Littérature scientifique sur le sujet « Cancers du poumon non à petites cellules »

Au cours de cette thèse, nous avons utilisé une approche immunohistochimique pour évaluer les valeurs pronostiques ou prédictives de protéines respectivement impliquées dans le métabolisme de la gemcitabine et des agents antitubuline dans le cancer du poumon non à petites cellules avancé. Nos résultats montrent que: (1) des faibles niveaux d'expression de cN-II sont les seuls facteurs pronostiques associés à la survie globale chez les patients traités par une chimiothérapie à base de gemcitabine ; (2) un haut niveau d'expression de β-tubuline III est associé à une résistance à la vinorelbine et à un mauvais pronostic chez 93 patients recevant une chimiothérapie à base de vinorelbine ; (3) le niveau d'expression de β-tubuline III est prédictif de la réponse au traitement et du devenir des patients recevant une chimiothérapie par paclitaxel, mais pas un facteur pronostic pour l'ensemble de ces patients

Le but de ce travail a été d’étudier la diffusion métastatique à la fois lymphatique et hématogène, par la détection d’une dissémination tumorale occulte, et par l’étude du rôle d’EPO/EPO-R et de VEGF-C/VEGFR-3. L’utilisation d’un panel d’ARNm marqueurs pour la mise en évidence de cellules tumorales occultes en RT-PCR quantitative dans les ganglions médiastinaux a été validée. Avec le même outil, des cellules tumorales circulantes dans la veine pulmonaire de patients opérés ont été détectées dans 30% des cas, sans relation avec la survie ou la réponse à la chimiothérapie. La coexpression de VEGF-C/VEGFR-3 a été retrouvée dans 39% des cas, associée à la prolifération tumorale, à l’envahissement ganglionnaire et à un risque de rechute élevé. Dans les ganglions métastatiques, la coexpression VEGF-C/VEGFR-3 était de 71%. Enfin, l’expression d’EPO/EPO-R par les cellules tumorales était un facteur pronostique péjoratif indépendant chez les patients opérés
The purpose of this work was to study the lymphatic as well as hematogeneous metastatic diffusion, by detecting occult tumour cells, and by studying the role of EPO/EPOR and VEGF-C/VEGFR-3. The diagnosis of mediastinal lymph node occult tumor cells using real-time RT-PCR for the detection of a panel of mRNA markers has been validated. By using the same tool, circulating tumour cells have been detected in 30% patients who undergone curative surgery; we failed to find any correlation with survival and response to chemotherapy. VEGF-C/VEGFR-3 expression in tumor cells was investigated in both primitive tumor and metastatic lymp nodes; a coexpression of these factors was observed in 39% of the tumors, and was associated with a high proliferation rate, high risk of lymph node metastasis, and poor survival. VEGF-C/VEGFR-3 were coexpressed in 71% of metastatic tumour cells. Finally, EPO/EPO-R coexpression in tumour cell is an independent poor prognostic factor in patientsundergoing surgery

L’étude du transcriptome de la famille des kallicréines tissulaires (15 gènes) dans le cancer du poumon a révélé que le transcrit majoritaire produit par chacun des 8 gènes étudiés correspond à l’ARNm codant la kallicréine considérée, à l’exception du gène K8. Au total, 24 transcrits pulmonaires ont été identifiés dont 11 n’ont jamais été décrits. Leur expression a ensuite été quantifiée par RT-PCR quantitative dans des échantillons de tissu pulmonaire tumoraux et non tumoraux adjacents. Les résultats ont révélé que l’expression de K10 et K11 était peu altérée dans le poumon alors que K5 et K7 étaient différentiellement exprimés selon le type histologique de cancer et, K13 et K14 selon le degré d’envahissement ganglionnaire. Enfin, les forts niveaux d’expression de K6 et K8, fortement sur-exprimés dans les tissus tumoraux, constitueraient un facteur pronostique défavorable en terme de survie des patients, suggérant que hK6 et hK8 pourraient favoriser le développement tumoral
Evaluation of 8 human tissue kallikrein gene expression (15 genes) in lung cancer showed that, except for KLK8, all kallikrein gene transcription resulted in synthesis of a major mRNA encoding kallikrein protein. Altogether, we identified 24 KLK transcripts in lung tissue and 11 mRNA were never described yet. We also quantified using real-time RT-PCR those KLK gene expression in normal and tumoral lung tissues Our results revealed that KLK10 and KLK11 displayed similar expression in normal and tumor lung tissues, whereas KLK5 and KLK7 differential expression was correlated with tumor histotype. KLK13 and KLK14 expression was altered in patients with or without lymph nodes metastasis. The KLK6 and KLK8 genes were highly over-expressed in NSCLC compared to normal lung tissue. Moreover, increased expression of KLK6 and KLK8 genes correlated with negative patient prognosis suggesting that proteins encoded by those genes may be involved in neo-plastic progression

