Rozprawy doktorskie na temat „Tumeurs du poumon – traitement médicamenteux”

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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Dans cette thèse, nous présentons d'abord une nouvelle stratégie à base de bandes pour réduire les graphes impliqués dans la segmentation binaire par graph cuts. Ceci est effectué en testant localement si un noeud est réellement utile au calcul du flot maximum dans ces graphes. À l'instar des méthodes antérieures à base de bandes, les noeuds restants sont typiquement localisés dans des bandes étroites autour des contours de l'objet à segmenter. Dans un premier temps, nous proposons un test heuristique pour décider si un noeud peut être ajouté au graphe réduit qui peut être calculée en temps constant (excepté pour les bords de l'image). Lorsque le degré de régularisation est élevé, des paramètres supplémentaires sont intégrés à ce test pour à la fois réduire davantage les graphes et supprimer les zones dues au bruit dans les segmentations. Lorsque le degré de régularisation est moindre, le temps requis par cet algorithme est même compensé par le temps de calcul du flot maximum sur le graphe réduit. Dans cette situation, nous montrons expérimentalement que cet algorithme réduit significativement la consommation mémoire des graph cuts standard tout en conservant une erreur quasi nulle sur les segmentations. Dans un second temps, nous décrivons un autre test avec un coût computationnel légèrement supérieur. Nous démontrons que chaque noeud vérifiant ce test peut être retiré sans altérer la valeur du flot maximum. Des expériences numériques permettent d'exhiber des performances équivalentes au test heuristique. Dans une seconde partie, nous présentons une application de cette technique de réduction à la segmentation semi-interactive de tumeurs pulmonaires dans des images CT 3D. L'originalité de ce travail consiste à intégrer un a priori sur la localisation des graines objet et contrôler leur propagation grâce à un algorithme de Fast Marching basé sur le gradient de l'image. Les résultats quantitatifs et qualitatifs comparés aux vérités terrains fournies montrent une délimitation précise des tumeurs avec un coefficient de Dice supérieur à 80\% en moyenne.

La chimiothérapie est une des armes majeures du traitement du cancer. Pourtant, lorsque la maladie évolue malgré les traitements, la balance bénéfice risque peut devenir défavorable et justifier l’arrêt de la chimiothérapie. Cette décision est très difficile à prendre pour l’oncologue et tout aussi difficile à accepter pour le patient. Nous proposons tout d’abord une étude bibliographique des critères scientifiques de décision d’arrêt et observons que si des éléments existent, leur portée n’est jamais absolue. Nous présentons ensuite une analyse des pratiques à partir d’une cohorte de 81 patientes atteintes de cancer du sein métastatique avec étude des facteurs prédictifs de non réponse à la chimiothérapie. Dans une troisième étude, nous avons rencontré en entretien semi directif des oncologues, des patients et un groupe d’anciens patients, afin d’approcher leurs représentations et attentes vis-à-vis des décisions d’arrêt de chimiothérapie. Le modèle scientifique de l’evidence based medicine est indispensable mais insuffisant pour accompagner ces décisions. Elles convoquent en effet au moins en filigrane les questions existentielles du sens de l’expérience humaine, de la finitude, et du rôle du médecin dans ce contexte. La décision partagée, qui est à construire avec le patient, amène à revisiter en particulier les concepts d’autonomie et de consentement
Chemotherapy is one of the main methods of treating cancer. But when disease progresses despite treatments, the balance between risk and benefits may become negative and necessitate cessation of treatment. This decision is hard to make for the oncologist and also hard to accept for the patient. We performed a bibliographical review of scientific parameters that justify such a decision. These parameters actually exist but are not absolute. Then we proposed a cohort study of 81 patients with metastatic breast cancer, describing daily practice of chemotherapy near the end of life and analysing prognostic factors of progression after each line of chemotherapy. In a third study, we conducted semi directive interviews of oncologists, patients and cancer survivors, in order to analyse their attitudes and expectations about ending chemotherapy. The scientific model of evidence-based medicine is necessary but not sufficient to guide such decisions. Existential, although not necessarily explicit, concerns about the sense of human life, the perspective of death, and the role of caregivers must be discussed. Sharing the decision with the patient leads to discuss the notions of autonomy and individual consent

