Littérature scientifique sur le sujet « Tumeurs du poumon – traitement médicamenteux »

Les tumeurs neuroendocrines sont une entite rare des tumeurs du tractus genital feminin, elles representent 1,4% de tous les cancers invasifs du col de luterus. Ce sont des tumeurs rares, de mauvais pronostic. Les options therapeutiques sont souvent extrapolees a partir du cancer du poumon a petites cellules et detudes retrospectives limitees. Le traitement prefere est une approche multimodale associant chirurgie, radiotherapie et traitement systemique. Nous rapportons le cas dune patiente traitee pour une tumeur neuroendocrine du col uterin au service de radiotherapie du Centre Hospitalier Universitaire Hassan II de FES.

Le cancer du poumon est la cause la plus fréquente de mort par cancer en Suisse. Environ 80% de tous les cancers du poumon en Suisse sont des carcinomes bronchiques autres que des tumeurs à petites cellules. Malgré les progrès diagnostiques et thérapeutiques, le taux de guérison des cancers autres que ceux à petites cellules n'est pas satisfaisant. Le traitement multimodal (chirurgie, radiothérapie, chimiothérapie) représente une amélioration thérapeutique très prometteuse. Ce travail présente, pour chaque stade tumoral (stade I–IV) du cancer pulmonaire autre que celui à petites cellules la valeur de la radiothérapie primaire radicale ou adjuvante (postopératoire).

Dans le carcinome bronchopulmonaire (CBP), l'aérosolthérapie par nébulisation pourrait permettre de délivrer de fortes concentrations intra-pulmonaires de chimiothérapie en diminuant la toxicité systématique. Nous avons réalisé l'étude expérimentale d'une aérosolthérapie antitumorale par gemcitabine (GCB). Nous avons démonté chez le rat la tolérance de la GCB en spray endotrachéal avec une dose maximale tolérable intrapulmonaire de 3 mg/kg/semaine pendant 9 semaines. Nous avons développé un modèle orthotopique de CBP et démontré un effet inhibiteur dose dépendant de la GCB en spray endotrachéal sur la croissance tumorale. Nous avons vérifié in vitro le pouvoir cytotoxique de la GCB nébulisée sur 2 lignées cellulaires de CBP. Chez le primate, nous avons validé une procédure de monitoring isotopique du dépôt pulmonaire en conditions de confinement et démontré la tolérance de 9 aérosols hebdomadaires d'1 mg/kg de GCB. Nous réalisons actuellement une étude de phase I sur la GCB en aérosol
In bronchial carcinoma (BC), administration of chemotherapy via inhalation could increase exposure of the tumor to the drug, while minimizing the systemic side effects. We performed a pre clinical study of aerosol administration of gemcitabine (GCB). In rats, we demonstrated the safety of pulmonary administration of GCB via endothracheal sprayer with a maximum tolerated dose of 3mg/kg once a week for 9 weeks. We developed an orthotopic model of BC in nude mice and demonstrated that nebulization does not alter the cytotoxic properties of GCB. In a primate model, we developed a scintigraphic monitoring procedure of aerosol deposition, and demonstrated the safety or 9 weekly aerosol administrations of GCB. At the present time, we perform a phase I study of aerosolized GCB in BC