L'incidence globale et la mortalité dues au cancer du poumon fait de cette pathologie un problème majeur de santé publique. Les cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) réprésentent 80 % des cancers bronchiques. Malgré les progrès observés au cours de vingt dernièrs années, le prognostic des patients atteints d'un CBNPC reste, tout stade confondu, médiocre avec 15 % de survie à 5 ans. L'objectif de cette thèse était d'identifier de nouvelles altérations moléculaires dans les CBNPC dans le but de mieux comprendre la carcinogenèse bronchique et son processus métastatique. Un travail global de caractérisation des CBNPC réalisé par des études pangénomiques nous a permis de mettre en évidence des régions d'intérêt. Nous avons focalisé notre travail sur trois grandes régions d'altérations : les altérations des gènes du cycle cellulaire, les altérations de la région 3q27-29 contenant TP63 et les altérations de la région 7p21. 1 contenant TWIST1. L'ensemble de ces travaux a apporté des éléments de compréhension à la carcinogenèse bronchique et son processus métastatique grâce à l'identification de nouveaux liens de coopérations oncogéniques. La mise en évidence de nouvelles altérations moléculaires dans CBNPC permet de caractériser des sous-groupes de patients et pourrait permettre d'établir à terme une thérapie adaptée au "portrait moléculaire" spécifique de leur tumeur.

Le cancer bronchique représente le cancer le plus fréquent dans le monde. Le tabagisme en est la principale cause. Le développement des cellules tumorales provoque une réaction stromale tissulaire contenant des cellules inflammatoires dont la majorité sont des lymphocytes infiltrant la tumeur. Dans cette étude, quatre approches ont été utilisées afin d'étudier la modulation tumeur-dépendante du système immunitaire : l'immunophénotypage du répertoire Vβ du TCR par cytométrie de flux et l'électrophorèse en gel de gradient dénaturant (DGGE/TTGE) des segments VJγ du TCR, l'exploration phénotypique des tissus sains, tumoraux et ganglionnaires en immunofluorescence sur coupes à la congélation, et l'amplification par RT-PCR de l'ARN de diverses cytokines. Les résultats obtenus montrent qu'il existe une oligoclonalité des lymphocytes T dans les tissus sains, tumoraux et ganglionnaires. Un clone Vβ13. 1 et un clone gamma semblent spécifiques des carcinomes épidermoïdes alors que deux clones gamma semblent spécifiques des adénocarcinomes. De plus, l'expression de CD3/TCR est significativement diminuée dans les tumeurs. De même, les molécules β2 microglobuline, HLA-DR et -DQ sont fortement exprimées par les pneumocytes sains mais sont peu présentes sur les cellules tumorales. Diverses cytokines ayant des effets antagonistes sont produites dans les tumeurs en particulier le TGFβ et l'IL-10 favorisant la croissance tumorale et le TNFalpha et l'IFNγ potentialisant la réponse immune anti-tumorale. En conclusion, les clones détectés dans les tissus sains pourraient être spécifiques de lésions très précoces prétumorales liées au tabac. Il semble exister des clones spécifiques des tumeurs et des types tumoraux. Cependant, la surveillance immune a été mise en échec par un certain nombre de mécanismes et en particulier la diminution d'expression des molécules impliquées dans la synapse immunologique ainsi que la sécrétion de diverses cytokines ayant des effets antagonistes
Lung cancer is the most frequent type of cancer in the world. Smoking is clearly the major cause of this pathology. The proliferation of tumor cells induces an inflammatory stromal reaction comprising numerous tumor-infiltrating lymphocytes. In this study, four complementary approaches have been used to study the tumor-dependent modulation of the immune system : TCR Vβ repertoire usage in flow cytometry, TCRγ gene clonal rearrangements in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE/TTGE), tumor and healthy lung tissue infiltration as well as lymph nodes characteristics in immunohistology and cytokine production by RNA RT-PCR. The results obtained have demonstrated the oligoclonality of T-cells in the three types of tissues tested. A Vβ13. 