells. However, these past few years, researchers proved that cancer progression and resistance are not only determined by the inherent characteristics of cancer cells, but also by their interactions with tumor microenvironment. Among other components of the tumor microenvironment, cancer-associated fibroblasts (CAFs) promote tumor growth and cancer cell resistance to treatments. CAFs modify the components and properties of tumor microenvironment (blood vessels, extracellular matrix or tumor immunity) and interact with cancer cells; those actions take a great part in the loss of treatment efficacy. Thus, as CAFs seem to be key players in cancer cell resistance to treatment, their eradication is an interesting strategy to inhibit cancer progression. While magnetic nanoparticles (MNPs) under a high frequency magnetic field produce heat, they generate a mechanical torque in response to low frequency rotating magnetic fields (RMF) Here, we chose this last property to elaborate a nano-therapeutic strategy directed against CAFs. The principle of this strategy is to target CAFs using vectorised MNPs and then apply a RMF that generates enough mechanical stress to induce cell death. The first objective was to target pancreatic CAFs that express the type 2 cholecystokinin receptor (CCK2R). For this, we synthesized gastrin-decorated MNPs (MNP@Gastrin). We showed that MNP@Gastrin bind to the CCK2R on the cell membrane of CAF-CCK2R, then internalize and accumulate in the lysosomes. Then, we tested different amplitudes and frequencies of RMF and demonstrated that RMF exposure induces the death of CAFs having accumulated MNP@Gastrin into their lysosomes. The optimal effect on cell death, namely the death of about 40% of CAFs, was obtained with 40mT and 1Hz RMF. Moreover, we investigated the cell death mechanism involved and we showed that cell death occurs through lysosomal damage. Lysosomes undergo membrane permeabilization, releasing their content, including cathepsin B which are involved in the observed cell death process. On top of that, the engaged cell death pathway seems to be caspase-1 dependent. Finally we used a magnetic setup under a confocal microscope in order to observe real-time cell reaction to RMF. We noticed cellular retraction, lysosomal movements towards the nucleus, and changes in cellular adhesion. This study establishes the proof-of-concept that targeted MNPs can disrupt tumor microenvironment through mechanical forces upon RMF exposure, and thus open new opportunities for cancer therapy

Il existe de nombreuses similarités entre le développement du foetus et celui des cellules tumorales. En effet, dans les deux cas ils requièrent une division cellulaire intense, une invasion des tissues de l’hôte ainsi qu’une vascularisation soutenue. De plus, malgré le fait que le foetus et les cellules tumorales expriment à la fois des antigènes étrangers (les antigènes paternels pour le foetus et les antigènes du soi modifiés au niveau des cellules tumorales) ils ne sont pas rejetés par le système immunitaire. Parmi plusieurs populations cellulaires impliquées dans ce phénomène de non rejet ou de tolérance, les cellules T régulatrices (Tregs) jouent un rôle primordial dans les deux processus. En effet, notre laboratoire a démontré que l’émergence des cellules tumorales ainsi que l’implantation fœtale s’accompagnent d’une activation forte et rapide des Tregs. Cette observation prend tout son sens quand l’élimination de ces Tregs a conduit à un rejet immunitaire de la tumeur ou du foetus. Afin de valider ces observations, nous avons mis au point une étude transcriptomique comparative entre le microenvironnement tumoral et l’interface foeto-maternelle. Cela a révélé une forte similarité et une importante diminution des voies de signalisation immunologiques associées à la présentation antigénique et à l’activation des cellules T. De plus, des analyses non supervisées ont mis en évidence une coévolution des signatures immunitaires inhibées et cela dés les premiers jours suivant l’implantation des tumeurs ou du foetus. Par ailleurs, l’élimination des Tregs (qui a conduit un rejet de la tumeur ou du foetus) a permis de faire basculer les mêmes signatures immunitaires d’un état d’inhibition à un état d’activation. En définitive, nous pensons que les mécanismes déployés au cours de l’évolution pour protéger les foetus du rejet immunitaire sont détournés afin de favoriser le développement des cellules tumorales
There are striking similarities between fetus and tumor development. They both require intense cell division, invasion of host tissues and sustained vascularization. Moreover, despite that fetus and tumor express foreign antigens - paternal allo-antigens for fetuses and modified auto-antigens for tumors, they are not rejected by the immune system. Among others, regulatory T cells (Tregs), which are key players in tolerance, appear to play a significant role in both processes. We showed that tumor emergence as well as embryo implantation elicit a strikingly similar brisk Treg response, which functional relevance is supported by the fact that and Treg depletion leads to fetus or tumor immune rejection. Comparison of fetal and tumor microenvironments through transcriptomics revealed strikingly similar and dramatic decrease in expression of multiple immune-related pathways, including antigen presentation and T cell response. Unsupervised analyses highlighted the co-evolution in time of downregulated immune signatures, from the very first days after tumor or embryo implantation. Treg depletion, which leads to fetus or tumor rejection, converted the very same down-modulated immune signatures to up-regulated ones. We propose that means selected during evolution to protect mammalian fetuses are hijacked to license tumor development

Les cellules dendritiques {DC) jouent un rôle majeur dans l'induction de l'immunité anti-tumorale spécifique de l'antigène {Ag). Récemment, les DC BDCA3high humaines sont apparues comme étant homologues aux DC CD8a+ connues pour activer très efficacement les lymphocytes T CD8 par présentation croisée d'Ag chez la souris. Par ailleurs, ces deux populations de DC sont les productrices principales d'interféron-λ{IFN-λ), une cytokine récemment découverte et possédant des propriétés antivirales, antiprolifératives et anti-tumorales. Mon travail de thèse a permis de mieux caractériser la présentation croisée d'Ag cellulaire par les DC BDCA3high à l'aide d'un modèle in vitro et de mettre en lumière le rôle des cellules NK dans l'induction de ce processus. Ce travail a également aboutit à la mise en évidence des DC BDCA3high dans les tumeurs de sein et de révéler l'inhibition de leur sécrétion d'IFN-λ par des facteurs solubles présents dans le microenvironnement tumoral. L'ensemble de ces résultats devraient permettre de concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur le ciblage des DC BDCA3high
Dendritic cells {DC) play a major role in the induction of antigen {Ag) specific anti-tumoral immunity. Recently, human BDCA3high DC appeared to be homologous with CD8a+ DC known to activate very efficiently T CD8 lymphocyte by Ag cross-presentation in mice. Moreover, those two DC populations are the main producers of interferon-λ {IFN-λ), a recently discovered cytokine family with antiviral, anti-proliferative and anti-tumoral properties. My works participated to better characterize cell derived Ag cross-presentation by BDCA3high DC using an in vitro model and enlightened the role of NK cells in its induction. This works also end up in revealing the presence of BDCA3high DC in breast tumors and the inhibition of their IFN-λsecretion by soluble factor from tumor microenvironment. Altogether, those results should allow designing new anti-tumoral immunotherapeutic strategies based on BDCA3high DC targeting

Les virus présentant un tropisme pour les cellules tumorales et une capacité à induire leur lyse, sont appelé des virus oncolytiques. Ils sont utilisés dans le cadre de la virothérapie et permettent de stimuler la réponse immunitaire antitumorale par le recrutement et l’activation de cellules immunitaires innées et adaptatives. Les travaux issus de ma thèse ont permis d'approfondir la compréhension du rôle des lymphocytes Tϒ9δ2 dans le cadre des infections oncolytiques, en mettant notamment en lumière leur activation spécifique par la souche Schwarz du virus de la rougeole. J’ai ensuite développé un virus oncolytique capable de coder pour un anticorps conçu pour activer de manière ciblée les lymphocytes Tϒδ. L’évaluation thérapeutique de ce virus dans un modèle murin a révélé des résultats prometteurs, notamment sur le contrôle de la croissance tumorale. Par ailleurs, j’ai développé une stratégie thérapeutique visant à favoriser la formation d'organes lymphoïdes tertiaires au sein du micro-environnement tumoral. En utilisant un virus oncolytique pour vectoriser des protéines clés de la néo-genèse des organes lymphoïdes tertiaires, j'ai observé que la combinaison de trois virus distincts facilite l’infiltration non seulement des lymphocytes T, mais aussi des lymphocytes B dans le micro-environnement tumoral. Cette approche offre une perspective prometteuse pour améliorer la réponse immunitaire antitumorale et mérite une exploration plus approfondie pour confirmer son potentiel clinique
Viruses exhibiting a tropism for tumor cells and an ability to induce their lysis, are called oncolytic viruses. They are used in the context of virotherapy and make it possible to stimulate the anti-tumor immune response by recruiting and activating innate and adaptive immune cells. The work resulting from my thesis made it possible to deepen the understanding of the role of ϒ9δ2 T cells in the context of oncolytic infections, in particular by highlighting their specific activation by the Schwarz strain of the Measles virus. | then developed an oncolytic virus capable of encoding an antibody designed to specifically activate ϒδ T cells. Therapeutic evaluation of this virus in a mouse model revealed promising results, particularly on the control of tumor growth. Furthermore, | developed a therapeutic strategy aimed at promoting the formation of tertiary lymphoid structures within the tumoral microenvironment. Using an oncolytic virus to vectorize key proteins in tertiary lymphoid structures neogenesis, | observed that the combination of three distinct viruses facilitates the infiltration of not only T cells, but also B cells into the tumoral microenvironment. This approach offers a promising prospect for improving the antitumor immune response and deserves further exploration to confirm its clinical potential