Cette thèse traite de l'étude d'un modèle mathématique de croissance tumorale métastatique et de ses éventuelles applications en clinique. Il y est développé en particulier une étude théorique et numérique des modèles présentés. La première partie du manuscrit traite de l'étude d'un modèle de croissance métastatique non traitée où il est introduit un nouvel outil in silico: l'Index Métastatique qui pourrait permettre de quantifier l'état métastatique d'un patient donné et qui pourrait ainsi venir renforcer les classifications tumorales déja existantes. La deuxieme partie traite de l'étude du modèle enrichi de manière à prendre en compte l'action d'un traitement par chimiothérapie. Il y est présenté une étude théorique et numérique du modéle modifié ainsi que des exemples de simulation visant a étudier l'évolution de l'index métastatique infléchi par l'action du traitement. La dernière partie de ce manuscrit est consacrée a l'étude des potentialités du modèle en termes d'applications cliniques. Il y est décrit en particulier une manière de rendre compte de la fiabilité du modèle en confrontant les simulations avec des résultats provenant d'une étude clinique. Enfin il est étudié quelques pistes pour affiner la classification de l'état de la maladie d'un patient et de comment déterminer les traitements les plus efficaces afin de minimiser la survenue de récidives
This thesis deals with the study of a mathematical model of growing metastatic tumors and its possible clinical applications. In particular, it is developed a theoretical and numerical study of the models. The first part of this manuscript is devoted to the study of a model of non treated metastatic growth where it is introduce a new in silico tool called Metastatic Index which could permit to quantify the metastatic staging of a given patient and could consequently improve the existing classifications of tumoral aggressiveness. The second part of this thesis deals with the study of the modified model in order to take into account a chemotherapy treatment. It is presented a theoretical and numerical study and some simulation examples aiming at studying the evolution of the metastatic index inflected by the action of the treatment. The last part of this manuscript is devoted to study the potentialities of the model concerning clinical applications. In particular it is described a way to establish in some manner the reliability of the model comparing some results of simulations with real clinical results. Finally, it is presented a possible way aiming at refining the classification of the metastatic staging of a patient and how to determine the more efficient treatments in order to minimize the occurrence of recurrences

Ces travaux ont pour but l'évaluation préclinique de trois composés ferrocéniques (FcOHTAM, FcdiOH et ansa-FcdiOH) formulés au sein de nanocapsules lipidiques (LNC) dans le cadre d'une thérapie anticancéreuse. Dans une première étude, le potentiel anticancéreux des ferrocifènes est démontré sur un modèle de cancer du sein triple négatif avec un retard significatif de la progression tumorale grâce à l'administration des LNC chargées en FcOHTAM. Afin d'améliorer le ciblage tumoral passif, la seconde partie de la thèse est consacrée au développement de LNC furtives par un procédé de formulation en une étape (one-step OS). Ces LNC OS présentent une circulation plasmatique prolongée et conservent l'intégrité de leur structure plusieurs heures après injection intraveineuse (iv), comme observé par imagerie FRET. Par ailleurs, l'injection répétée des LNC OS chargées en ansa-FcdiOH a provoqué l'arrêt de la croissance de gliomes implantés en sous-cutané. La dernière partie des travaux est dédiée au traitement du gliome orthotopique par différentes stratégies d'administration des LNC (en local et en périphérie). L'injection intra-carotidienne de LNC de FcdiOH recouvertes de peptide NFL-TBS a donné lieu à une amélioration de la survie pour quelques animaux (5/12). L'infusion intracérébrale prolongée des LNC de ferrocifènes a engendré une toxicité et mortalité importante. Finalement, l'administration répétée par voie iv s'est révélée être une approche encourageante avec une légère augmentation de la médiane de survie (7%). L'ensemble de ces résultats démontre l'activité prometteuse des complexes ferrocéniques associés aux LNC OS pour une approche alternative de thérapie du cancer.

L'IRM conventionnelle est considérée comme l'outil non invasif de référence pour le diagnostic, le bilan pré-thérapeutique et le suivi post-thérapeutique des tumeurs cérébrales de l'enfant et de l'adulte. Cependant, en raison de son manque de spécificité aussi bien pour certains diagnostics différentiels que pour l'évaluation de la réponse radiologique, différentes modalités d'IRM sont aujourd'hui ajoutées à l'examen conventionnel dans le but d'affiner l'exploration de ces tumeurs. L'utilisation d'une modalité unique n'est malgré tout pas suffisante pour établir une évaluation diagnostique ou pronostique optimale des tumeurs cérébrales. C'est pourquoi nous nous sommes intéressés à la combinaison de données issues des différentes modalités d'IRM dans le but d'obtenir une meilleure caractérisation, en termes de différenciation et d'évolutivité de ces néoplasmes. Dans ce contexte, nous avons investigué par IRM multimodale 1) les tumeurs épileptogènes de l'enfant, pour lesquelles il est crucial de déterminer le diagnostic préopératoire afin d'aider à la prise en charge chirurgicale ; 2) les tumeurs oligodendrogliales de l'adulte, difficilement distinguables et dont les décisions thérapeutiques reposent sur la détermination du grade et du profil moléculaire ; et enfin 3) la réponse des glioblastomes aux traitements anti-angiogéniques