1 clone and a gamma clone appeared to be specifics of epidermoid carcinoma. Similarly, two TCRγ clones appeared to be restricted to adenocarcinoma. Moreover, the CD3/TCR complex was clearly down regulated in tumors compared to healthy tissue or lymph nodes. Similarly, HLA-DR, HLA-DQ and β2 microglobuline, strongly expressed on healthy pneumocytes were nearly absent from tumor cells. Several cytokines with antagonistic effects were detected within tumoral tissue, especially TGFβ and IL-10, which favour tumor growth and TNFalpha and IFNγ which potentialize the anti-tumoral immune response. In conclusion, the clones identified in healthy lung tissue could be specific of early pre-tumoral lesions induced by tobacco smoke, and some of the clones appear to be tumor-specific. However, the immune system has been defeated by several mechanisms, including a decrease of the expression of partners of the immunological synapse and the production of antagonistic cytokines

Le cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC), représentant jusqu'à 85% des cas de cancer de poumon, est la principale cause de décès par cancer dans le monde. La majorité des patients sont diagnostiqués à un stade avancé de cancer et malgré les progrès thérapeutiques, le taux moyen de survie à 5 ans est d’environ 20%. De ce fait, une meilleure compréhension de la biologie des cellules cancéreuses et l'exploration des vulnérabilités des CBNPC devraient ouvrir de nouvelles voies pour le développement de stratégies thérapeutiques. Dans ce contexte, je me suis intéressée aux altérations métaboliques des CBNPC. Ma première étude s’est portée sur le rôle de l’efflux cellulaire du cholestérol durant le développement des CBNPC. Les lipoprotéines de haute densité (HDLs), principalement constituées de l’apolipoprotéine A-I (ApoA-I) sont impliquées dans le processus d’efflux cellulaire du cholestérol dans lequel les HDLs épurent le cholestérol en excès des cellules des tissus périphériques. Ce processus implique un transport actif du cholestérol médié par les transporteurs membranaires ABC de types A1 et G1 (ABCA1 et ABCG1). Grâce à l’utilisation d’un modèle murin de cancer du poumon (CCSPCRE-ERTM/+;KrasG12D/+), nous avons pu mettre en évidence que l’invalidation spécifique des transporteurs ABCA1 et ABCG1 dans les cellules cancéreuses augmente la taille des lésions tumorales pulmonaires, ainsi que l’infiltration immunitaire vers un profil permissif. A l’inverse, l’augmentation des taux des HDLs plasmatiques grâce à la surexpression de l’ApoA-I permet d’une part de limiter l’accumulation du cholestérol pulmonaire, mais également de diminuer le développement d’adénocarcinome induit par la mutation KRASG12D. En effet, l’efflux cellulaire du cholestérol réduit l’activation des voies de signalisation de survie des cellules cancéreuses in vivo, diminuant ainsi l’expansion cellulaire. De plus, nous avons montré que l’élimination du cholestérol membranaire à l'aide de la méthyl-β-cyclodextrine induit la régression des adénocarcinomes pulmonaires établis. Les perturbations locales et systémiques des voies d'efflux du cholestérol ont été confirmé chez les patients atteints de CBNPC. Nos résultats positionnent la thérapie d’élimination du cholestérol comme une cible métabolique potentielle afin de réduire le développement des CBNPC. Ma seconde étude consista à élucider le rôle de la mitophagie durant le développement des CBNPC. L'élimination sélective des mitochondries endommagées par la machinerie de l’autophagie est cruciale afin de réguler l’activité des mitochondries, un processus appelé mitophagie. La voie de mitophagie la mieux caractérisée implique la kinase PINK1 (PTEN-induced kinase 1) et l’E3 ubiquitine ligase PARKIN. Nous avons alors exploré le rôle de la mitophagie médiée par PINK1 dans la lignée cellulaire de cancer du poumon LLC-1 et la lignée cellulaire dérivée d’adénocarcinome de souris KrasG12D/+;p53-/- (KP) in vitro et in vivo. Dans un premier temps, nous avons démontré in vitro la capacité des cellules LLC-1 et KP à éliminer les mitochondries endommagées par la mitophagie, nécessitant la formation des autophagosomes par la protéine ATG7 (autophagy related 7). Nous avons également pu mettre en évidence que les dommages mitochondriaux des cellules LLC-1 et KP stabilisent et activent PINK1, mais pas PARKIN, qui n’est pas exprimée dans ces cellules. Nous avons finalement observé que la perte de PINK1 dans les tumeurs implantées chez des souris immunocompétentes, tout comme de la perte d'ATG7, augmente la croissance des tumeurs LLC-1. D’un point de vue mécanistique, la production de cytokines inflammatoires est diminuée dans les tumeurs déficientes pour PINK1, ce qui entraîne une réduction de l'infiltration des neutrophiles. Ces résultats suggèrent que la mitophagie dépendante de PINK1 contribue au contrôle de la croissance des tumeurs pulmonaires, notamment en modulant la réponse immune anti-tumorale