Contexte: Le microenvironnement tumoral joue un rôle crucial dans l’évolution du cancer, notamment dans le cancer du sein. Bien que les analyses transcriptomiques et génomiques offrent une vue d'ensemble, la compréhension des interactions tumeur-stroma reste incomplète. Parmi les molécules d'intérêt, la métalloprotéase matricielle-11 se distingue par son rôle dans la progression du cancer du sein, et son expression stromale liée à un mauvais pronostic. Axes de recherche: a) Rôle pronostique de la MMP-11 dans une cohorte de cancer du sein, b) Rôle de la MMP-11 dans la progression tumorale et le métabolisme à travers un modèle murin, c) Identification et caractérisation des substrats de la MMP-11, notamment les protéines IGFBP. Résultats: Les résultats ont montré que l'expression stromale de MMP-11 a un rôle pronostique dans les stades précoces du cancer du sein. Les expériences ont révélé une action antiadipogénique autocrine de la MMP-11 adipocytaire, mais l’effet protumoral paracrine attendu n’a pas pu être confirmé. Enfin, il a été découvert que la MMP-11 peut cliver la majorité des IGFBPs humaines, suggérant un mécanisme potentiellement nouveau par lequel la MMP- 11 pourrait influencer le cancer, y compris par des actions intracellulaires uniques
Background : The tumor microenvironment plays a crucial role in cancer progression, especially in breast cancer. While high-throughput transcriptomic and genomic analyses provide an overview, understanding tumor-stroma interactions remains incomplete. Metalloproteinase- 11 (MMP-11) stands out for its role in breast cancer progression, with its stromal expression linked to poor prognosis. Research Focus: a) investigating the prognostic role of MMP-11 in a breast cancer cohort, b) exploring the role of MMP-11 in tumor progression and metabolism using a murine model, c) identifying and characterizing MMP-11 substrates, with a particular focus on IGFBP proteins. Conclusion: The findings indicated that stromal expression of MMP-11 has an interesting prognostic value in early stages of breast cancer. Experiments revealed an autocrine anti- adipogenic action of MMP-11 secreted by adipocytes, but the expected paracrine pro-tumoral effect was not confirmed. Additionally, it was discovered that MMP-11 can cleave the majority of human IGFBPs, suggesting a potentially novel mechanism through which MMP-11 might influence cancer, including unique intracellular actions

Le TFPI-2 (Tissue factor pathway inhibitor 2 est un inhibiteur de la plasmine qui peut limiter la génération de métalloprotéases (MMP) et réduire ainsi le potentiel invasif des cellules tumorales, essentiel à la formation de métastases. Deux clones cellulaires inactivés pour le TFPI-2 par une stratégie d’ARN interférence ont été réalisés (miRNA-1b et -2b). Ces clones ont un pourcentage de migration et d’invasion 2 à 3 fois supérieur au clone contrôle, associé à une plus grande adhérence à la laminine et au collagène IV et à une augmentation de l’expression des MMP-1 et –3. En cocultures directes avec des fibroblastes pulmonaires sains, une augmentation des MMP-3, -7 et–13 a été observée avec les clones miRNA-1b et -2b. En présence des milieux conditionnés des ces clones, une potentialisation de la surexpression des MMP-1, -3, -7 a été observée. Cette étude nous a permis de démontrer que le TFPI-2 a un impact sur les gènes impliqués dans le remodelage de la MEC, notamment lors des interactions entre les cellules tumorales et les cellules stromales
TFPI-2 (Tissue factor pathway inhibitor-2), an inhibitor of serine proteinases, particularly plasmin, can indirectly regulate the activation of MMPs, thus regulating ECM degradation and tumour cell invasion. Our results demonstrated that TFPI-2 silencing was associated with a 2 and 3-fold increase in invasive ability through basement membrane components, for clones NCI-H460 miRNA-1b and -2 respectively, associated with an increased in the relative attachment towards laminin and collagen IV and MMP-1 and MMP–3 overexpression. In direct coculture with fibroblasts, an increase in MMP-3, -7 and -13 transcriptional expression was observed when CCD19-Lu cells were cocultured with both miRNA-1b or -2b clones. In indirect coculture, allowing contact between fibroblasts and NCI-H460 clones conditioned media, an increase in MMP-1, -3 and -7 fibroblastic expression was measured. This study has demonstrated that TFPI-2 can influence ECM remodelling-associated genes and then act as a pericellular proteolysis inhibitor, particularly at the tumour-stroma interface

Les adénocarcinomes ovariens dérivent de la transformation maligne de l’épithélium ovarien de surface, et se développent et se propagent au sein de différents microenvironnements. Les cellules transformées peuvent s’exfolier à partir de la surface de l’ovaire et former des agrégats multicellulaires appelés «sphéroïdes». Leur dissémination implique l’interaction « physique » des cellules cancéreuses ovariennes entre elles, leur permettant de survivre «en suspension» au sein de l’ascite, mais également, l’interaction des cellules avec un microenvironnement matriciel lors de leur réimplantation sur le tissu sain. Le travail de thèse contribue à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires impliqués lors des interactions au sein d’agrégats multicellulaires tumoraux ainsi que lors de leur implantation. Le rôle du système adhésif composé de la vitronectine et de son récepteur, les intégrines αv, ainsi que celui de la fibronectine ont plus particulièrement été appréhendé
The ovarian adenocarcinomas derive from the malignant process of the epithelium ovarian surface, and develop and propagate within various microenvironments. The transformed cells can exfoliate from the ovarian surface form multicellular aggregates called “spheroids”. Their dissemination involves the “physical” interaction of the ovarian cancer cells between them, allowing them to survive “in suspension” within the ascite, but also, the interaction of cells with a matrix microenvironment during their reimplantation on healthy tissue. The work of this thesis contributes to a better understanding of the molecular mechanisms involved during the interactions within tumoral multicellular aggregates as well as during their dissemination. The role of the adhesive system consisted of the vitronectine and his receptor, integrin αv, as well as that of the fibronectine were more particularly studied