Malgré les avancées dans le diagnostic et la prise en charge des cancers au cours des dernières années, le carcinome pulmonaire reste la première cause de mortalité par cancer dans le monde, tuant chaque année 1,8 millions de malades. Son agressivité est telle que son taux de survie à 5 ans n'excède pas les 20%. Représenté à 85% par le sous-type non à petites cellules, le cancer du poumon est le plus souvent diagnostiqué à des stades localement avancés, rendant la résection chirurgicale impossible. En dépit de l'essor de nouvelles thérapies puissantes telles que les immunothérapies qui ciblent les « immunes checkpoints » et les thérapies ciblées, le recours à des traitements à visées systémiques, comme les chimiothérapies cytotoxiques à base de sels de platine (cisplatine) demeure un des traitements de référence dans la prise en charge des cancers bronchiques. Bien que les puissants effets antinéoplasiques du cisplatine soient reconnus depuis des décennies, de nombreux patients sont en échec thérapeutique, notamment à cause de résistances primaires ou secondaires.MUC1 est une large O-glycoprotéine transmembranaire surexprimée dans 2/3 des cancers, dont le cancer du poumon, et est connue comme jouant un rôle dans la progression tumorale et comme étant associée à des signatures de la chimiorésistance. L'objectif de ce projet a été de mieux comprendre le rôle de MUC1 (i) sur les propriétés des cellules cancéreuses pulmonaires et (ii) dans la chimiorésistance au cisplatine, (iii) et de tester une stratégie oligonucléotide antisens afin de définir MUC1 comme nouvelle cible thérapeutique. Dans cette étude, cinq lignées d'adénocarcinomes pulmonaires ont été utilisées : quatre lignées d'adénocarcinomes pulmonaires invalidées pour l'expression de MUC1 par une stratégie CRISPR/Cas9 ou ciblées par un oligonucléotide antisens de type GapmeR (H1975, A549, HCC827 et H282), ainsi qu'une lignée d'adénocarcinome pulmonaire surexprimant de manière stable MUC1 (PC9). Des tests MTS, de prolifération, de migration et d'invasion, des western blot, des essais comètes, des immunofluorescences, de la cytométrie en flux et des qPCR ont été utilisés.Nos résultats montrent que l'expression de MUC1 (i) est associée à une augmentation de la survie, de la prolifération cellulaire, des capacités migratoires et invasives, mais aussi de la capacité à former des colonies, (ii) entraîne une chimiorésistance au cisplatine, (iii) module l'expression des pompes d'influx et d'efflux du cisplatine, (iv) protège des dommages à l'ADN, d'un arrêt du cycle cellulaire et de l'apoptose, et (v) augmente l'expression des marqueurs de cellules souches. L'utilisation d'un GapmeR ciblant MUC1 permet de diminuer ces différentes propriétés. En conclusion, nos résultats montrent que MUC1 est une actrice de la progression tumorale et de la chimiorésistance au cisplatine. Nos résultats suggèrent donc que MUC1 représente une cible thérapeutique intéressante afin de limiter la progression des cancers bronchiques non à petites cellules et d'améliorer la sensibilité aux traitements
Despite advances in cancer diagnosis and treatment, lung cancer remains the leading cause of cancer death worldwide, killing 1.8 million patients each year. Its aggressiveness is such that its 5-year survival rate doesn't exceed 20%. Represented at 85% by the non-small cell subtype (NSCLC), lung cancer is often diagnosed at locally advanced stages making surgical resection impossible. Despites the rise of powerful therapies such as immunotherapies targeting immunes checkpoints and targeted therapies, the use of systemically treatments such as platinum-based cytotoxic chemotherapy (cisplatin) remains one of the standard treatments in the management of bronchial cancers. Although the powerful antineoplastic effects of cisplatin have been recognized for decades, many patients fail to benefit from the drug, notably due to primary or secondary resistance.MUC1 is a large transmembrane O-glycoprotein overexpressed in 2/3 of all cancers cases, included lung cancer, and is known to be a key player in tumoral progression and to be associated with chemoresistance signatures. In this context, the project aims to better understand MUC1 roles (i) on lung cancer cells properties and (ii) chemoresitance to cisplatin, and (iii) to test an antisens oligonucleotide strategy to define MUC1 as a new therapeutic target. In our project, five adenocarcinoma cell lines are used: H1975, A549, HCC827 and H292 invalidated for MUC1 expression by Crispr/Cas9 technology or knock-down by antisens oligonucleotides (ASO) as well PC9 stably overexpressing MUC1 (PC9). MTS, proliferation assays, migration/ invasion assays, immunofluorescence, western blot, comet assays and qPCR are used.Our results show that MUC1 expression (i) is associated with increased cell survival, proliferation, migratory and invasive capacities, as well as the abilities to form colonies, (ii) leads to cisplatin chemoresistance, (iii) modulates expression of cisplatin influx and efflux pumps including ABC family efflux pumps, and (iv) protects cells treated with cisplatin against DNA damages, a proliferation stop and apoptosis and (v) increases stem cells markers expressions. Moreover, targeting MUC1 with an ASO decreases all these properties.In conclusion, in NSCLC, our results show that MUC1 is an actor of tumor progression, by promoting cell survival, proliferation, migration and invasion and is also involved in cisplatin chemoresistance. Overall, our data suggest that MUC1 may represent a novel therapeutic approach to limit NSCLC progression and improve drug sensitivity, since using an ASO strategy can reverse these properties

L'apparition d'une résistance aux agents anticancéreux est toujours redoutée en clinique, en particulier chez les patients atteints d'une tumeur solide disséminée. Plusieurs mécanismes sont mis en cause, un des plus importants paraît être celui qui est sous la dépendance d'une glycoprotéine membranaire (P-gp) agissant vis-à-vis de nombreux anticancéreux comme une pompe à efflux ATP-dépendante, non spécifique. Les principales approches explorées à ce jour pour circonvenir cette résistance ont surtout porté sur la mise au point d'inhibiteurs compétitifs ou non de la P-gp. Malgré le grand nombre de molécules synthétisées, très peu sont arrivées au stade d'essais cliniques et les résultats peuvent être encore considérés comme préliminaires. Par ailleurs, il a été démontré in vitro que les anticorps dirigés contre la P-gp pouvaient diminuer la résistance des cellules à la chimiothérapie. Nos travaux démontrent qu'il est possible dans certaines conditions d'induire la formation d'auto-anticorps dirigés contre la P-gp murine. Des épitopes correspondant aux boucles extracellulaires 1, 2 et 4 de la P-gp obtenus par synthèse peptidique et incorporés dans des liposomes ont été injectés chez la souris B6D2F1 permettant d'obtenir des réponses immunitaires. Ces anticorps ont démontré une spécificité aux épitopes extracellulaires de la P-gp et une activité inhibitrice de la pompe à efflux. Par ailleurs, cette préparation vaccinale associée à une chimiothérapie améliore la survie des souris ayant reçu des cellules cancéreuses P388 résistantes à la doxorubicine. Ce projet concernant le développement d'une stratégie de lutte contre la multidrogue résistance nous donne des résultats encourageants. Les retombées dans le domaine du cancer vont nous permettre : -d'optimiser la réponse immunitaire spécifique anti P-gp chez la souris et compte tenu de la similarité de structure de la P-gp murine et humaine, -de pouvoir envisager un développement de stratégie vaccinale applicable à l'homme
@Resistance of tumor cells to cytotoxic drugs is a major impediment to cancer chemotherapy. Multidrug resistance in human cells determined by the mdr1 gene encoding a membrane glycoprotein called P-glycoprotein found to correlate with the development of resistance phenotypes to a number of drugd (anthracyclines, epipodophyllotoxins, vinca alkaloids, actinomycin D, taxoid derivatives). Complete primary structure of human P-gycoprotein has been determined from the cDNA sequence. The protein 1280 amino acids long consists of two homologous halves, each comprising six putative transmembrane domains, and one nucleotide binding site which acts as an efflux pump on compounds which have neither common chemical structure nor common mechanism of pharmacological action. The murine mdr1 cDNA encodes a 1276 amino acids protein with a structure similar to its human homologue and sequences are 80% homologous with the strongest homology occurring in the intracytoplasmic part of the protien, whereas extracellular sequences differ significantly. Specific auto antibodies to extracellular loops 1, 2 and 4 of murine mdr1 P-gp were elicited in mice using palmitoylated synthetic peptides reconstituted in liposomes. The immune response against lipopeptides shows an increase of IgG anti-mpp1, anti-mpp2 and anti-mpp4 at the third immuzation. Following i. P inoculation of monocytic P388 resistant cells and chemotherapy, in vivo a 77% increase of the survival time in the immunized group (mean time survival of 39 days / 22 days in control group) was observed. Culture of resistant cell lines in the presence of elicited antibodies led to decrease cellular resistance to vinblastin and doxorubicin in monocytic P388R cells (expressing mdr1) and leukemic L1210R cells (expressing mdr1 and mdr3) but not in fibroblastic LM(tk-)R cells and in melanocytic B16R cells. This “vaccine” approach might have potentiel clinical application in resistance typically due to mdr1 expression