Lung cancer is the leading cause of cancer death worldwide, with non-small cell lung cancer (NSCLC) accounting for up to 85% of all cases. Most of patients are diagnosed with late-stage lung cancer and despite recent advances in effective therapies such as targeted therapies and immunotherapies, the average 5-year survival rate is around 20%. Therefore, a better biological insights of cancer cells to exploit their vulnerabilities are essential to improve potential therapeutic targets and patient outcome. In this context, I got interested in metabolic alterations in NSCLC.First, I focused on the role of cholesterol efflux pathways during NSCLC development. High density lipoproteins (HDLs), mainly consisting of apolipoprotein A-I (ApoA-I), are involved in the process of cellular cholesterol efflux. HDLs remove cholesterol excess from peripheral tissue cells by active cholesterol transport, mediated by ABC transporters ABCA1 and ABCG1. Using a mouse model of lung-tumor bearing KRASG12D mutation (CCSPCRE-ERTM/+;KrasG12D/+), we identified that disruption of cholesterol efflux pathways by specific inactivation of Abca1 and Abcg1 in cancer cells promoted a pro-tolerogenic tumor microenvironment and tumor growth. Overexpression of the apolipoprotein A-I, to raise HDL levels, limited the cholesterol lung retention and protected these mice from tumor development and dire pathologic consequences. Cholesterol removal therapy with methyl-β-cyclodextrin inhalation also reduced tumor burden in progressing tumor by suppressing the proliferation and expansion of epithelial progenitor cells of tumor-origin. Local and systemic perturbations of cholesterol efflux pathways was confirmed in human lung adenocarcinoma. Our results position cholesterol removal therapy as a putative metabolic target in lung cancer progenitor cells.Next, I studied the role of mitophagy during NSCLC development. The selective elimination of damaged mitochondria by the machinery of autophagy is crucial to regulate mitochondrial activity, a process called mitophagy. The most-characterized mitophagy pathway relies on the PTEN-induced kinase 1 (PINK1) and the ubiquitin E3 ligase PARKIN. Hence, we explored the role of PINK1-mediated mitophagy in two murine lung cancer cell lines, LLC-1 and tumor-derived cell line from KrasG12D/+;p53-/- mouse (KP), in vitro and in vivo. First, we demonstrated in vitro the ability of two murine lung cancer cell lines, LLC-1 and KP cells, to remove damaged mitochondria by mitophagy following mitochondrial damages. This process requires the formation of autophagosomes by the ATG7 (autophagy related 7) protein. We also demonstrated that mitochondrial damages in LLC-1 and KP cells stabilize and activate PINK1, but not PARKIN, which is not expressed in those cells. Finally, using immunocompetent mice, we identified that disruption of PINK1-dependent mitophagy, similar to ATG7 loss as a complete autophagy/mitophagy inhibition, significantly increased LLC-1 tumor growth in vivo. PINK1-deficient tumors accumulated aberrant mitochondria and reduced inflammatory cytokines production, correlating with reduction of neutrophil infiltration. Those preliminary data suggest that PINK1-dependent PARKIN-independent mitophagy in lung cancer cells contributes to the control of lung tumor growth. We hypothesize that it may be based, at least in part, on the induction of an effective anti-cancer immune surveillance

De nombreuses données suggèrent que le succès thérapeutique de certaines chimiothérapies conventionnelles, radiothérapies, ainsi que des thérapies ciblées est dû à leur capacité a induire la mort cellulaire immunogène (ICD), ce qui stimule la libération ou l'exposition des motifs moléculaires associés à un dommage (DAMPs) conduisant à leur reconnaissance par le système immunitaire, rétablissant ainsi l'immunosurveillance. En utilisant un criblage non polarisé, le crizotinib a été identifié en tant qu'inhibiteur de tyrosine-kinase ayant la capacité de stimuler la libération de caractéristiques distinctives de l’ICD. Des expériences faites par la suite ont montréque le crizotinib induit l'exposition de la calreticulin, la sécrétion d'ATP et la libération d’HMGB1, ainsi que le stress du réticulum endoplasmique dans les lignées cellulaires cancéreuses murines et humaines, notamment en combinaison avec les agents non immunogènes tel que le cisplatine. L’ICD causée par la combinaison du crizotinib avec la chimiothérapie a aussi