L'adénocarcinome canalaire du pancréas (ACP) est l’un des cancers dont le pronostic est le plus sombre et son incidence est en augmentation. Les options thérapeutiques restent limitées. L’ACP est caractérisé par un stroma abondant composé essentiellement de matrice extracellulaire, de fibroblastes (CAFs) et de cellules immunitaires. L'hétérogénéité de ce cancer pourrait expliquer en partie l’échec des différentes stratégies thérapeutiques (dont l’immunothérapie) ayant été testées jusqu’à ce jour dans l’ACP. L’ACP présente un environnement unique favorable à la colonisation bactérienne en raison de la vascularisation perméable des vaisseaux tumoraux, de l’immunoexclusion fréquente et de l’hypoxie intra-tumorale contenant des régions nécrotiques riches en nutriments pour les bactéries. De plus, les caractéristiques des cellules tumorales et stromales conditionnent la localisation des bactéries au sein des tumeurs. L’hypothèse est que le microbiote intra-tumoral intervient dans la complexité de l’ACP avec des interactions mutuelles entre bactéries, cellules tumorales et stromales. Plusieurs méthodes d’analyse bactériennes ont été mises au point puis comparées dans des réplicats d’échantillons d’ACP humains. Les kits d’amplifications Qiagen ciblant une région ou plusieurs régions variables du gène de l’ARN ribosomal 16S sont relativement similaires. L’utilisation du kit d’amplification Qiagen a été déployé sur une étude ancillaire de l’essai SHIVA01 en montrant le lien entre la diversité bactérienne, la composante immunitaire et la survie des patients atteints de différents types de cancers, renforçant l’hypothèse d’un axe microbiote-immunité-cancer. Le développement d’un kit personnalisé par capture du gène de l’ARN ribosomal 16S s’est montré non concluant au moins en partie en raison d’une capture trop peu spécifique des bactéries en comparaison aux gènes humains. Un pipeline basé sur le séquençage de l’ARN ribo-déplété utilisant des techniques de filtres et alignements de lectures a été mis au point sur plusieurs types d’échantillons fixés en formaline et inclus en paraffine. L’hétérogénéité des cellules tumorales et stromales a été étudiée avec des techniques d’analyses d’images. Pour les cellules tumorales, un processus en plusieurs étapes a été utilisé pour sélectionner rigoureusement des marqueurs en immunohistochimie capables de différencier les sous-types moléculaires d’ACP et d'évaluer facilement l’hétérogénéité tumorale à l'aide d'une approche basée sur des tuiles de lames empilées digitalement. Ce panel a révélé les limites de la classification binaire basale/classique en mettant en évidence un groupe intermédiaire majeur. Un degré élevé d'hétérogénéité intra- et inter-tumorale a été mis en évidence. La présence d'un composant mineur de type basal était le facteur pronostique le plus important. L’analyse des lésions prénéoplasiques au sein des tumeurs donnait des indications importantes sur le processus d'évolution de la carcinogenèse pancréatique, d'un phénotype classique à un phénotype basal en passant par un phénotype intermédiaire. Pour les CAFs, une technique de multiplex immunofluorescence basée sur cinq de leurs marqueurs (aSMA, FAP, périostine, podoplanine, myosine 11) a permis d’évaluer les différents types de CAFs, leurs interactions et leurs proportions au sein de la tumeur. L’étude multidimensionnelle des bactéries, des cellules tumorales, immunitaires et fibroblastiques au sein des même échantillons d'ACP a finalement été menée pour faire le lien entre ces différentes composantes
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the cancers with the poorest prognosis, and its incidence is increasing. Treatment options remain limited. PDAC is characterized by an abundant stroma composed mainly of extracellular matrix, fibroblasts (CAFs) and immune cells. The heterogeneity of this cancer may partially explain the failure of the various therapeutic strategies (including immunotherapy) evaluated to date in PDAC. PDAC presents a uniquely favorable environment for bacterial colonization due to the permeable vascularity of tumor vessels, frequent immunoexclusion and intratumoral hypoxia containing nutrient-rich necrotic regions for bacteria. Furthermore, the characteristics of tumor and stromal cells condition the localization of bacteria within tumors. The hypothesis is that the intratumoral microbiota plays a part in the complexity of PDAC, with mutual interactions between bacteria, tumor cells and stromal cells. Firstly, several methods for bacterial analysis in replicates of human PCA samples were developed and compared. The Qiagen amplification kits targeting one or more variable regions of the 16S ribosomal RNA gene are relatively similar. Use of the Qiagen amplification kit was deployed in an ancillary study of the SHIVA01 trial, showing the link between bacterial diversity, the immune component and survival in patients with different types of cancer, reinforcing the hypothesis of a microbiota-immunity-cancer axis. The development of a personalized capture kit proved inconclusive, at least in part due to the lack of specific capture of bacteria compared with human genes. A pipeline based on ribo-depleted RNA sequencing using several filter techniques and read alignment was developed on several types of formalin-fixed and paraffin-embedded samples. The heterogeneity of tumor and stromal cells was studied using image analysis techniques. For tumor cells, a multi-step process was used to rigorously select markers in immunohistochemistry capable of differentiating molecular subtypes of PDAC, and to easily assess tumor heterogeneity using a stacked slide tile-based approach. This panel revealed the limitations of the binary basal-like/classical classification by highlighting a major intermediate group. A high degree of intratumoral and intertumoral heterogeneity was revealed. The presence of a minor basal-like component was the most important prognostic factor. Analysis of preneoplastic lesions within the tumors gave important insights into the evolutionary process of pancreatic carcinogenesis, from a classical phenotype through an intermediate phenotype to a basal phenotype. For CAFs, a multiplex immunofluorescence technique based on 5 of their markers (aSMA, FAP, periostin, podoplanin, myosin 11) was used to assess the different types of CAFs, their interactions and their proportions within the tumor. The multidimensional study of bacteria, tumor cells, immune cells and fibroblasts within the same PDAC samples was finally carried out to link these different components

L’objectif de ce travail était de démontrer que les cellules de glioblastomes sont capables de se différencier et de se dédifférencier en fonction de leur environnement, d’explorer les mécanismes biologiques qui sous-tendent ces transitions, et d’évaluer in vivo les capacités de différenciation à distance des CIG par les CIG-miR-302-367 via la sécrétion de microvésicules. A partir de plusieurs glioblastomes fraichement réséqués, nous avons caractérisé les cellules tumorales sur le plan phénotypique et fonctionnel pour l’état souche et différencié. Nous avons extraits et analysés les microvésicules des milieux de culture de 2 lignées de CIG-miR-302-367. Selon les principes de la thérapie cellulaire, des co-injections de CIG+CIG-miR-302-367 ont été réalisées dans le cerveau des souris. La majorité des cellules tumorales avaient un phénotype et étaient fonctionnellement différenciées. Après 48 heures de culture en milieu EGF, elles acquéraient les propriétés souches phénotypiques et fonctionnelles. Ce processus de dédifférenciation était réversible en 4 jours de culture en milieu sérum et inhibé par l’adjonction dans le milieu EGF d’un anti-EGFR (cétuximab), suggérant un rôle primordial de la voie EGF/EGFR/ERK. Les microvésicules produites par les CIG-miR-302-367 ont permis une baisse significative de la tumorigénicité des CIG in vivo, et une augmentation de la survie des souris. Le concept de plasticité cellulaire remet en cause les dogmes établis sur la hiérarchie tumorale unidirectionnelle. La déplétion tumorale en CIG, en les forçant à se différencier, est une stratégie thérapeutique innovante, qui peut s’envisager par une approche de thérapie cellulaire
There is great interest but little understanding in how cancer stem cells arise. Here we show that tumor cells exhibiting stem-like properties and expression of stemness(CD133) and pluripotency markers (SOX2, NANOG, OCT4), can arise from differentiated tumor cells that are isolated from human glioblastomas. These cells could transit from a more differentiated state that cannot self-renew to a self-renewing stem-like state upon EGF/EGFR signaling. This dedifferentiation process induced expression of pluripotency markers, and restored clonal and tumorigenic properties as well as resistance to temozolomide, the chemotherapy of reference. EGF/EGFR signaling including ERK activation was crucial for this cellular reprogramming. Interestingly, expression of pluripotency markers occurred before the cells re-entered the cell cycle, demonstrating that the cells have the capacity to change and reprogram before the cell division starts. Our findings support a model of tumor homeostasis in which tumor cells driven by environmental cues such as EGF, can spontaneously acquire stem-like properties contributing thus to the enrichment in tumor propagating cells

L’objectif de ce travail était de démontrer que les cellules de glioblastomes sont capables de se différencier et de se dédifférencier en fonction de leur environnement, d’explorer les mécanismes biologiques qui sous-tendent ces transitions, et d’évaluer in vivo les capacités de différenciation à distance des CIG par les CIG-miR-302-367 via la sécrétion de microvésicules. A partir de plusieurs glioblastomes fraichement réséqués, nous avons caractérisé les cellules tumorales sur le plan phénotypique et fonctionnel pour l’état souche et différencié. Nous avons extraits et analysés les microvésicules des milieux de culture de 2 lignées de CIG-miR-302-367. Selon les principes de la thérapie cellulaire, des co-injections de CIG+CIG-miR-302-367 ont été réalisées dans le cerveau des souris. La majorité des cellules tumorales avaient un phénotype et étaient fonctionnellement différenciées. Après 48 heures de culture en milieu EGF, elles acquéraient les propriétés souches phénotypiques et fonctionnelles. Ce processus de dédifférenciation était réversible en 4 jours de culture en milieu sérum et inhibé par l’adjonction dans le milieu EGF d’un anti-EGFR (cétuximab), suggérant un rôle primordial de la voie EGF/EGFR/ERK. Les microvésicules produites par les CIG-miR-302-367 ont permis une baisse significative de la tumorigénicité des CIG in vivo, et une augmentation de la survie des souris. Le concept de plasticité cellulaire remet en cause les dogmes établis sur la hiérarchie tumorale unidirectionnelle. La déplétion tumorale en CIG, en les forçant à se différencier, est une stratégie thérapeutique innovante, qui peut s’envisager par une approche de thérapie cellulaire
There is great interest but little understanding in how cancer stem cells arise. Here we show that tumor cells exhibiting stem-like properties and expression of stemness(CD133) and pluripotency markers (SOX2, NANOG, OCT4), can arise from differentiated tumor cells that are isolated from human glioblastomas. These cells could transit from a more differentiated state that cannot self-renew to a self-renewing stem-like state upon EGF/EGFR signaling. This dedifferentiation process induced expression of pluripotency markers, and restored clonal and tumorigenic properties as well as resistance to temozolomide, the chemotherapy of reference. EGF/EGFR signaling including ERK activation was crucial for this cellular reprogramming. Interestingly, expression of pluripotency markers occurred before the cells re-entered the cell cycle, demonstrating that the cells have the capacity to change and reprogram before the cell division starts. Our findings support a model of tumor homeostasis in which tumor cells driven by environmental cues such as EGF, can spontaneously acquire stem-like properties contributing thus to the enrichment in tumor propagating cells

Dans ce travail de thèse, j’ai pu démontrer le rôle des réponses immunitaires adaptatives cytotoxiques de type 1 (Th1), assurées par les lymphocytes T (LT) et notamment par les LT CD8+ cytotoxiques, dans le contrôle de l’invasion métastatique précoce dans les cancers colorectaux. La forte densité des LT mémoires CD45RO+ au sein des tumeurs primaires est associée à un pronostic favorable chez les patients étudiés. La densité, l’organisation et la coordination spatiale des facteurs cellulaires et moléculaires impliqués dans les réponses Th1 sont associées au devenir clinique des patients. Enfin, nous avons mis en évidence une altération progressive des réponses immunitaires antitumorale au cours du développement des cancers colorectaux. L’ensemble de nos résultats suggère que la prise en compte des paramètres immunologiques apporte un complément d’information crucial pour l’établissement du pronostic des patients atteints de cancer colorectaux.