Conventional MRI is considered as the gold standard method for the non-invasive diagnosis, pretherapeutic assessment and follow-up of brain tumors in adults and in children. However, due to its lack of specificity for both differential diagnosis and evaluation of the response to treatment, several MR modalities are now added to the conventional exam in order to refine the exploration of these tumors. The use of a single modality is however not yet sufficient to establish an accurate diagnosis or prognosis for brain tumors. For this reason, we were interested in the combination of data from different MR modalities in order to obtain a better characterization of these neoplasms. In this context, we used multimodal MRI to investigate 1) pediatric epileptogenic tumors, for which it is crucial to establish a preoperative diagnosis in order to make appropriate surgical and therapeutic decisions; 2) oligodendroglial tumors in adults, hardly distinguishable and which therapeutic decisions are mainly based on the determination of the tumoral grade and molecular profile; and 3) the response of glioblastoma to anti-angiogenic treatments. Through this work, we have shown that the association of different imaging modalities provides a significant contribution to the differential pre-therapeutic diagnosis of epileptogenic brain lesions in children and also of oligodendroglial tumors in adults as well as a support for the early assessment of tumoral response to anti-angiogenic therapies

Le cancer du sein touche principalement des femmes ménopausées avec une moyenne d’âge proche de 60 ans, bien que 10 à 15% de femmes plus jeunes soient touchées. Pour ces femmes, le pronostic est plus sombre, avec un risque plus important de cancer non-hormonodépendant, d’atteinte ganglionnaire ou de tumeur de haut grade. Ces patientes sont plus à même de recevoir une chimiothérapie, les exposant ainsi à des dommages ovariens importants alors qu’elles sont encore en âge de procréer. Parallèlement, les caractéristiques de la population française en termes de fécondité évoluent également et l’âge de la première grossesse continue de reculer. La majorité des patientes sont susceptibles de recevoir une chimiothérapie néo adjuvante et/ou adjuvante, ce qui induit fréquemment une altération du statut ovarien, de façon drogue et dose-dépendante. Cette altération ovarienne se traduit principalement par une déplétion de la réserve ovarienne, c’est-à-dire une diminution du stock de follicules primordiaux. Cette altération de la fonction ovarienne entraîne de nombreuses conséquences sur la qualité de vie de ces femmes jeunes. Il est actuellement impossible de prédire l’importance, la durée et l’éventuelle réversibilité de l’effet gonadotoxique des chimiothérapies. Cette augmentation de l’incidence du cancer du sein, associée au recul de l’âge de la première grossesse, souligne la nécessité de pouvoir apporter des informations précises aux femmes en âge de procréer atteintes de cancer du sein concernant la gonadotoxicité éventuelle des traitements. Cette gonadotoxicité peut donc entraîner dans certains cas une ménopause précoce, qui entraîne à son tour de nombreuses conséquences et a un impact important sur la qualité de vie de la femme atteinte d’un cancer du sein non métastatique. Les différents objectifs de ce travail sont les suivants : 1° La revue de la ménopause dans un contexte de traitement du cancer du sein, plus particulièrement sur les effets de la chimiothérapie sur les hormones ovariennes et les conséquences de la chimiothérapie sur la qualité de vie. Cette revue de la littérature nous a permis de mettre en évidences plusieurs points essentiels comme une définition non standardisée de la ménopause et le fait que dans certains cas les effets sur la qualité de vie passaient au second plan par rapport à la rémission. 2° D’identifier les patientes jeunes, qui avaient reçu de la chimiothérapie entre 1994 et 2012 afin d’analyser l’incidence des ménopausées prématurément et des facteurs qui sont liés. Cette base de données rétrospective nous a montré que sur les patientes sélectionnées (n=345), 46 ont été ménopausées à la suite du traitement soit environ 13.3%. Il a été montré que l’âge au moment du diagnostic et les bouffées de chaleur sont des facteurs qui augmenteraient le risque d’être ménopausées à la suite d’un traitement de chimiothérapie. 3° De mettre en place un essai pilote, de la rédaction du protocole à l’analyse des données préliminaires. Cet essai pilote a porté sur "Etude de l’impact de la Ménopause Chimio-Induite sur la Qualité de Vie des femmes jeunes en âge de procréer et atteintes d’un cancer du sein non métastatique". Ces travaux vont être présentés dans le manuscrit, je présenterai les résultats faisant état de l’impact des traitements et de l’aménorrhée induite par la chimiothérapie sur le score fonctionnel du QLQ-C30 ou encore sur l’anxiété, la dépression, et l’impact des manifestations climatériques sur ces jeunes femmes