été observée dans les cellules du cancer bronchique non à petites cellules (NSCLC), cellules ne possédant pas de mutations activatrices d’ALK ou ROS1 ; cela suggère un mode d'action hors-cible. Des études comparatives ont montré que seule la conformation utilisée en clinique, l’isoforme (R)-crizotinib, a la capacité de stimuler l’ICD ; le (S)-énantiomère ne possède pas ces caractéristiques. Combinées au cisplatine, les cellules fibrosarcome MCA205 et les cellules cancéreuses du poumon TC-1 traitées avec le crizotinib ont vacciné efficacement les souris immunocompétentes syngéniques contre la croissance des cellules vivantes de même type. Le crizotinib a amélioré l'efficacité de la chimiothérapie dans trois modèles de cancer du poumon orthotopiques : transplantable, induit par des carcinogènes et induites par les oncogènes. De façon remarquable, l’effet du crizotinib est aboli si un des signaux de l’ICD est bloqué. L'efficacité anticancéreuse dans chaque modèle s’est révélé être lié à l'infiltration de lymphocytes T, montrant l’implication d’une réaction immunitaire. Cela a été confirmé par des expériences chez des souris immunodéficientes (nu/nu, déficientes en thymodépendantes lymphocytes T) et dans des souris immunocompétentes dans lesquelles l’interféron gamma a été neutralisé à l’aide d’un anticorps ; l’effet du crizotinib était aboli dans les deux modèles. La combinaison du crizotinib avec le cisplatine a entraîné un accroissement de l'expression de PD-1, PDL-1 et CTLA-4 dans la tumeur, s’accompagnant par conséquent d'une sensibilisation importante des NSCLC à l'immunothérapie avec des anticorps anti-PD-1 et CTLA-4. Ainsi, la combinaison du crizotinib avec la chimiothérapie conventionnelle et les inhibiteurs des points de contrôle immunitaire peuvent être actifs contre le NSCLC. Les données présentées dans cette thèse pourraient faciliter la conception d’essais cliniques afin d’établir de nouvelles stratégies combinatoires pour le traitement des NSCLC
Accumulating evidence suggests that certain conventional chemotherapies, radiotherapies, as well as targeted therapies mediate their long-term therapeutic success by inducing immunogenic cell death (ICD), which stimulate the release or exposure of danger-associated molecular patterns from or on cancer cells, causing their recognition by the immune system, thus reinstating immunosurveillance. An unbiased screen identified crizotinib as a tyrosine kinase inhibitor that is potent in provoking hallmarks of ICD. In subsequent low-throughput validation experiments, crizotinib promoted Calreticulin exposure, ATP secretion, HMGB1 release, as well as ER stress in both human and murine cancer cells, especially if it is combined with normally non-ICD inducing chemotherapeutics such as cisplatin. ICD induced by the combination of chemotherapy and crizotinib was also observed in non-small cell lung carcinoma (NSCLC) cells lacking activating mutations of the crizotinib targets ALK and ROS1, suggesting an off-target-mediated mode of action. Comparative studies indicated that exclusively the clinically used (R) isoform of crizotinib was efficient in inducing cell death and stimulating ICD hallmarks whereas the (S) enantiomer lacked those characteristics. When combined with cisplatin, crizotinib-killed fibrosarcoma MCA205 cells as well as lung cancer TC-1 cells efficiently vaccinated syngeneic immunocompetent mice against a re-challenge with live cancer cells of the same types. Crizotinib improved the efficacy of chemotherapy with non-ICD inducers (such as cisplatin and mitomycin C) on three distinct (transplantable, carcinogen- or oncogene induced) orthotopic NSCLC models, none of which relied on the activation of ALK or ROS1. Of note these anticancer effects were completely lost if any of the ICD signals was blocked. These anticancer efficacies in different models were linked to an increased T lymphocyte infiltration as a sign of an immune response and were lost if such tumors grew on immunodeficient (nu/nu) mice that are athymic and hence lack thymus-dependent T lymphocytes, or on immunocompetent mice with a neutralization of interferon-. The combination of cisplatin and crizotinib led to an increase in the expression of CTLA-4, PD-1 and PD-L1 in tumors, coupled to a strong sensitization of NSCLC to immunotherapy with antibodies blocking CTLA-4 and PD-1. Hence, a combination of crizotinib, conventional chemotherapy and immune checkpoint blockade may be active against NSCLC, and these data might facilitate the design of clinical trials to evaluated novel combination regiments for the treatment of NSCLC