Le cancer colorectal est devenu un défi majeur pour les systèmes de santé en raison de sa prévalence croissante et de son impact sur la qualité de vie des patients. L'analyse anatomopathologique des prélèvements de cancer colorectal, désormais enrichie de données de pathologie moléculaire, est cruciale pour orienter le traitement des patients. Malgré les avancées dans les outils pronostiques et les traitements, les interactions entre les cellules tumorales et immunitaires du microenvironnement tumoral ne sont souvent pas évaluées de manière exhaustive en pratique diagnostique quotidienne. Cette thèse aborde l'importance de l’étude du microenvironnement tumoral dans le cancer colorectal et notamment la nécessité de mieux comprendre le rôle de structures y résidant, les structures lymphoïdes tertiaires (TLS). Les nouvelles techniques telles que la pathologie digitale et l'immunomarquage multiplexe offrent des perspectives pour une analyse plus approfondie et accessible de ce microenvironnement. Ce travail de thèse s’est donc intéressé à caractériser les TLS par imagerie multiplexe, développer des stratégies d'analyse pathomique et explorer leurs corrélations cliniques pour proposer un score utilisable en routine clinique. Ce travail vise à fournir des critères diagnostiques et pronostiques robustes, implémentables dans les services numérisés de pathologie pour guider les décisions thérapeutiques dans le cancer colorectal, contribuant ainsi à une meilleure prise en charge des patients
Colorectal cancer has become a major challenge for healthcare systems today due to its increasing prevalence and its impact on patients' quality of life. The anatomopathological analysis of colorectal cancer specimens, now enriched with molecular pathology data, is crucial for guiding patient treatment. However, despite advances in prognostic tools and treatments, interactions between tumor and immune cells in the tumor microenvironment are often not thoroughly evaluated in daily diagnostic practice. This thesis addresses the importance of studying the tumor microenvironment in colorectal cancer, particularly the need to better understand the role of residing structures, tertiary lymphoid structures (TLS). New techniques such as digital pathology and multiplex immunostaining offer perspectives for a more in-depth and accessible analysis of this microenvironment. Therefore, this thesis focused on characterizing TLS through multiplex imaging, developing pathomic analysis strategies, and exploring their clinical correlations to propose a clinically applicable score. This work aims to provide robust diagnostic and prognostic criteria, implementable in digitized pathology services to guide therapeutic decisions in colorectal cancer, thereby contributing to better patient management

Le but de ce travail était de rechercher le rôle du microenvironnement dans la progression tumorale du cholangiocarcinome intrahépatique (CCIH) par une approche translationnelle, associant recherche fondamentale et clinique. Une étude transcriptomique du stroma tumoral a permis de mettre en évidence une signature spécifique de celui-ci, dont l’analyse non supervisée montrait un enrichissement dans les gènes de la matrice extracellulaire, du cycle cellulaire, de la voie TGFβ et des marqueurs de cellules souches. Ces résultats ont été validés au niveau protéique par immunohistochimie sur tissue microarrays à partir d’une cohorte indépendante. La corrélation de ces résultats avec les données cliniques a permis de démontrer que le niveau d’expression de l’Osteopontin dans le stroma était un facteur de risque indépendant de récidive et de survie. Par ailleurs, nous avons démontré que le taux sérique d’Osteopontin préopératoire des patients porteurs d’un CCIH était significativement supérieur à celui de sujets sains. Avec un seuil déterminé à 57,8 ng/ml, la sensibilité et spécificité de ce biomarqueur diagnostique était respectivement de 80 et 100%. De plus, nous avons apporté des arguments supplémentaires concernant le rôle des cellules souches cancéreuses dans la progression du CCIH, en mettant en évidence une corrélation entre le niveau d’expression de marqueurs souches tels qu’EpCAM et CD44 dans le stroma tumoral ainsi que dans le tissu fibreux du foie « sain » péri-lésionnel et le risque de récidive. Les résultats de notre étude ont confirmé le rôle central du microenvironnement dans la progression du CCIH, permis de mettre en évidence 2 nouveaux biomarqueurs pronostiques, et ouvert de nouvelles voies de recherche thérapeutiques
The aim of this study was to specifically determine through a translational approach combining basic and clinical research, the role of the microenvironment in the tumor progression of intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC). By gene expression profiling, we identified a signature that significantly discriminate the tumor stroma from non-tumor fibrous tissue, and the functional analysis of differentially expressed genes showed an enrichment in genes of the extracellular matrix , the cell cycle, the TGFb pathway and stem cell markers. Tissue microarray analysis using an independent cohort of ICC patients validated at a protein level the increased expression of selected candidate genes. Statistical analysis between basic and clinical data demonstrated that the stromal expression of Osteopontin was an independent prognostic marker for overall and disease-free survival. We also demonstrated that the preoperative serum level of Osteopontin was significantly higher in ICC patients than in healthy subjects. Our results identified the best diagnostic threshold to 57,8 ng/ml, associated with a sensitivity and specificity reaching to 80 and 100%, respectively. Moreover, we showed that level expression of stem cell markers such as EpCAM and CD44 in tumor stroma as well as in the fibrous non tumor liver tissue was correlated with recurrence, suggesting the pivotal role of cancer stem cells in ICC prognosis. In conclusion, our study confirmed the major involvement of the microenvironment in the progression of CCIH, allowed to identify two new prognostic tumor biomarkers, and highlighted new pathways for targeted therapeutics

Le mélanome est un cancer cutané dérivé de la transformation maligne des mélanocytes, cellules responsables de la pigmentation de la peau. Aujourd'hui, il est clairement reconnu que la progression tumorale est le produit d'une interaction dynamique entre les cellules tumorales et leur microenvironnement. Parmi les modes de communication intercellulaire, la sécrétion de nanovésicules appelées exosomes apparaît depuis une vingtaine d'années comme des acteurs majeurs de cette communication. En effet, ils permettent le transport d'un matériel complexe qui pourra impacter le devenir des cellules réceptrices. Bien que différentes données de la littérature aient mis en évidence le rôle des exosomes dans la progression du mélanome ainsi que la résistance aux traitements, les mécanismes moléculaires associés restent peu connus. Le premier objectif de ma thèse a consisté en l'identification du contenu protéique des exosomes de mélanome. Pour cela, nous avons identifié par spectrométrie de masse l'exoprotéome de sept lignées de mélanome d'agressivités différentes. L'analyse de ces résultats nous a permis de mettre en évidence une signature spécifique au niveau des exosomes sécrétés par les cellules les plus agressives. Cette signature a pu être corrélée à des propriétés fonctionnelles portées par ces vésicules. En effet, le traitement de cellules moins agressives par ces vésicules suffit à augmenter leur potentiel migratoire. Ces résultats montrent le rôle joué par les exosomes de mélanome dans la communication entre cellules cancéreuses et la progression tumorale. Parmi les cellules composant le microenvironnement d'un mélanome invasif, les adipocytes présents dans l'hypoderme représentent un acteur émergeant favorisant la progression tumorale. L'équipe dans laquelle j'ai effectué ma thèse a été l'une des premières à montrer, dans un modèle de cancer du sein, l'importance des adipocytes dans l'agressivité tumorale. Bien que différentes études aient montré l'impact des adipocytes sur la progression du mélanome, les mécanismes moléculaires associés restent peu connus. Le second aspect de ma thèse a consisté en l'étude du rôle des adipocytes dans la progression de ce type de tumeurs. Ces derniers stimulent le potentiel migratoire de cellules de mélanome et cet effet est médié par les exosomes sécrétés par les adipocytes (ad-exos). De façon intéressante, nous avons observé que les ad-exos contiennent des protéines impliquées dans chaque étape du métabolisme des acides gras et induisent une reprogrammation métabolique des cellules cancéreuses. L'augmentation de la migration des cellules tumorales induite par les ad-exos est dépendante de ce remodelage métabolique. Ces résultats montrent que les ad-exos participent au dialogue délétère entre mélanome et adipocytes. Ce dialogue pourrait être amplifié dans des conditions d'obésité expliquant le pronostic défavorable observé chez ce sous-groupe de patients. Nous avons montré, qu'en condition d'obésité, la sécrétion d'exosomes par les adipocytes est augmentée. De plus, à quantité égale d'exosomes, l'effet des ad-exos de souris obèses sur la migration des cellules cancéreuses est amplifié. Les ad-exos pourraient donc en partie être responsables du mauvais pronostic observé pour les individus obèses. En conclusion, nous avons montré que les exosomes sont des acteurs majeurs de la progression du mélanome. La signature spécifique que nous avons mise en évidence dans les vésicules sécrétées par les lignées métastatiques pourrait, à terme, être utilisée pour le pronostic de ce cancer. D'autre part, les ad-exos induisent un remodelage métabolique des cellules cancéreuses conduisant à l'augmentation du potentiel migratoire. La compréhension du rôle joué par ces vésicules permettra à terme d'interrompre le dialogue délétère entre adipocytes et cellules tumorales, en particulier chez les individus obèses
Melanoma is a skin cancer derived from the malignant transformation of melanocytes, cells involved in the skin pigmentation. It is now clearly established that tumor progression results in a dynamic interaction between tumor cells and their microenvironment. Among the different modes of cell communication, the secretion of nanovesicles called exosomes has been extensively studied in the last twenty years and they appear to be major actors in this communication. Indeed, they enable the transport of complex biological material that may impact the behavior of recipient cells. Whereas melanoma exosomes have been implicated in tumor progression and chemoresistance, the mechanisms associated with these processes are little known. The first part of my thesis consisted in the identification of the protein content of melanoma cell exosomes. We identified the exoproteome of seven melanoma lines with various degrees of agressivity using mass spectrometry. The obtained results highlighted the presence of a specific signature in the exosomes secreted by the most aggressive cells. Moreover, this signature was correlated with functional properties of the vesicles. Indeed, incubation of less aggressive cells with these vesicles promoted their migratory abilities. These results show the role of melanoma exosomes in cancer cell communication and in tumor progression. Among the cells composing the microenvironment of invasive melanoma, adipocytes, present in the hypodermis, represent an emerging actor in tumor progression. The group in which I did my PhD was one of the first to highlight the importance of fat cells in breast cancer aggressiveness. Whereas different studies have shown the role of adipocytes in melanoma progression, the mechanisms associated are little known. The second aim of my thesis therefore consisted in the study of the role of adipocytes in melanoma progression. We have shown that adipocytes stimulate the migratory abilities of melanoma cells and that this effect is mediated by exosomes secreted by adipocytes. Interestingly, we observed that these vesicles contain proteins involved in every step of fatty acid metabolism and induce a metabolic reprogramming of cancer cells. The increase in tumor cell migration induced by adipocyte exosomes is dependent on this metabolic remodeling. These results show that adipocyte exosome are actors of the deleterious dialogue between melanoma and adipocytes. This dialogue could be amplified in obese conditions and could explain the poor prognostic of this subtype of patients. We have shown that in obese conditions, exosome secretion by adipocytes is increased. In addition, at equal concentrations in exosomes, the effect of the vesicles secreted by adipocytes from obese mice on cancer cell migration is amplified. Adipocyte exosomes could therefore participate in the poor prognosis of obese patients. In conclusion, we have shown that exosomes represent a major player in melanoma progression. The specific pattern contained in the exosomes from aggressive cells could be used as prognostic biomarkers in melanoma. On the other hand, adipocyte exosomes induce a metabolic reprogramming of cancer cells and this leads to an increase in their migratory abilities. Understanding the role of adipocyte exosomes in tumor progression could help to stop the deleterious dialogue between adipocytes and tumor cells, particularly in obese individuals