Breast cancer mainly affects postmenopausal women with an average age close to 60 years, although 10-15% of younger women are affected. For these women, the prognosis is poorer, with a higher risk of non-hormone-dependent cancer, lymph node involvement or high-grade tumours. These patients are more likely to receive chemotherapy, exposing them to significant ovarian damage while they are still of childbearing age. At the same time, the characteristics of the French population in terms of fertility are also changing and the age of first pregnancy continues to decline. The majority of patients are likely to receive neoadjuvant and/or adjuvant chemotherapy, which frequently induces an alteration in ovarian status, in a drug- and dose-dependent manner. This ovarian alteration mainly results in a depletion of the ovarian reserve, that is to say a reduction in the stock of primordial follicles. This alteration in ovarian function has many consequences on the quality of life of these young women. It is currently impossible to predict the extent, duration and possible reversibility of the gonadotoxic effect of chemotherapy. This increase in the incidence of breast cancer, combined with the increase in the age of first pregnancy, underlines the need to be able to provide accurate information to women of childbearing age with breast cancer about the possible gonadotoxicity of treatments. This gonadotoxicity can therefore in some cases lead to early menopause, which in turn has many consequences and has a significant impact on the quality of life of women with non-metastatic breast cancer. The different objectives of this work are as follows: 1° The review of menopause in the context of breast cancer treatment, more particularly on the effects of chemotherapy on ovarian hormones and the consequences of chemotherapy on quality of life. This review of the literature has enabled us to highlight several essential points such as a non-standardised definition of menopause and the fact that in some cases the effects on quality of life took second place to remission. 2° To identify young patients who had received chemotherapy between 1994 and 2012 in order to analyse the incidence of premature menopause and related factors. This retrospective database showed us that of the patients selected (n=345), 46 were menopausal following treatment, i.e. approximately 13.3%. It has been shown that age at diagnosis and hot flushes are factors that increase the risk of menopause following chemotherapy treatment. 3° To set up a pilot trial, from the drafting of the protocol to the analysis of preliminary data. This pilot trial focused on "Study of the impact of the Chemo-Induced Menopause on the Quality of Life of young women of childbearing age with non-metastatic breast cancer". This work will be presented in the manuscript, I will present the results showing the impact of treatment and amenorrhoea induced by chemotherapy on the functional score of the QLQ-C30 or on anxiety, depression, and the impact of climacteric manifestations on these young women

Le cancer colorectal est la première pathologie cancéreuse de la sphère digestive, tant en terme de fréquence que de mortalité par an. Chaque année, 41 000 nouveaux cas sont diagnostiqués et 17 000 décès sont dus à ce cancer en France. Deux paramètres cliniques expliquent la mortalité de ce cancer; d'une part le fait qu'un patient sur deux est diagnostiqué au stade métastatique ou va présenter des lésions métastatiques durant l'histoire de sa pathologie, d'autre part le fait que les patients après traitement vont fréquemment présenter une récidive de leur pathologie. L'utilisation de régimes de chimiothérapies avant et après résection métastatique améliore la survie sans récidive à court terme, mais à 2 ans post chirurgie l'avantage apporté est perdu. Ainsi, la compréhension des mécanismes d'échappement à la chimiothérapie et régissant la croissance tumorale est d'intérêt pour tenter de limiter la récidive tumorale. L'objectif de ce travail de thèse a consisté en l'analyse de sous-populations obtenues sous pression de chimiothérapie au 5-Fluorouracile (5FU) dérivées de la lignée cancéreuse colique HT29, ainsi que les mécanismes moléculaires associés. Notre clone le plus chimiorésistant isolé, le modèle cellulaire 5F31, quitte le compartiment prolifératif sous traitement à fortes doses de 5FU, ceci étant associé à une perturbation de la voie de signalisation de la Src kinase c-Yes et de son partenaire, le co-activateur transcriptionnel YAP. Sous traitement, les cellules chimiorésistantes entrent en quiescence, le complexe protéique entre c-Yes et YAP est perdu et la quantité totale et nucléaire de YAP diminue de manière significative (Igoudjil, Touil, Corvaisier et al. 2014 Clinical Cancer Research). Dès lors, la suite des travaux a consisté en l'étude du rôle potentiel de YAP sur la balance quiescence/prolifération sous 5FU. L'inhibition pharmacologique ou l'inhibition transitoire de l'expression de YAP et de son paralogue, la protéine TAZ, dans plusieurs lignées cancéreuses coliques induit l'augmentation de la fraction de cellules quiescentes, associée au ralentissement significatif de la croissance tumorale. A l'inverse, la surexpression d'une forme constitutivement active de YAP demeurant nucléaire sous 5FU maintient les cellules 5F31 en prolifération et sensibilise les cellules à la chimiothérapie. Au niveau des effecteurs protéiques, l'induction de quiescence (par traitement à la chimiothérapie ou inhibition de YAP/TAZ) est associée à la perte d'expression de la Cycline E1 et du facteur de transcription c-Myc. A