La réponse aux médicaments est souvent variable d'un individu à l'autre en termes d’efficacité et de tolérance, ce qui rend parfois leur utilisation difficile. Etant donné que de nombreux médicaments, et notamment les médicaments anticancéreux, présentent une fenêtre thérapeutique étroite, il est particulièrement important de pouvoir prédire leurs effets. Ces dernières années, l’étude des tissus cancéreux par rapport aux tissus sains à l’aide des techniques de génomique à haut débit a conduit à la description d’une multitude de variations à différents niveaux : génétique ou épigénétique, profils d’expression d’ARNm et voies de transduction du signal. De ce fait, un des challenges actuel de la recherche sur le cancer est basé sur l’utilisation de ces données afin d’identifier des biomarqueurs moléculaires permettant l’amélioration des méthodes actuelles de diagnostic, de pronostic ou de prédiction de la réponse au traitement. C’est dans ce cadre que s’inscrit la pharmacogénomique des anticancéreux dont le but est d’identifier l’origine génétique de la variabilité interindividuelle de réponse aux médicaments afin de permettre un traitement adapté à chaque patient. L’étude du génome dans son ensemble a déjà permis une meilleure compréhension des processus biologiques impliqués dans les phénomènes de chimiorésistance ou dans la survenue d’effets indésirables. Ce travail de thèse s’est basé sur l’étude des profils d’expression génique associés à la réponse à deux anti-cancéreux : la bléomycine et le methotrexate. Par cette approche, nous avons pu identifier des nouveaux marqueurs impliqués dans le développement de la fibrose pulmonaire induite par la bléomycine d’une part, et dans la résistance des leucémies lymphoblastiques aiguës au methotrexate d’autre part. Au final, l’ensemble de ce travail de thèse illustre parfaitement l’apport des nouvelles technologies à haut débit dans le domaine de la pharmacogénomique du cancer à travers le développement de nouveaux marqueurs moléculaires pour la prise en charge personnalisée des patients.

Les tumeurs de la granulosa sont rares et agressives. Des récurrences peuvent apparaître plus de 10 ans après l'ablation de la tumeur primaire, provoquant le décès de 80% des patientes. Cette maladie s'accompagne d'une hyperoestrogénie dans 70% des cas. La première partie de ma thèse met en évidence que l'E2 limiterait l'essaimage des métastases des tumeurs de la granulosa. En effet, les études in vitro réalisées sur des lignées cellulaires, issues d'une tumeur primaire de la granulosa humaine (C0V434) ou de métastases (KGN), montrent que l'E2 n'affecte pas leur prolifération, mais diminue significativement la capacité migratoire et invasive des cellules KGN. Cet effet est provoqué par un mécanisme rapide non génomique, qui inhibe l'activité de ERK1/2 via le récepteur GPER (François et al. , 2015). La "mini-puberté", présente chez les mammifères après la naissance, est caractérisée par des quantités très élevées de gonadotropines (LH et FSH) et d'E2. Cette activation précoce de l'axe gonadotrope se produit au moment où l'ovaire possède des follicules en croissance. La seconde partie de ma thèse montre que les niveaux élevés de FSH dans la période infantile sont indispensables pour optimiser la production d'E2 par les follicules tout en bloquant leur croissance, les protégeant ainsi d'une maturation trop précoce. En effet, les études in vivo et ex vivo révèlent que les concentrations élevées de FSH assurent une production significative d'E2 en augmentant l'expression de l'aromatase, mais qu'elles n'ont plus d'action sur l'induction de l'expression de la cycline D2, un facteur essentiel pour la prolifération des cellules de la granulosa (François et al. , en préparation)
The granulosa cell tumors are rare and aggressive. Recurrences may appear more than 10 years after the removal of the primary tumor, causing the death of 80% of patients. This disease is accompanied by hyperestrogenism in 70% of cases. The first part of my thesis shows that E2 limit spreading of metastases from granulosa cell tumors. Indeed, in vitro studies on cell lines-derived from a primary tumor of human granulosa (C0V434) or from metastases (KGN) highlight that E2 did not affect their proliferation, but significantly reduces the capacity of migration and invasion of KGN cells. This effect is caused by a rapid non-genomic mechanism that inhibits the activity of ERK1 / 2 via the GPER receptor (François et al. , 2015). The "mini-puberty", present in mammals after birth, is characterized by very high amounts of gonadotropins (LH and FSH) and E2. This early activation of the hypothalamic—pituitary—gonadal axis occurs at a time when the ovary contains growing follicles. The second part of my thesis shows that high levels of FSH in infantile period are essential to optimize the production of E2 by the follicles white blocking their growth and protecting them from premature maturation. Indeed, in vivo and ex vivo studies highlight that high concentrations of FSH provide significant production of E2 by increasing the expression of aromatase, but that they have no more action on the induction of the expression of cyclin D2, a key factor in the proliferation of granulosa cells (François et al. , in preparation)