L’adénocarcinome pancréatique (AP) connaît une forte augmentation d’incidence, qui en fait la quatrième cause de mortalité par cancer avec un pronostic extrêmement sombre, moins de 5% des patients étant en vie à 5 ans. De nombreuses avancées dans la compréhension de l’oncogénèse pancréatique notamment sur les aspects génétiques, immunitaires et sur les interactions cellulaires du stroma tumoral ont permis d’envisager le développement de nouvelles stratégies de traitement. Cependant malgré des résultats pré-cliniques très encourageants aucune de ces stratégies n’a encore permis l’émergence d’un traitement plus efficace que la chimiothérapie standard. Ce travail de thèse a abordé 2 approches thérapeutiques innovantes distinctes mais potentiellement complémentaires dans le traitement de l’adénocarcinome pancréatique en étudiant in vitro (cultures cellulaire 2D et 3D) et in vivo (modèles ectopiques et orthotopiques) les effets sur la croissance tumorale de l’inhibition d’un acteur important du stress oxydant (la voie Nrf2) d’une part, de la combinaison d’une chimiothérapie liposomale et d’un agent physique, la cavitation ultrasonore, d’autre part. La cavitation ultrasonore est un effet mécanique des ultrasons permettant d’augmenter l’internalisation de molécules ou de gènes dans les cellules. Dans cette thèse, la faisabilité et l'efficacité de la combinaison d’une chimiothérapie liposomale ciblée par la cavitation ultrasonore a été évaluée dans des modèles murins orthotopiques d’AP. Un système de délivrance d’ultrasons a été adapté afin d’appliquer une cavitation inertielle focalisée sur des xénogreffes d’AP créées après l'injection de doxorubicine liposomale (L-DOX) selon une étude pharmacocinétique préliminaire réalisée dans un modèle murin. La L-DOX, conçue à base de phospholipides non saturés de dioleoylphosphatidyléthanolamine, connue pour être stable dans la circulation sanguine, a été choisie afin de maximiser son accumulation et le relargage du principe actif lors de la délivrance des ultrasons. Nous montrons que l’association de la L-DOX à la cavitation inertielle permet de réduire in vivo le volume tumoral dans un modèle orthotopique d’AP chez la souris nude. La cavitation inertielle peut donc augmenter l'effet antitumoral des liposomes porteurs de chimiothérapie avec un effet mécanique minimal sur le tissu environnant la tumeur.Des études récentes suggèrent que Nrf2 est une cible de choix pour vaincre la chimiorésistance de l’AP. Des méthodes in vitro et in vivo ont été utilisées afin d’examiner l'effet du brusatol associé à des agents chimiothérapeutiques de référence sur la mort cellulaire et son impact sur le stress oxydant. Nous montrons que l’inhibition de la voie Nrf2 par le brusatol, un composé naturel issu de Fructus Bruceae, potentialise les effets de la chimiothérapie et permet l’inhibition de la croissance tumorale in vitro sur des lignées cellulaires d’AP cultivées en 2D et 3D. Cette inhibition s’accompagne d’une modulation du stress oxydant dont témoignent l’augmentation des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et la diminution du glutathion (GSH). In vivo, la combinaison du brusatol et de l'oxaliplatine a réduit le volume tumoral dans deux modèles murins de xénogreffe d’AP. Ces résultats suggèrent l'efficacité du brusatol pour lutter contre la chimiorésistance et renforce l’hypothèse d’un rôle clinique potentiel de l’inhibition de Nrf2 comme adjuvant à la chimiothérapie dans l’AP. Un travail clinique a également été mené en parallèle sur une modalité de traitement physique innovante, la radiofréquence endobiliaire, dans la prise en charge endoscopique de l’ampullome vatérien, tumeur rare à la croisée entre le tube digestif et le système biliopancréatique. Les résultats de cette étude prospective multicentrique seront également présentés dans cette thèse
Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) has increased in incidence over the past decade, leading it to be the fourth lethal cause of cancer in the world with a very poor prognosis, since less than 5% of patients are alive at 5 years. Many advances in the understanding of pancreatic tumorigenesis, notably on the genetic, immune and cellular stroma interactions of the tumor, have led to the development of new treatment strategies in the last decade. However, despite very encouraging pre-clinical results, none of these strategies has yet led to the emergence of a truly effective treatment in comparison with standard chemotherapy. This thesis focused on two innovative therapeutic modalities in the treatment of PDAC at a preclinical stage by studying in vitro (2D and 3D cell cultures) and in vivo (ectopic, orthotopic xenografts) the effects on the tumor growth of an inhibitor of the Nrf2 pathway (involved in oxidative stress), on the first hand, and of a physical element, ultrasound cavitation associated with liposomal chemotherapy, on the second hand. Ultrasound cavitation is a mechanical effect of ultrasound to increase the uptake of molecules or genes in cells. The feasibility and effectiveness of the combination of liposomal chemotherapy targeted by ultrasonic cavitation was evaluated in murin orthotopic models of PDAC. An ultrasound delivery system has been adapted to apply focused inertial cavitation to PDAC xenografts created after the injection of liposomal doxorubicin (L-DOX) according to a preliminary pharmacokinetic study carried out in the murine model. L-DOX, designed on unsaturated phospholipids of dioleoylphosphatidylethanolamine, was known to be stable in the bloodstream and to maximize its accumulation and release of the active drug during ultrasound delivery. This thesis shows that this therapeutic combination (L DOX and inertial cavitation) makes it possible to reduce the tumor volume in vivo in a nude mouse orthotopic model of PDAC. Inertial cavitation may be generated to increase the therapeutic effect of chemotherapybearing liposomes accumulated in the tumor with minimal mechanical effect on the surrounding tissue. Recent studies strongly suggest that Nrf2 is an ideal target against chemoresistance of PDAC. In vitro and in vivo methods were combined to examine the effect of brusatol associated with chemotherapeutic agents on cell death in addition to its impact on oxidative stress (reactive oxygen species and gluthation levels). This thesis demonstrates that the inhibition of the Nrf2 pathway via brusatol, a natural compound derived from Fructus Bruceae, potentiates the effects of chemotherapy and allows the inhibition of tumor growth in vitro on PDAC cell lines. This inhibition is accompanied by a modulation of oxidative stress by brusatol, with increasing ROS and decreasing GSH. In vivo, the combination of brusatol and oxaliplatin reduced tumor volume in two mouse models of PDAC xenograft. These results suggest the efficacy of using brusatol to combat chemoresistance and reinforce the idea that brusatol could be developed as an adjuvant to chemotherapy in PA. Clinical work was also carried out in parallel on an innovative physical treatment modality, endobiliary radiofrequency, in the management of adenoma of the ampoule of Vater, a rare tumor located between the digestive and the bilio-pancreatic systems. The results of this work will also be presented in this thesis