l'inverse, la surexpression du dominant constitutivement actif de YAP dans les cellules 5F31 conduit à l'expression soutenue de la Cycline E1 sous 5FU, expression nécessitant l'activation du facteur de transcription CREB. L'inhibition de la Cycline E1 permet d'induire la quiescence cellulaire, proposant cette protéine comme l'un des effecteurs des protéines YAP/TAZ dans la régulation entre la quiescence et la prolifération cellulaire (Corvaisier et al, Oncotarget, 2016). En conclusion, nos données montrent l'importance du rôle des protéines YAP/TAZ dans le maintien des cellules en prolifération via l'expression notamment de la Cycline E1. Nos résultats sur cohorte de patients atteints de métastases hépatiques de cancers colorectaux montrent que l'expression des co-activateurs YAP/TAZ est liée à un index prolifératif plus important, confortant nos données sur le rôle de ces protéines dans la croissance tumorale. De plus, l'expression élevée de YAP et TAZ est associée en analyses multivariées à une récidive plus précoce et à une survie globale plus faible. Ainsi, l'étude de l'expression et du niveau d'activation de ces acteurs serait un marqueur pronostic intéressant dans l'anticipation de la récidive métastatique ; ainsi que des cibles thérapeutiques intéressantes pour tenter de limiter la rechute tumorale
Colorectal cancer is the most frequent and lethal cancerous pathology from the digestive system. Each year in France, 41 000 new cases are diagnosed and 17 000 patients die due to this pathology. This high mortality is mainly due to the rate of patients with liver metastatic lesions and the early relapse of those metastases after treatment. The use of chemotherapy prior to surgery induces a decrease of early relapse, however 2 years after resection this advantage is lost. Thus, understanding the mechanisms underlying escape to treatment is required to try to delay or prevent tumor recurrence.The aim of this doctoral work was to analyze clonal chemoresistant subpopulations derived from the colorectal cancer cell line HT29 after chronic exposure to 5-Fluorouracil (5FU) and molecular mechanisms associated with chemoresistance. The most chemoresistant clonal subpopulation, 5F31, stops its proliferation after treatment with high dose of 5FU, this behavior being associated with the modulation of the c-Yes/YAP axis. After treatment, 5F31 cells enter quiescence, interaction between c-Yes and YAP is lost and total and nuclear YAP protein expression reduces significantly (Igoudjil, Touil, Corvaisier et al. 2014, Clinical Cancer Research). The next step was to study functions of YAP protein in this chemotherapy- induced quiescence.Pharmacological or transient inhibition of YAP and its homolog TAZ, induces quiescence and reduces cellular growth in several colorectal cancer cell lines. On the other hand, overexpression of a constitutively active form of YAP in 5F31 cells forces cells to remain proliferative under 5FU treatment, enhancing 5F31 cell chemosensitivity to 5FU.Regarding proteic effectors, quiescence (either induced by 5FU or YAP/TAZ inhibition) is associated with loss of expression of the transcription factor c-Myc and Cyclin E1. In 5F31 cells expressing the active mutant form of YAP, Cyclin E1 expression is sustained after 5FU treatment through the activation of the transcription factor CREB. Cyclin E1 inhibition is sufficient to induce quiescence, therefore introducing this protein as one of the final effectors of YAP/TAZ co-activators in the regulation of the proliferation/quiescence switch in colorectal cancer cells (Corvaisier et al. 2016, Oncotarget).To conclude, our work reveals the importance of YAP/TAZ proteins for the maintenance of colorectal cancer cells proliferation through Cyclin E1 expression. Our work on liver metastases from patients with colorectal cancer shows that high expression of YAP/TAZ is connected to a higher proliferative index in metastatic lesions. Moreover, high YAP/TAZ expression is associated with shorter patient progression-free survival and shorter overall survival. Studying the expression and level of YAP/TAZ activation could be an interesting prognosis marker to anticipate metastatic relapse and potent druggable target to delay tumoral recurrence

Ce travail de thèse s’inscrit dans un contexte d’explosion des nanoparticules et de leur très grand potentiel pour des applications en cancérologie. Ainsi, deux classes de nanoparticules ont été étudiées afin de valider et de caractériser biologiquement ce potentiel. Premièrement les Nanodiamants hydrogénés (H-NDs) dont l’interaction avec les photons de l’irradiation comme générateur de stress oxidatif était au cœur du postulat physico-chimique. Nous avons non seulement validé cette hypothèse dans plusieurs lignées cellulaires de cancer du rein et du sein notamment, insensibles aux doses d’irradiation étudiées ; mais également identifié la sénescence comme étant la voie activée par le double traitement H-NDs et irradiation. Les Solides hybrides poreux sont également des matériaux prometteurs grâce à leur haut pouvoir d’encapsulation de molécules actives. Nous avons ainsi démontré l’absence de toxicité de ces composés seuls dans quatre lignées de cancer du poumon et du foie, élément essentiel avant d’envisager leur utilisation, chargés avec des principes actifs. Enfin, à l’heure où la réglementation internationale encourage le développement et l’utilisation de modèles alternatifs à l’expérimentation animale, nous avons mis au point un modèle de culture tridimensionnelle d’adénocarcinome mucosécrétant de poumon. Il est utilisé pour l’étude de la progression tumorale ainsi que pour la découverte de nouvelles molécules de chimiothérapie