Nous avons montré que des mutations de la région non codante (D-Loop) de l'ADN mitochondrial étaient fréquentes dans les tumeurs colorectales, qu'elles survenaient à un stade précoce (adénome) de la carcinogenèse et qu'elles étaient un facteur pronostique ainsi qu'un facteur de résistance à une chimiothérapie adjuvante à base de 5-fluorouracile. Par ailleurs, nous avons montré que les mutations du gène KRAS étaient un facteur de résistance au cetuximab, anticorps anti-REGF utilisé dans le traitement des cancers colorectaux métastatiques, et qu'elles étaient un facteur de mauvais pronostic chez les patients traités par cet anticorps, indépendemment de la toxicité cutanée. L'expression des phosphoprotéines pP70S6K et pMEKl semblent également être prédictive de la réponse et de la survie des patients traités par anticorps anti-REGF, indépendament du statut mutationnel du gène KRAS
We showed that mutations in the non-coding region (D-Loop) of the mitochondrial DNA were frequent in colorectal tumors, that they occured at an early step (adenoma) of the carcinogenesis and that they were a prognostic factor and associated with resistance to 5-fluorouracil-based adjuvant chemotherapy. Moreover, we showed that KRAS gene mutations were associated with a resistance to cetuximab, an anti-EGFR antibody used in the treatment of metastatic colorectal cancer, and that they were a poor prognostic factor in patients treated by this antibody, independently of skin toxicity. The expression of the phosphoproteins pP70S6K and pMEKl also seems to be predictive of response to anti-EGFR antibodies and a prognostic factor in patients treated by them, independantly of KRAS mutation status

Cette thèse porte sur la prise en compte des incertitudes et du mouvement dans le traitement des tumeurs pulmonaires en radiothérapie, que ce soit par photons, par protons ou par ions légers (hadronthérapie). L’accent est mis sur les méthodes de prise en compte du mouvement dites "passives". Ces méthodes, ne nécessitant pas d’asservissement respiratoire pour la délivrance de la dose, sont moins lourdes à mettre en place, et limitent l’introduction de nouvelles sources d’incertitudes. Des contributions cliniques et méthodologiques sont proposées. Tout d’abord, l’imagerie tomodensitométrique (TDM) pour la planification des traitements doit faire l’objet d’une attention particulière dans le cas de tumeurs soumises aux mouvements respiratoires. Nous avons évalué l’influence de la présence d’artéfacts de mouvements dans les images TDM sur la qualité de la planification. Nous avons également proposé des méthodologies et des recommandations pour l’optimisation des paramètres d’acquisition ainsi qu’un algorithme original de détection automatique des artéfacts dans les images TDM 4D. L’une des principales sources d’incertitudes lors de la planification de traitements en radiothérapie concerne la délinéation des volumes cibles. Nous avons évalué la variabilité inter-observateur de délinéation du volume cible macroscopique (GTV) et du volume cible interne (ITV) via une méthode originale permettant de l’intégrer dans le calcul des marges de sécurité. La réduction des incertitudes dues au mouvement respiratoire peut être réalisée en associant au système de contention une compression abdominale afin de limiter l’amplitude du mouvement respiratoire. Nous avons proposé une étude visant à évaluer l’impact de l’utilisation d’un tel système en fonction de la localisation dans le poumon. En radiothérapie par photons, une stratégie appelée mid-position consiste à irradier la tumeur dans sa position moyenne pondérée dans le temps et permet de réduire les marges par rapport à une stratégie ITV tout en conservant une couverture dosimétrique correcte. Une partie du travail de la thèse a consisté à participer à l’élaboration d’une étude clinique visant à comparer les deux stratégies, ITV et mid-position. Dans la plupart des cas, le mouvement respiratoire a une distribution de probabilité non-gaussienne et asymétrique, pouvant invalider la recette de calcul de marges de van Herk pour des mouvements tumoraux fortement asymétriques et de grande amplitude. Nous avons proposé un modèle numérique afin de prendre en compte cette asymétrie. Enfin, la prise en compte du mouvement respiratoire en hadronthérapie par des marges de sécurité doit faire l’objet de considérations spécifiques, en particulier en raison de la sensibilité du dépôt de dose aux variations de densité sur la trajectoire du faisceau. Dans une dernière partie, la définition des marges de sécurité pour prendre en compte le mouvement respiratoire de manière optimale est discutée
This PhD thesis focuses on the uncertainties and motion management in lung radiation therapy and particle therapy. Passive motion management techniques are considered. They consist in delivering the dose without any respiratory beam monitoring which may be difficult to set up or may introduce additional uncertainties. Clinical and methodological contributions about different treatment steps are proposed. First of all, computed tomography (CT) images for treatment planning must be carefully acquired in the presence of respiration-induced tumor motion. We assessed the impact of motion artifacts on the quality of treatment planning. We also proposed methodologies and recommendations about the optimization of 4D-CT acquisition parameters and an original method for automated motion artifact detection in 4D-CT images. Target delineation introduces one of the main source of uncertainties during radiation therapy treatment planning. We quantified inter-observer variations in the delineation of the gross tumor volume (GTV) and the internal target volume (ITV) using an original method in order to incorporate them in margin calculation. Reduction of motion uncertainties can be achieved by combining an abdominal pressure device with the immobilization system to reduce the amplitude of respiratory motion. We proposed a study to evaluate the usefulness of such a device according to the tumor location within the lung. Delivering the dose to the ITV implies an important exposure of healthy tissues along the tumor trajectory. An alternative strategy consists in irradiating the tumor in its time-averaged mean position, the mid-position. Margins are reduced compared with an ITV-based strategy while maintaining a correct tumor coverage. One part of the work consisted in participating in the implementation of a clinical trial in photon radiation therapy to compare the two strategies, ITV and mid-position. In the margin recipe proposed by van Herk, a Gaussian distribution of all combined errors is assumed. In most cases, respiratory motion has an asymmetric non-Gaussian distribution and the assumption may not be valid for strongly asymmetric tumor motions with a large amplitude. We proposed a numerical population-based model to incorporate asymmetry and non-Gaussianity of respiratory motion in margin calculation. Finally, when taking respiratory motion into account in particle therapy with safety margins, one must consider various parameters, particularly the dose deposit sensitivity to density variations. The last part is dedicated to a discussion on the defining of safety margins in order to optimally take into account respiratory motion