Le cancer colorectal est une maladie grave et fréquente, pour laquelle la survie s'est considérablement améliorée du fait de l'essor des thérapeutiques et des stratégies de combinaisons médico-chirurgicales, même en situation métastatique. C'est également une entité hétérogène, pour laquelle la personnalisation de la prise en charge reste réduite, de par l'absence de scores pronostiques ou prédictifs utilisés en routine et guidant les pratiques. Les classifications moléculaires établies n'ont pas de caractère prédictif et semblent inadaptées au stade métastatique, mais elles peuvent apporter de l'aide à la meilleure compréhension de la biologie des cancers colorectaux et de leur microenvironnement. L'utilisation de tests sériques récapitulant les caractéristiques de la tumeur serait probablement plus simple et moins couteux. La recherche de biomarqueurs résumant les caractéristiques de la tumeur, et guidant les traitements, est donc un enjeu majeur.Ce travail de thèse a porté sur l'étude de l'Angiopoietine 2, de la signature génique et protéique qui lui est associée, et sur l'analyse du microenvironnement et de la réponse immunitaire périphérique Th1 chez des patients atteints d'un cancer colorectal.La première partie du travail a consisté à étudier la valeur pronostique de l'Angiopoietine 2 au sein d'une cohorte de patients atteints d'un cancer colorectal métastatique. Un seuil discriminant de l'Angiopoietine 2 a été établi, définissant les patients de mauvais pronostic, indépendamment associé à la survie globale. Ce dosage améliorait la capacité discriminante de scores pronostiques classiques. La seconde partie du travail a consisté à identifier, à partir de bases de données transcriptomiques, les caractéristiques des patients porteurs de cancer colorectaux et surexprimant l'Angiopoietine 2. Les voies de signalisation et les gènes associés à cette entité de tumeur ont été analysés, pour mieux comprendre les éléments qui confèrent un mauvais pronostic, et pour définir des candidats, protéines sécrétées, pouvant être dosées chez les patients. Une signature génique puis sérique a été élaborée, reflétant le stroma l'angiogenèse l'invasion et la chimiorésistance. Le dosage des marqueurs ANGPT2, CD138 et STC1 sur une cohorte de patients a confirmé l'association de ces biomarqueurs au caractère de chimiorésistance. Cette signature associée aux tumeurs surexprimant l'Angiopoietine 2 est inversement corrélée à la réponse immunitaire dans les premières approches réalisées. Ceci nous a incité à étudier l'effet de la réponse immunitaire périphérique CD4 de type Th1 anti télomérase, COA1 et mésothéline, sur la survie globale des patients atteints de cancers colorectaux métastatiques. L'étude sérique de l'Angiopoietine 2 y a été associée. Nous avons ainsi validé des données récemment publiées dans d'autres localisations tumorales, attestant de la valeur pronostique de la réponse immunitaire périphérique, sur la survie globale pour les cancers du côlon métastatiques (étude prospective Epitopes-CRC02). Une corrélation inverse entre réponse immunitaire CD4 de type Th1 et l'ANGPT2 a été confirmée.Ces travaux ouvrent la voie sur le ciblage spécifique des tumeurs présentant la signature Angiopoietine 2 de chimiorésistance et de stroma abondant, par une approche combinatoire associant des thérapeutiques ciblant le microenvironnement tumoral. Un monitoring est également réalisable pour accompagner ces futurs projets de recherche, et les modèles pronostiques à venir intégreront ces données au sein des tests de survie multi-paramétriques
Colorectal cancer (CRC) is a severe and frequent disease, with important survival improvement due to therapeutic new approaches and surgical methods, even in metastatic setting. It is an heterogeneous entity, and personalized strategies are mandated, whereas few predictive and prognostic biomarkers are available in practical care. Molecular classifications are useful to better understand CRC biological characteristics, but they do not have predictive values, and seem to be inadequate for metastatic setting. Seric biomarkers are attractive since they could recapitulate tumor features, while being simpler and less expansive. There is a need to investigate surrogacy biomarkers illustrating intra tumoral microenvironment, in order to adapt treatment strategies.This thesis is about the clinical and molecular characterization of Angiopoietin 2 (ANGPT2) associated colorectal cancer. Assessment of microenvironment and peripheral immune Th1 response are performed and correlated with this entity.Prognostic value of ANGPT2 in metastatic colorectal cancer was studied in the first part of the manuscript. We described that ANGPT2 plasmatic levels were associated with a worst overall survival in metastatic setting. In the second part, using the open source transcriptomic tools, we decided to define the specific molecular signaling pathways correlated to ANGPT2 expression in CRC and its prognostic value in localized CRC. A specific signature was drawn, combining genes associated with stroma, invasion, angiogenesis, and chemo-resistance. Looking for associated secreted proteins, we could identify a seric signature (combining STC1, CD138 and ANGPT2), predictive for chemo-resistance. An negative correlation was observed between ANGPT2 signature and immune response. The last part of the thesis then explored the prognostic value of anti TERT peripheral immune Th1 response in metastatic colorectal cancer (Epitopes-CRC02 study), and validated its beneficial role for predicting OS. A negative correlation was confirmed, in seric measurement between CD4 immune response and ANGPT2.This work paves the way for individualized treatments in tumors harboring ANGPT2 associated characteristics', targeting the stromal and immune microenvironment. This immune and stromal biomonitoring is feasible and have to be associated to futures clinical studies. Future prognostic scores should probably assess the place of these biomarkers in order to improve their discriminant values

La Ténascine-C (TNC) est un composé majeur de la matrice extracellulaire tumorale et sa forte expression est directement corrélée à l’angiogenèse tumorale et au processus métastatique. Lors de ma thèse j’ai pu démontrer que la TNC dérégulait DKK1, un inhibiteur de la voie de signalisation Wnt et par ce biais augmentait l’activité de cette voie impliquée dans la cancérogenèse. La diminution de la formation des fibres de stress en présence de TNC est l’un des mécanismes majeurs qui contribue à la diminution de DKK1. L’activité de MKL1, facteur co-transcriptionnel de SRF et régulable par l’actine, s’avère diminuée en présence de TNC. Mes données indiquent que la fonction de MKL1 n’est peut-être pas le mécanisme majeur de la régulation de DKK1 par la statu de l’actine. D’autres facteurs, probablement liés aux fibres de stress d’actine pourraient être impliqués. L’augmentation de l’activité de la voie de signalisation Wnt, dépendante de DKK1, est probablement le mécanisme majeur par lequel la TNC active la progression tumorale. Cette étude a permis de mettre en évidence un nouveau mécanisme de régulation de DKK1 faisant intervenir l’intégrité du cytosquelette d’actine
Tenascin-C (TNC) is a major component of the tumor specific extracellular matrix and its expression has been linked to tumor angiogenesis and metastasis. I demonstrated that TNC downregulates the expression of the Wnt signalling inhibitor DKK1 and by that enhances Wnt/-catenin signalling. Reduced stress fibre formation in the presence of TNC was identified as a major mechanism contributing to DKK1 downregulation. The activity of the actin-regulated SRF co-transcription factor MKL1 was found to be reduced in the presence of TNC. My results indicate that TNC-regulated MKL1 function maybe one, but not the major mechanism of DKK1 regulation by the actin status and that other factors, presumably regulated by actin stress fibres, are involved. Enhanced Wnt signalling activity downstream of TNC-induced DKK1 downregulation might be a major mechanism by which TNC promotes tumor progression. Furthermore, this study discovered a novel mechanism of regulating the Wnt inhibitor DKK1 by the integrity of the actin cytoskeleton

Toutes les cellules nucléées peuvent détecter, limiter et signaler les infections virales à leur cellules voisines et au système immunitaire grâce à la sécrétion d'interférons de type I (IFN). Le virus atténué de la rougeole (MV) se réplique préférentiellement dans les cellules tumorales du mésothéliome pleural malin (MPM) plutôt que dans les cellules saines car elles présentent souvent des défauts dans cette voie. Cependant, les cellules non tumorales du microenvironnement possèdent des voies antivirales fonctionnelles et peuvent produire de l'IFN en cas d'infection. Dans cette étude, nous avons cherché à déterminer le rôle des cellules myéloïdes dérivées de monocytes, sur l'activité oncolytique du MV et leur contribution à l'immunité anti-tumorale. Nous avons cultivé des cellules tumorales de MPM avec des monocytes préalablement différenciés, ou non, en macrophages ou en cellules dendritiques. Ces cellules cocultivées ont ensuite été infectées avec le MV. Nos résultats montrent que les cellules dérivées de monocytes peuvent limiter l’action oncolytique du MV de manière spécifique au patient. Par leur production d’IFN, ces cellules compensent l’absence d’expression d’IFN par les cellules tumorales et les protègent contre l’action oncolytique du MV. Toutefois, en réponse au virus, ces cellules myéloïdes génèrent également une réponse inflammatoire, qui pourrait stimuler la réponse immunitaire anti- tumorale du patient. En conclusion, cette étude souligne l'importance de prendre en compte les cellules non tumorales lors de l'évaluation de l'activité oncolytique du MV
All nucleated cells can detect, signal and limit viral infections to their neighboring cells and to the immune system through the secretion of type I interferons (IFN). Attenuated measles virus (MV) replicates preferentially in tumor cells of malignant pleural mesothelioma (MPM) rather than in healthy cells, as they often have defects in this pathway. However, non-tumoral cells in the microenvironment possess functional antiviral pathways and can produce IFN upon infection. In this study, we aimed to determine the role of monocyte-derived myeloid cells on MV oncolytic activity and their contribution to anti-tumor immunity. We cultured MPM tumor cells with monocytes previously differentiated, or not, into macrophages or dendritic cells. These co- cultured cells were then infected with MV. Our results show that monocyte-derived cells can limit the oncolytic action of MV in a patient- specific manner. By producing IFN, these cells compensate for the lack of IFN expression by tumor cells, protecting them from the oncolytic action of MV. However, in response to the virus, these myeloid cells also generate an inflammatory response, which could stimulate the patient's antitumor immune response. In conclusion, this study highlights the importance of taking non-tumor cells into account when assessing the oncolytic activity of MV