The present work focuses on nanoparticles and their great skills for oncology therapies. Two kinds of nanoparticles have been studied in order to biologically validate and characterize their features. The use of hydrogenated Nanodiamonds (H-NDs) as radio sensitizer is based on a physic-chemical postulate where they act as oxidative stress generator through interaction with irradiation. Thus we validated this hypothesis in radio resistant kidney and breast cancer cell lines and identify senescence as the main pathway after co-treatment with H-NDs and irradiation. Metal organic frameworks are also of particular interest for drug delivery because of their very important loading capacities. Here we demonstrate the biocompatibility of the empty compounds in four lung and hepatic cancer cell lines, a main point before their involvement in drug delivery strategies. Finally, following international guidelines encouraging to make animal testing more ethic, we developed a new 3D cell culture mimicking mucinous lung adenocarcinoma. This well characterized model will be used for the study of cancer development and drug screening

NV669 est un aminosterol dérivé de la squalamine qui a montré posséder des propriétés anti-cancéreuses. L'objectif de cette étude a été de rechercher les effets bénéfiques de NV669 sur des modèles de cancers humains pancréatiques et hépatiques et de comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la diminution de la croissance tumorale par le traitement avec NV669. Les lignées cellulaires humaines pancréatiques (BxPC3 et MiaPaca-2) et hépatiques (HepG2 et Huh7) ont été traitées avec NV669 à différentes concentrations et à différents temps. Les résultats ont montré que NV669 inhibe la prolifération des cellules cancéreuses en induisant l'arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M via le complexe cycline B1/Cdk1 et en induisant l'apoptose via le clivage de la caspase-8 et de PARP-1, et la fragmentation de l’ADN.De plus, nos recherches in vitro ont révélé que NV669 inhibe l’activité phosphatase de PTP1B et l’expression de FAK. NV669 affecte l’expression des molécules d’adhérence CDH-1, -2 et -3 dans les lignées BxPC3 et Huh7 qui forment des monocouches cellulaires. Cela suggère qu’en inhibant PTP1B, NV669 induirait l’apoptose.Par la suite, nos résultats in vivo ont montré que NV669 inhibe la croissance des xénogreffes pancréatiques et hépatiques tumorales avec une diminution significative de la prolifération cellulaire et une augmentation de l'apoptose des cellules tumorales. Par conséquent, nos recherches suggèrent que l’analogue de la squalamine, NV669, pourrait être un agent anti cancéreux, utilisé seul ou en association avec d’autres médicaments, dans le traitement de l’adénocarcinome pancréatique et du carcinome hépatocellulaire
NV669 is an aminosterol derived from squalamine found to possess strong antiangiogenic and anticancer effects. The aim of this study was to investigate NV669’s beneficial effects on human pancreatic and hepatic cancer models and to understand the cellular and molecular mechanisms involved in tumor growth decrease upon treatment with NV669.Pancreatic (BxPC3, MiaPaCa-2) and hepatic (HepG2, Huh7) cancer cells were treated with NV669, and the effects on proliferation, on cell cycle and death were determined. The results showed that NV669 inhibited the viability of cancer cells, induced cell cycle arrest through the regulation of G2/M phase via a decrease in the expression of cyclin B1 and phosphorylated Cdk1 and the induction of apoptosis via cleaved caspase-8 and PARP-1 and fragmented DNA. Moreover, in vitro NV669 inhibits PTP1B activity and FAK expression. NV669 impacts on the expression of adhesion molecules CDH-1, -2 and -3 in BxPC3 and Huh7 lines that form cell monolayers. This suggests that NV669 by inhibiting PTP1B would induce apoptosis. Subsequently, our in vivo results showed that NV669 inhibited the growth of pancreatic and hepatic tumor xenografts with a significant decrease in proliferation cell and an increase of tumor cell apoptosis. Therefore, NV669 may serve as an alternative anticancer agent, used alone or in association with other medications, for the treatment of pancreatic adenocarcinoma and hepatocellular carcinoma