Introduction : Le traitement des cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) EGFR mutés repose sur les inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK) du récepteur de l’Epidermal Growth Factor (EGFR). Cependant tous les patients traités par ITK EGFR finissent par présenter une progression tumorale, du fait de mécanismes de résistance comme l’amplification du gène codant pour le récepteur tyrosine kinase MET. Il n’existe actuellement aucune donnée sur les modifications phénotypiques induites par l’activation de MET dans ce contexte. L’objectif de cette thèse est de déterminer si l’amplification de MET, lors de la résistance aux ITK EGFR dans les CBNPC EGFR mutés, confère aux cellules tumorales un phénotype plus agressif et modifie l’histoire naturelle de la maladie.Méthodes : Les capacités de prolifération, de croissance sans ancrage, de formation de sphéroïdes, de résistance à l’anoïkis et de migration ont été étudiées in vitro dans la lignée HCC827, dérivée d’un CBNPC EGFR muté, et dans sa lignée fille HCC827-GR6 (GR6) devenue résistante aux ITK EGFR via une amplification du gène MET. L’expression de la vimentine, de ZEB1, et de la E-cadherine a également été étudiée dans les deux lignées cellulaires afin d’évaluer l’impact de l’amplification de MET sur la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). In vivo la croissance tumorale et le potentiel métastatique ont respectivement été analysés dans des modèles murins de xénogreffe ectopique et d’injection intracardiaque. Enfin les données cliniques de patients issus de 15 centres avec un CBNPC EGFR muté métastatique, présentant une forte surexpression de MET en immunohistochimie (score 3+) ou une amplification de MET en FISH sur une re-biopsie réalisée après la progression sous ITK EGFR ont été analysées rétrospectivement. Résultats : In vitro, l’amplification de MET induisait une augmentation significative de la prolifération, de la croissance sans ancrage, de la formation de sphéroïdes, de la résistance à l’anoïkis et de la migration. En présence d’un inhibiteur de MET, le PHA-665752, ces différentes propriétés biologiques étaient réduites de façon significative dans les cellules GR6 porteuses de l’amplification de MET. Il était également mis en évidence dans les cellules GR6 une augmentation de l’expression de la vimentine et de ZEB1. In vivo, l’amplification de MET augmentait significativement la croissance tumorale et le potentiel métastatique. Un traitement par crizotinib, ITK ciblant MET, diminuait de façon significative le potentiel métastatique des cellules porteuses de l’amplification de MET. Enfin les patients atteints d’un CBNPC EGFR muté, porteur d’une amplification de MET à la résistance à l’ITK EGFR, présentaient une durée jusqu’à apparition de nouvelles métastases plus courte après progression sous ITK EGFR que les patients avec une forte surexpression de MET sans amplification génique. Conclusion L’amplification de MET dans un contexte de résistance aux ITK EGFR est associée à un phénotype tumoral plus agressif. Ces résultats plaident en faveur d’une utilisation précoce d’inhibiteurs de MET en association avec les ITK EGFR afin d’éviter l’émergence d’un clone tumoral résistant plus agressif
Introduction: Treatment of Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) mutated non-small cell lung cancers (NSCLC) relies on EGFR tyrosine kinase inhibitors (TKI). However, all patients treated with EGFR TKI eventually present tumor progression, due to mechanisms of resistance such as the MET amplification. There is currently no data on phenotypic changes induced by MET activation in this context. The objective of this thesis is to determine whether the MET amplification during EGFR TKI resistance in the EGFR mutated NSCLC induces a more aggressive phenotype in tumor cells and alters the natural history of the disease.Methods: Proliferation, anchorage independent growth, spheroid formation, anoïkis resistance and migration were studied in vitro in the HCC827 cell line, derived from an EGFR mutated NSCLC, and in its daughter cell line HCC827-GR6 (GR6) which became resistant to EGFR TKI through MET amplification. The expression of vimentin, ZEB1, and E-cadherin was evaluated in these cellular models in order to investigate an epithelial to mesenchymal transition (EMT) process induced by the MET amplification. In vivo, the tumor growth and the metastatic potential were analyzed by subcutaneous xenograft and intracardiac injection in mouse models. Finally, the clinical data of patients from 15 centers with a metastatic EGFR mutated NSCLC, exhibiting high MET overexpression in immunohistochemistry (score 3+) or MET amplification assessed by FISH on a re-biopsy performed after TKI EGFR progression were analyzed retrospectively.Results: In vitro, the MET amplification induced a significant increase in proliferation, anchorage independent growth, spheroid formation, anoïkis resistance and migration. Treatment with PHA-665752, a MET TKI, significantly reduced these biological properties in the GR6 cells harboring the MET amplification. An increase in the expression of vimentin and ZEB1 was also observed in the GR6 cells. In vivo, the MET amplification significantly increased the tumor growth and the metastatic potential. Treatment with crizotinib, another MET TKI, significantly decreased the metastatic potential of cells carrying MET amplification. Finally, patients with an EGFR mutated NSCLC, displayed a time to new metastases after TKI EGFR progression shorter than patients with high MET overexpression without MET amplification.Conclusion: The MET amplification during EGFR TKI resistance is associated in EGFR muted NSCLC with a more aggressive tumor phenotype. These results argue for the early use of MET inhibitors in combination with EGFR TKIs to avoid the emergence of a more aggressive resistant tumor clone