L'augmentation de l'incidence du mélanome cutané ainsi que des traitements peu efficaces impliquent que des thérapies alternatives soient développées et que les connaissances de la tumorigenèse de ce cancer soient améliorées. Cette thèse a pour objectif, d'une part, d'expliquer les raisons de l'association entre l'expression constitutive anormale par le mélanome du CMHII et un mauvais pronostic de survie des patients. Cette étude montre que l'activation de la voie MAPK, bien que nécessaire à l'expression du CMHII, n'est pas suffisante et que cette expression est coordonnée à, mais non régulée par, l'activité de la voie NFkB. De plus, elle coïncide avec la production de cytokines associées à l'angiogenèse et la métastase, pouvant ainsi expliquer l'association avec le mauvais pronostic. D'autre part, nous nous sommes intéressés à l'influence du microenvironnement sur l'agressivité du mélanome. Nous avons étudié les propriétés d'initiation tumorale, d'invasion et de potentialité de cellules de mélanome cultivées en 3D dans un milieu spécifique des cellules souches des crêtes neurales. Ce mode de culture augmente alors les capacités invasives des cellules et engendre une dédifférenciation marquée par l'expression de facteurs embryonnaires et par une augmentation de la potentialité des cellules. De plus, il semblerait que l'expression de ces facteurs embryonnaires soit responsable des modifications des propriétés d'agressivité observée. Cette thèse s'inscrit dans les interrogations actuelles sur le concept de cellules souches cancéreuses (CSC), proposant de définir les CSC, non comme une entité mais comme un état modulable en fonction du microenvironnement tumoral
The rising incidence of cutaneous melanoma and the low effectiveness of treatments of metastatic forms imply alternative therapies should be developed and that knowledge of its development should be improved. This thesis aims first to explain the known association between MHC class II abnormal constitutive expression by melanoma cells and unfavorable clinical outcome. This study shows that, although necessary, MAPK signalling activation is not sufficient to induce MHC class II expression and that this expression is correlated to but not regulated by NFKB activity. Moreover, MHC class II expression coincides with expression and production of chemokines associated with angiogenesis and metastasis, which provides a rationale for its association with poor prognosis. Secondly, we wondered to which extent microenvironment influences melanoma aggressiveness. In that purpose, we chose to study tumor initiating potential, invasive and differentiation abilities of melanoma cells cultured under three-dimensional condition in stem cell media. We provide evidence that this culture method increases invasive abilities of melanoma cells and directs them toward dedifferentiated phenotype marked by embryonic stem cell transcription factor expression and by an increase in differentiation potential. Finally, we put forward that the expression of embryonic stem cell transcription factors might be responsible for the observed alterations in aggressiveness properties of melanoma cells. This thesis supports actual concerns about the cancer stem cell concept and the actual hypothesis that proposes to define stem ness not as an entity but rather as a state, responding to environmental cues

Les lymphocytes T régulateurs (Treg) jouent un rôle prépondérant dans la tolérance du système immunitaire. En physiopathologie, un défaut quantitatif ou fonctionnel en Treg favorise le développement de maladies auto-immunes tandis que leur présence participe au développement tumoral. En particulier, la présence de Treg dans le stroma immunitaire de la tumeur (TiTreg) est de mauvais pronostic pour la survie des patientes atteintes de cancers du sein et de l'ovaire. Les Treg sont recrutés dans la tumeur via l'axe CCL22/CCR4 et sont activés et amplifiés via leur interaction avec les pDC et l'axe de co-stimulation ICOS-ICOSL qui favorise leurs capacités suppressives. Ce projet contribue aux efforts réalisés ces dernières années visant à la compréhension des mécanismes d'immunosuppression des Treg opérant dans les tumeurs humaines. En effet, ce projet met en évidence que les Ti-Treg humains expriment fortement l'ectonucléotidase membranaire CD39. Cette enzyme extracellulaire catabolise l'Adénosine tri-phosphate (ATP) en Adénosine Monophosphate (AMP) pouvant être ensuite dégradé, via l'ectonucléotidase CD73, en Adénosine (Ado). Alors que l'ATP représente une Alarmine (signal de danger extracellulaire) qui en particulier contribue à l'activation de l'inflammasome, l'Ado possède un fort pouvoir immunosuppresseur qui est illustré chez les patients atteints d'une déficience de l'enzyme Adénosine Déaminase (ADA), ne pouvant dégrader l'Ado en Inosine (Ino), développent un Syndrome d'Immunodéficience Sévère. Contrairement au Treg murins, les Treg humains n'expriment pas CD73. Cependant nous avons pu identifier une population de lymphocytes T CD4+ mémoires non régulateurs (Tconv) exprimant CD73 et coopérant ainsi avec les Treg CD39+ pour la génération d'Ado. Cette population présente une capacité accrue de sécrétion de cytokines inflammatoires (IFNgamma, IL-17A, IL-22, GM-CSF) et l'expression de molécules (CXCR3, CCR6, MDR1) caractéristiques du profil Th1/17. De plus ces cellules semblent être moins sensibles à une régulation médiée par les points de contrôles dits immune-checkpoints (ICPs) tel que PD-1, CTLA-4, TIM-3, TIGIT. Par contre, les Tconv CD73+ sont sensibles à l'Ado généré lors de la coopération avec les Treg CD39+ qui engendre l'inhibition de leur prolifération et de leur sécrétion d'IFNgamma et de GM-CSF mais pas de l'IL-17A. L'Ado qui agit localement, peut également entrainer la suppression des Tconv CD73neg dans l'environnement proche. L'ensemble de ces résultats montre que l'expression de CD73 caractérise une population de T CD4 effecteurs polyfonctionnelle Th1/17 qui est une cible privilégiée et coopérative de l'immunosuppression des Treg dans l'environnement tumoral. En outre l'action d'Ado transforme ce puissant effecteur anti-tumoral en cellule potentiellement pro-tumorale via l'unique sécrétion privilégiée d'IL17
Regulatory T cells (Tregs) play a key role in the immune system tolerance. In pathophysiology, a quantitative or functional defect in Treg promotes development of autoimmune diseases while their presence involved in tumor development. In particular, the presence of Treg in the immune stromal tumor environment (Ti-Treg) is associated with a poor prognosis for survival of patients suffering from breast cancer and ovarian cancer. Treg are recruited in the tumor through the CCL22 / CCR4 axis and are activated and amplified through their interaction with pDC expressing costimulatory axis ICOS-ICOSL and promoting their suppressive capacity. This project contributes to the efforts made in recent years to understand suppressive mechanisms of Treg operating in human tumors. Indeed, this project demonstrates that humans Ti-Treg strongly express the membrane ectonucleotidase CD39. This extracellular enzyme catabolizes Adenosine-triphosphate (ATP) to adenosine-monophosphate (AMP) which can then be degraded through the ectonucleotidase CD73 into Adenosine (Ado). While ATP is an Alarmine (extracellular danger signal) that particularly contributes to the inflammasome activation, Ado has strong immunosuppressive effect which is illustrated in patients with deficiency of the enzyme Adenosine Deaminase (ADA), which cannot degrade Ado into Inosine (Ino) and develop an Immunodeficiency Syndrome Severe. Unlike murine Treg, human Treg do not express CD73. However we could identify a non-regulatory population of CD4+ T cells (Tconv) expressing CD73, and thus cooperating with CD39+ Treg for Ado generation. This population has an increased capacity of secretion of inflammatory cytokines (IFNgamma, IL-17A, IL-22, GM-CSF) and the expression of molecules (CXCR3, CCR6, MDR1) characteristics of Th1/17 profile. Moreover, these cells appear to be less sensitive to regulation mediated by the immunocheckpoints (ICPs), such as PD-1, CTLA-4, TIM-3, TIGIT. Nonetheless CD73+ Tconv are sensitive to Ado generated in cooperation with CD39+ Treg which induce the inhibition of their proliferation and their secretion of IFNgamma and GM-CSF but not IL-17A . Ado acting locally, can also inhibit the Tconv CD73neg in the surrounding environment. All these results show that the expression of CD73 characterizes a population of multifunctional effector T CD4 Th1/17, which is a specific and cooperative target of Treg immunosuppression in the tumor environment. In addition the action of Ado transforms this potent anti-tumor effector to potentially pro-tumor cells which only secret IL17