Les formes orales de traitements anticancéreux se sont considérablement développées récemment. La question de l’adhésion au traitement devient donc un nouvel enjeu en oncologie. Cette thèse aborde de façon générale le problème de l’adhésion aux traitements oraux en oncologie, et plus spécifiquement celui de la mesure en bases de données médico-administrativesde l’observance et de la persistance à l’hormonothérapie, traitement oral majeur dans le cancer du sein. Le point de vue retenu est celui de la pharmacoépidémiologie, à savoir l’étude des consommations pharmaceutiques en contexte clinique. La première partie de cette thèse fait le point sur les connaissances actuelles concernant l’adhésion à l’hormonothérapie - tamoxifène et inhibiteurs de l’aromatase (IA) - dans le cancer du sein. La seconde partie, reposant sur l’analyse de cohortes de patientes atteintes de cancer du sein sélectionnées à partir de (1) la UK General Practice Research Database et (2) des données de l’Assurance Maladie, a montré que : - Plus de la moitié des femmes de moins de 40 ans au diagnostic ne reçoivent plus de tamoxifène à 5 ans. Il s’agit du groupe de femmes le plus à risque d’arrêt prématuré de traitement. - Chez les femmes âgées de plus de 50 ans au diagnostic, les arrêts de traitement sont moins fréquents pour les IA que pour le tamoxifène. - Les déterminants associés à la non-persistance sont un faible soutien social et la déclaration précoce de non-prise de traitement par la patiente chez les femmes jeunes. Chez les femmes âgées, l’utilisation de médecines complémentaires et alternatives, la présence de comorbidités sont associées à une augmentation du risque d’arrêt de traitement. A contrario, la présence d’une poly-médication est associée à une diminution du risque d’arrêt.- Dans les études précédentes, une proportion importante de femmes reprend son traitement au moins une fois après l’avoir arrêté de façon prolongée. Les arrêts transitoires de traitements ont été pris en compte à l’aide de modèles multi-états. La probabilité d’arrêt de traitement estimée à partir de ces modèles est plus faible que celle mesurée par la méthode de Kaplan-Meier, après la première année de traitement. La non-adhésion à l’hormonothérapie est fréquente. Certains de ses déterminants sont modifiables ou peuvent servir à identifier précocement les patientes à risque de non-observance. La prise en compte des arrêts transitoires de traitement est importante dans la mesure de la persistance. L’adhésion est l’élément clé faisant le lien entre l’efficacité d’un traitement mesuréedans un essai clinique et son impact dans la vraie vie. Il est urgent de prendre conscience de l’importance de la non-adhésion des formes orales en oncologie
The use of oral anticancer therapies has significantly increased in recent years. Adherence to these therapies has therefore become a major issue in the field of oncology. This thesis focuses on the question of treatment adherence in oncology, and more specifically on the use of medical records and administrative databases to estimate adherence and persistence to hormonal therapy—now a major form of oral breast cancer therapy. Our perspective is based on pharmacoepidemiology, i.e. the study of drugs in a clinical setting. The first part of this thesis synthesizes current knowledge on adherence and persistence to hormonal therapy for BC – i.e. tamoxifen and aromatase inhibitor therapies.The second part, which is based on the study of two cohorts constituted (1) from the UK General Practice Research Database and (2) from the French National Health Insurance System, demonstrates that - More than half of women younger than 40 at diagnosis do not receive any tamoxifen at 5years of follow-up. This group of women presents the highest rates of treatmentinterruption. - Among women over 50 at diagnosis, those receiving some form of AI therapy discontinue less frequently than those on tamoxifen treatment. - Determinants of non-persistence identified in the studies under review include low social support and self-reporting of non-compliance among younger women. Among older women, those using complementary or alternative medicine or suffering from comorbidities are more likely to discontinue their treatment, whereas women usingpolypharmacy are less likely to discontinue. - In previous studies, a large proportion of women who discontinued their treatment resumed after a prolonged gap. To account for these temporary treatment discontinuations, we used multi-state models. The probability of being off treatment estimated from these models is lower than that estimated from Kaplan-Meier estimates, after the 1st year of treatment. Adherence to hormonal therapy is largely suboptimal. Some of its determinants are modifiablefactors, while others can be used to identify sub-groups of patients at high risk of non-adherence. Accounting for temporary treatment discontinuation is important when measuring nonpersistence. Adherence is a key element for the translation of efficacy measured in clinical trials into effectiveness in real life. There is an urgent need to acknowledge the problem of nonadherence to oral therapy in oncology