L'auteur décrit les évolutions aboutissant au traitement curatif conservateur des cancers du canal anal. Il situe les facteurs pronostiques, permettant d'identifier les patients nécessitant une intensification thérapeutique. Ses travaux ont abouti à 3 articles originaux publiés dans des revues internationales en premier auteur. Les deux premiers, rétrospectifs, rapportent les résultats cliniques du contrôle local, de la survie et des complications pour les cancers du canal anal et de la marge anale. Une étude multivariée individualise le stade tumoral et ganglionnaire et la réponse au traitement comme facteurs pronostiques de la survie, la taille tumorale, la réponse au traitement et l'intervalle entre les deux séquences d'irradiation pour le contrôle local et la dose totale d'irradiation pour les complications tardives. Seul le stade tumoral est pronostique du contrôle local et de la survie des cancers de la marge anale. Le troisième article décrit les résultats préliminaires d'un essai de phase II, dont il est l'investigateur, évaluant la tolérance et la réponse d'intensification thérapeutique par une chimiothérapie d'induction et concomitante à l'irradiation pour des tumeurs de mauvais pronostique. La tolérance est satisfaisante avec de faibles réductions de dose, et 93 % de réponses complètes sont constatées en fin de traitement. L'étude européenne, dont il est co-auteur, démontrent le bénéfice de la chimiothérapie concomitante. Le contrôle locorégional est augmenté de 18 % à 5 ans (p = 0,02) et la survie sans colostomie de 32 % (p = 0,002) sans amélioration significative de la survie globale. Une étude bibliographique et une note technique ont également été publiées sur le sujet. L'auteur conclue en la faisabilité d'un essai de phase III évaluant l'utilité de la chimiothérapie d'induction et deux techniques d'irradiation.

Les tumeurs pulmonaires, qu’elles soient primaires (principalement représentées par le cancer du poumon non-à-petites cellules) ou secondaires (métastases), causent la mort de plusieurs centaines de milliers de personnes par an à travers le monde. Malgré les modalités de traitements existantes, un plateau thérapeutique a été atteint avec un taux de survie à 5 ans de maximum 15%. Actuellement, il est connu que le cancer du poumon non-à-petites cellules ainsi que les métastases sont intrinsèquement résistants à l’apoptose.

Pour apporter des réponses aux principales problématiques rencontrées avec l’administration systémique de la chimiothérapie conventionnelle qui est principalement constituée d’agents pro-apoptotiques, nous avons développé des formulations à base d’agents antinéoplasiques aux propriétés anticancéreuses non pro-apoptotiques qui sont destinées à être administrées de manière localisée par la voie inhalée. Il faut savoir que l’inhalation est la voie d’administration préférentielle des principales affections respiratoires telles que l’asthme, la bronchopneumonie chronique obstructive et la mucoviscidose.