Le cancer de la prostate (CaP) est la première cause de cancer chez l'homme dans les pays industrialisés. Il s'agit d'une maladie hétérogène pouvant être indolente ou très agressive et mettant alors en jeu le pronostic des patients. Les mécanismes moléculaires impliqués dans cette progression tumorale sont mal connus. L'objectif de ma thèse était de caractériser le rôle d'un des composants majeurs du microenvironnement de ces tumeurs, le tissu adipeux périprostatique (TAPP), dépôt adipocytaire entourant la glande prostatique. En effet, l'invasion de ce TAPP par les cellules tumorales est reconnue comme un facteur de mauvais pronostic, suggérant que ce TAPP (en particulier les adipocytes) pourrait être un acteur clé de la progression tumorale. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés au rôle paracrine de ce TAPP en condition d'obésité, qui est un facteur pronostique négatif dans le cancer de la prostate. Nous avons montré qu'une chimiokine adipocytaire (CCL7), en se liant à son récepteur CCR3 présent à la surface des cellules tumorales, attire ces dernières, favorisant ainsi la dissémination locale du cancer de la prostate, ce phénomène étant amplifié en conditions d'obésité. Une fois que les cellules tumorales ont franchi la capsule prostatique, elles entrent en contact direct avec les adipocytes du TAPP et un dialogue s'établit entre les deux types cellulaires. Nos résultats montrent que ce dialogue se manifeste par une lipolyse accrue dans les adipocytes qui relarguent des acides gras libres (AGL) qui sont ensuite captés par les cellules tumorales. Ces AGL activent une cascade de signalisation dans les cellules tumorales, en stimulant l'expression d'enzymes pro-oxydantes, et en particulier la NOX5 (NADPH-oxydase 5), qui va entraîner une augmentation des ROS (espèces réactives de l'oxygène) intracellulaires. Cette augmentation des ROS va entraîner une augmentation de certaines MMP (Matrix Metalloproteinases) impliquées dans l'invasion tumorale. Cette voie de signalisation est également amplifiée dans un contexte d'obésité. En dehors de l'obésité, des études récentes montrent que certains patients pourraient présenter une accumulation anormale de ce TAPP indépendamment de l'indice de masse corporelle (IMC), ces TAPP abondants étant associés à des cancers agressifs. Nous avons montré, en mesurant le volume de TAPP sur les IRM de 147 patients atteints de CaP, que l'abondance du TAPP est dissociée de l'IMC et des autres dépôts adipeux. [...]
Prostate cancer (PCa) is the most common cancer in men in Western countries. It is a heterogeneous disease ranging from indolent to very aggressive, life-threatening forms. The molecular mechanisms implicated in tumor progression have not been clearly identified yet. The aim of my thesis was to characterize the role of one of the main components of prostate cancer microenvironment, the periprostatic adipose tissue (PPAT), an adipose depot surrounding the prostate. Indeed, PPAT invasion by tumor cells is recognized as a poor prognosis factor in PCa, suggesting that PPAT (and more specifically their main cellular component, adipocytes) could be a key player in tumor progression. First, we focused on the paracrine role of this PPAT in the context of obesity, which is known as a poor prognosis factor for PCa. We have shown that a chemokine secreted by adipocytes (CCL7), by binding to its receptor CCR3 on the surface of tumor cells, is able to chemoattract these cells outside of the prostate gland, thus favoring the local dissemination of PCa, this phenomenon being amplified in the context of obesity. Once tumor cells have crossed the prostatic capsule, they come into direct contact with PPAT adipocytes and a bidirectional crosstalk between the two cell types is established. Our results show that this crosstalk begins with an increased lipolysis in adipocytes, that release free fatty acids (FFA) then taken up by tumor cells. Those FFA activate a signaling cascade in tumor cells, by stimulating the expression of pro-oxidant enzymes, especially NOX5 (NADPH-oxidase 5), that leads to an increase in intracellular ROS (Reactive Oxygen Species). This accumulation of ROS leads to an increase in the expression of some MMP (Matrix Metalloproteinases) participating in tumor invasion. We have also shown that all this signaling pathways is upregulated in a context of obesity. Aside from obesity, recent studies suggest that some patients could present an unusual accumulation of PPAT, independently from BMI (Body Mass Index), those abundant PPAT being correlated with more aggressive prostate cancers. We have shown, by measuring PPAT volume on the MRI of 147 patients with prostate cancer, that PPAT abundance is dissociated from BMI and the accumulation of other adipose depots. [...]

L’immunothérapie est une avancée majeure dans le traitement des cancers, même s’il reste fondamental d’identifier de nouvelles cibles pour optimiser la réponse anti-tumorale. Des enzymes impliquées dans le métabolisme d'acides aminés ont été décrites comme pouvant inhiber ces réponses immunitaires et ainsi favoriser la progression tumorale. Elles sont donc devenues des cibles thérapeutiques de premier choix. L’IL-4 induced gene 1 (IL4I1) est une phénylalanine oxydase qui, au cours de cette dernière décennie, s’est dévoilée dans la littérature comme un véritable outil de la tolérance périphérique. Ses fonctions restent cependant largement inexplorées. Au cours de ma thèse, j’ai étudié les propriétés immunorégulatrices de l’IL4I1 en contexte tumoral dans un modèle de mélanome spontané (souris Ret), mais également dans la physiologie des lymphocytes B (LB). Dans un premier temps, mes résultats mettent en avant que l’activité enzymatique de l’IL4I1 dans les rates des souris Ret est corrélée avec la sévérité de la maladie. De façon intéressante, l’inactivation génétique de l’IL4I1 dans ce modèle (RetIL4I1KO) retarde le développement de la tumeur primaire, mais aussi la dissémination métastatique. Nous démontrons que l’IL4I1, principalement exprimée par les cellules myéloïdes, a la capacité de façonner la composante immunitaire du microenvironnement tumoral, et ce, par le recrutement préférentiel de cellules myéloïdes au détriment d’effecteurs lymphocytaires T. Par ailleurs, mes données chez les souris déficientes pour l’IL4I1 (IL4I1KO) ont mis en évidence un rôle crucial de l’IL4I1, régulant de nombreuses étapes de la biologie des LB. Les souris IL4I1KO présentent une sortie accélérée des LB de la moelle osseuse, entraînant l'accumulation de LB folliculaires en périphérie. Ces souris ont un taux sérique élevé d'immunoglobulines naturelles et des anticorps auto-réactifs. Nous démontrons aussi que l’IL4I1 contrôle la réaction du centre germinatif, la différenciation des plasmocytes et la production d'anticorps spécifiques en réponse à une immunisation par un antigène T-dépendant. In vitro, l’absence de l’IL4I1 dans les LB augmente l’activation des voies de signalisation en aval du récepteur à l’antigène des LB (BCR), ainsi que leur prolifération. Par conséquent, nos résultats révèlent une propriété clé de l’IL4I1, contrôlant négativement l'activation dépendante du BCR. Compte tenu de l’effet majeur de l’IL4I1 sur la biologie des LB, il reste important d’investiguer si l’hyperréactivité du BCR des LB déficients pour l’IL4I1 participe au meilleur contrôle de la progression tumorale
Immunotherapy is one of the most promising advance in cancer treatments. It remains essential to identify new targets to maximize the anti-tumor immune response. Enzymes involved in amino acid metabolism have been described to impede these responses and thus promote tumor progression. They became good therapeutic targets. IL-4-induced gene 1 (IL4I1) is a phenylalanine oxidase which, over the last decade, was unveiled as a real tool for peripheral tolerance. However its functions remain largely unexplored. During my PhD thesis, I studied the immunoregulatory properties of IL4I1 in a tumoral context involving a spontaneous melanoma model (Ret mice), but also in the B cell physiology. First, my results highlight that the IL4I1 enzymatic activity is positively correlated with disease aggressiveness in the spleen of Ret mice. Interestingly, genetic inactivation of IL4I1 in this model (RetIL4I1KO) delayed the development of both primary tumor and metastatic dissemination. We demonstrate that IL4I1, mainly expressed by myeloid cells, has the ability to shape the immune compartment within the tumor microenvironment, through recruitment of myeloid cells instead of activated T cells. Furthermore, my data in mice deficient for IL4I1 (IL4I1KO) have emphasized a crucial role of IL4I1 in regulating many steps of B cell biology. Indeed, IL4I1KO mice exhibit an accelerated B cell egress from the bone marrow, resulting in the accumulation of peripheral follicular B cells. These mice have a high serum level of natural immunoglobulins and auto-reactive antibodies. We also demonstrate that IL4I1 controls the germinal center reaction, plasma cell differentiation and specific antibody production in response to a T-dependent antigen immunization. In vitro, the absence of IL4I1 in B cells increases their proliferation and the activation of signaling pathways upon B cell receptor (BCR) engagement. Thus, our results reveal a key role of IL4I1, which negatively controls the BCR-dependent activation. Regarding these effects of IL4I1 on B cell biology, it remains important to evaluate whether the BCR-dependent hyperreactivity in IL4I1KO mice contributes in the tumor control