La première partie de ce travail a consisté à produire et à évaluer des formulations à base de témozolomide destinées à être administrées chez la souris porteuse de pseudo-métastases pulmonaires (issues d’un mélanome expérimental, le modèle B16F10), soit via la voie intraveineuse (iv) conventionnelle soit via la voie inhalée à l’aide d’un dispositif endotrachéal approprié. La suspension pour inhalation a été produite à l’aide de technique de réduction de taille et a été stabilisée à l’aide de phospholipides compatibles avec la voie pulmonaire. L’activité anticancéreuse in vitro a été vérifiée pour le témozolomide formulé sous forme de suspension pour inhalation et de solution intraveineuse par rapport à du témozolomide non formulé sur des lignées de cellules cancéreuses de cancer humain NSCLC A549, de glioblastome humain T98G et de mélanome murin B16F10. Cette dernière lignée a été utilisée pour générer les pseudo-métastases pulmonaires chez la souris en injectant les cellules de mélanomes dans la voie systémique via la veine caudale. La reproductibilité de la dose et de l’aérosol générés à partir de la suspension pour inhalation à l’aide du dispositif d’administration endotrachéal et la déposition des gouttelettes dans les poumons de la souris ont pu être respectivement évaluées avec précision par une méthode de quantification du témozolomide qui a été validée par nos soins, par des techniques de diffraction laser et par des techniques de microscopie à fluorescence et d’analyse d’images histologiques. Enfin, l’activité antitumorale in vivo et la tolérance des traitements conventionnels ou localisés ont été vérifiées chez la souris porteuse de ces pseudo-métastases pulmonaires B16F10. Les résultats ont montré que le dispositif endotrachéal utilisé permettait de produire des doses et des aérosols reproductibles et de déposer les gouttelettes d’aérosol profondément dans les poumons des souris. De plus, lors de l’étude in vivo, les traitements administrés étaient bien tolérés et la dose de témozolomide administré sous forme de suspension pour inhalation à l’aide du dispositif endotrachéal avait permis d’obtenir une efficacité antitumorale similaire à une dose similaire de témozolomide administrée par la voie iv conventionnelle. De plus, 11% (3/27) de souris « long-survivantes » avaient été observées avec le groupe traité par inhalation trois fois par semaine pendant trois semaines consécutives et les poumons de ces long-survivants avaient présenté une éradication quasi complète des tumeurs pulmonaires. Ce phénomène n’avait pas été observé dans les groupes de souris traitées de manière conventionnelle.

Ensuite, la seconde partie de notre travail a consisté en l’élaboration du témozolomide sous forme de poudres sèches pour inhalation destinées à être délivrées à l’aide d’un dispositif à poudre sèche à usage humain. Pour ce faire, nous avons développé les poudres sèches pour inhalation à l’aide de techniques de réduction de taille pour microniser la poudre de départ et d’atomisation pour évaporer le solvant et élaborer un enrobage autour des particules micronisées. La nature de l’enrobage était soit hydrophile soit lipophile. Ensuite les caractéristiques physicochimiques telles que les propriétés thermiques, les propriétés cristallines, la distribution de taille particulaire et la morphologie des formulations de poudre sèche pour inhalation ont été évalués à l’aide de techniques appropriées telles que la calorimétrie différentielle à balayage, la diffraction des rayons X sur poudre, la diffraction de la lumière laser et la microscopie électronique à balayage. Les profils de déposition pulmonaire et de dissolution ont été respectivement déterminés in vitro à l’aide de l’essai de la pharmacopée européenne utilisant l’impacteur à cascade multi-étages et d’un test de dissolution adapté aux formes pulmonaires. Les quatre formulations élaborées présentaient des caractéristiques physicochimiques intéressantes pour la stabilité à long-terme de la substance active et des formulations. De plus, deux formulations de poudre sèche pour inhalation (les formulations F1 et F2) présentaient des propriétés aérodynamiques tout à fait attrayantes avec une fraction minimale de poudre déposée au niveau du tractus respiratoire supérieure et une fraction maximale de poudre déposée au niveau du tractus respiratoire inférieur où se localisent les tumeurs pulmonaires. De plus, l’ensemble des formulations ont montré que la fraction sélectionnée des particules fines des poudres sèches pour inhalation libérait 75% du témozolomide dans le liquide simulant le fluide pulmonaire endéans les dix premières minutes du test de dissolution in vitro adapté aux formes pulmonaires.

Enfin, nous avons comparé l’efficacité et la tolérance in vivo d’une de nos formulations de poudre sèche de témozolomide pour inhalation administrée soit sous forme de suspension, soit sous forme de poudre sèche, à l’aide du dispositif endotrachéal approprié chez la souris porteuse de pseudo-métastases pulmonaires. L’uniformité de la dose délivrée par les différents dispositifs a été évaluée à l’aide d’une technique quantitative validée. Les résultats de cette étude ont montré qu’en administrant une formulation de poudre sèche sous forme d’un mélange de poudres plutôt que sous forme d’une suspension liquide, les doses en témozolomide à administrer pour obtenir une efficacité comparable était au moins deux fois moins élevées. Cependant, le dispositif endotrachéal pour les formulations de poudre présentait plus de variabilité au niveau de la dose délivrée que le dispositif endotrachéal pour les formulations liquides ce qui induit une variabilité dans les doses délivrées. Pour clôturer ce travail, nous avons appliqué certaines techniques que nous avons développées pour le témozolomide à une nouvelle molécule de synthèse, le trivanillate polyphénolique 13c, qui montre des propriétés anticancéreuses intéressantes dans le cadre des tumeurs pulmonaires. En effet, une méthode quantitative a été développée et a été validée. Une étude de pré-formulation et des essais de formulation pour produire une suspension, des complexes d’inclusion et des microparticules lipidiques ont été entrepris avec de relativement bons résultats pour les complexes d’inclusion élaborés avec des gamma cyclodextrines qui permettaient d’augmenter la solubilité dans l’eau de la molécule de 13c d’un facteur d’au moins 1,5×106. De plus, les particules de 13c montraient la particularité de se solubiliser dans un mélange dichlorométhane/éthanol (1 :1 v/v) ce qui nous a permis d’élaborer des microparticules lipidiques pour lesquelles les propriétés de mouillage devront être améliorées dans l’avenir./

Primary lung tumors, mainly represented by non-small-cell lung cancers (cancers NSCLC), or secondary lung tumors (metastasis) cause the death of hundred thousand human beings worldwide. Despite the therapeutic modalities used, the five-year survival rate reaches only 15%. Nowadays, it is known that cancers NSCLC and metastasis are intrinsically resistant to apoptosis.

To overcome the main problems occurring with the systemic delivery of conventional chemotherapy which are mainly constituted of non-specific and non selective pro-apoptotic agents, we have developed some formulations based on non pro-apoptotic antineoplasic drugs which are designed to be delivered by a localized administration, the inhalation. Indeed, inhalation is the preferential route to treat the main pulmonary affections such as asthma, chronic obstructive pulmonary disease or cystic fibrosis.

The first part of this work consisted to produce and evaluate temozolomide-based formulations designed to be delivered to mice bearing pulmonary pseudo-metastases (using a experimental melanoma, the B16F10 model), either by the conventional intravenous (iv) route or by inhalation using an endotracheal device appropriate to mice. The suspension for inhalation was produced by means of a high pressure homogenizing technique using phospholipids compatible with the lungs to stabilize the suspension. The in vitro anticancer activity was evaluated for both temozolomide-based formulations in comparison with non-formulated temzolomide on three cancer cell lines, a human NSCLC cancer cells (A549), a human glioblastoma cancer cells (T98G) as positive control and a murine melanoma cancer cells (B16F10). The latter was used to generate lung tumors in mice by injecting the melanoma cells by iv. Reproducibility of delivered dose and generated aerosol by the endotracheal device from the suspension for inhalation and the deposition of droplets in the mouse lungs were precisely evaluated by means of a validated HPLC determination method, a laser diffraction technique and fluorescent microscopy and histological image analysis, respectively. Then, the tolerance and the antitumor efficacy of iv or inhaled temozolomide-based treatments were evaluated on mice bearing pulmonary pseudo-metastases B16F10. The results showed that endotracheal device produced reproducible doses and aerosols and that the aerosol droplets were deposited deeply in the mouse lungs. Moreover, the temozolomide-based treatments were well tolerated in terms of weight evolution and the inhaled based-temozolomide treatments were able to get the same antitumor efficacy in terms of median survival rate as the conventional iv based-temozolomide treatments delivered at a same frequency. Moreover with the group treated by inhalation three times a week during three consecutive weeks, 11% (3/27) mice survived with an almost complete eradication of lung tumors which was not observed with the groups treated by conventional route.

Then, the second part of our work consisted to produce temozolomide-based dry powders for inhalation able to be delivered with a dry powder inhaler for human use. We developed the dry powders for inhalation using a high-pressure homogenizing technique to micronize temozolomide particles and then spray-drying technique to coat temozolomide microparticles. The coating was either hydrophilic or lipophilic. Then, the physicochemical characteristics such as thermal or crystalline properties, the particle size distribution and the particle morphology were evaluated for the four dry powders for inhalation by means of differential scanning calorimetry, x-ray powder diffraction, laser light scattering and scanning electron microscopy, respectively. The in vitro pulmonary deposition and dissolution were respectively determined by European pharmacopeia assay for the aerodynamic assessment of fine particles using a multi-stage liquid impinger and by dissolution test optimized for inhaler products. The four formulations produced presented physicochemical properties promoting long-term stability of temozolomide and formulations.Moreover, two of them (dry powder without coating or with a thin lipid coating) showed attractive aerodynamic properties with a minimal fraction of powder deposited in the oropharyngeal and tracheal zones and maximal fraction deposited in the lungs (almost 50% of the nominal dose) where the lung tumors are localized. Moreover, fine particle fraction of all formulations showed a fast release and dissolution of temozolomide with more than 75% of temozolmide dissolved within 10 minutes in the simulated lung fluid during the in vitro dissolution test optimized for dry powders for inhalation.

Then, we compared the in vivo antitumor efficacy and tolerance of one of dry powders for inhalation on mice bearing pulmonary pseudo-metastases B16F10. The dry powder for inhalation was administered either by dispersing it as a extemporaneous suspension able to be delivered by the endotracheal device for liquid forms or by mixing it with a spray-dried diluent able to be delivered by the endotracheal device for dry powders. The uniformity of delivered dose by the different endotracheal device was evaluated by a validated quantitative method. The results showed that the delivery of the powder mixture presented the same antitumor efficacy as the extemporaneous suspension but for a half dose of temozolomide. However, the endotracheal device for dry powders presented a higher variability of delivered dose than the endotracheal device for liquid forms.

Finally, we apply the pulmonary application on a polyphenol developed in the Faculty of Pharmacy, the molecule 13c, that showed very interesting in vitro anticancer properties against lung tumors. So, a quantitative method was developed and was validated. A preformulation studie was performed and formulation developements are on-going.

Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
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