Les GEPNETs (tumeurs neuroendocrines gastroentéropancréatiques), représentent le deuxième cancer digestif. L’octréotide (agoniste Sst2) contrôle efficacement leurs sécrétions et plus modérément la croissance cellulaire. Au cours de ma première partie de thèse, j’ai développé la culture primaire de GEPNETs humaines. Ceci m’a permis d’étudier l’effet antiprolifératif et antisécretoire du pasireotide (pan agoniste Sst) et de l’évérolimus (inhibiteur de la voie pi3 kinase Akt) en comparaison avec l’octréotide. J’ai mis en évidence un effet inhibiteur significatif et similaire de l’octréotide et du pasiréotide sur la viabilité cellulaire et la sécrétion de chromogranine A. Cependant, le trafic intracellulaire du Sst2 est diffèrent en présence de pasireotide. L’évérolimus inhibe la viabilité et la secretion cellulaire des GEPNETs de manière similaire aux SSA. Nous n’avons pas retrouvé d’additivité entre l’évérolimus et les SSA. Dans la deuxième partie de mon travail j'ai étudié l’effet de la surexpression du Sst2 dans les cellules de prolactinomes et NFPA humains. Apres surexpression de Sst2, l’octréotide est capable d’inhiber la sécrétion de PRL et la prolifération cellulaire des NFPAs. Cette surexpression n’améliore pas la sensibilité aux dopastatines (agonistes chimériques Sst2-D2DR) des prolactinomes alors qu’une amélioration est bien observée dans les NFPAs. En conclusion, la culture primaire des GEPNETs représente un bon modèle d’étude pharmacologique. La coopération Sst2–D2DR dans les NFPA est effective dans ce modèle et permettra l’étude des mécanismes mises en jeu par les dopastatines
GEPNETs represent, in terms of prevalence, the second digestive cancer. Octreotide (Sst2 agonists) effectively control their secretion and partially cell growth. we developed a primary cell culture of human GEPNETs. Cell culture allowed the study of antisecretory and antiproliferative effect of pasireotide and everolimus, alone or in combination, as compared to octreotide, in 20 tumors. We highlighted a significant and similar maximal inhibitory effect of octreotide and Pasireotide either on cell viability or on chromogranin A secretion in all analyzed tumors. However, the intracellular trafficking of Sst2 was strikely different in the presence of pasireotide and octreotide. In all analyzed tumors, everolimus inhibits cell viability and secretion of GEPNETs similarly to SSA. We couldn’t reveal any additivity between everolimus and SSA in cell viability suppression.My second goal was to study the effect of overexpression of Sst2 by adenoviral transfer in cells of human prolactinomas and NFPA. In both cell types. Nevertheless, octreotide efficiently suppressed PRL secretion and cell proliferation (NFPA). Overexpression of Sst2 did not improve the efficcacy of dopastatines (chimeric Sst2 - D2DR agonists) on prolactin secretion in prolactinomas, but clealy improved suppression of cell proliferation in NFPA. These results suggest that dopostatin promotes a Sst2 D2DR cooperation in NFPA, but not in prolactinomas, where DRDR activation remains dominant. In conclusion, GEPNETs primary cell culture represents a good model for pharmacological In pituitary adenomas, Sst2 overexpression opens an interesting perspective for gene therapy in recurrent NFPA after surgery

L'hétérogénéité de l'adénocarcinome canalaire pancréatique (ADCP) est l'obstacle majeur au traitement efficace des patients. En effet, les caractéristiques cliniques et la sensibilité aux traitements sont associés à un phénotype donné et sont plutôt régis à un niveau transcriptomique. Nous avons donc analysé le transcriptome de xénogreffes provenant des patients (Patients Derived Xenografts : PDX) lors des biopsies de tumeurs ou de pièces chirurgicales. Après extraction d’ARN, nous avons trouvé une signature moléculaire capable de diviser les patients en deux groupes, en fonction de leur survie. Nous avons également montré que la réponse autraitement pouvait être prédite par l‘analyse transcriptomique. Nous avons ensuite analysé les tumeurs et leurs stromas, et mis en évidence deux soustypesde stromas et deux sous-types de tumeurs, définis par la transcriptomique basée sur l'ARN, ou la méthylation de l'ADN. Nous avons étudié la réponse aux traitements administrés seuls ou en combinaison avec des chimiothérapies de routine. Nous avons mis en évidence des sous-groupes de patients plus chimiosensibles à certains traitements. Tous ces résultats sont encourageants,mais pas encore applicables en pratique clinique. Nous développons maintenant les organoïdes, véritable représentation de la tumeur en 3dimensions. Contrairement aux PDX, les organoïdes nous permettent d'obtenir des résultats rapidement exploitables. Nous pensons que dans un avenir proche, le traitement des cancers du pancréas sera précédé d'une caractérisation moléculaire étendue afin de sélectionner les traitements les plus appropriés et de pouvoir enfin proposer une médecine personnalisée
Heterogeneity of Pancreatic Ductal AdenoCarcinoma (PDAC) has become the majorimpediment to the effective treatment of patients. Clinical outcome and sensitivity to treatments are associated with a given phenotype and associated at a transcriptomic level. Recent data indicate that studying the expressionof a selected gene set could inform selection of the most appropriate treatments.We areoptimizing this approach by analysing transcriptome of Patient-Derived Xenografts (PDX)from surgical as well as endoscopic ultrasound-guided fine needle aspiration (EUS-FNA)biopsies of tumors, as a source of RNA. We have found a molecularsignature capable of dividing patients into two groups, function of theirsurvival.Independently, we have shown that treatment response pattern can also be foundat a transcriptomic level. We thenanalysed tumors and their stromas, and have found two sub-types of stromas and two sub-types of tumors. These wereindinstinctly defined by RNAseq-based transcriptomics, or DNA methylation. We also studied response to treatments administered alone or incombination to routine chemotherapies. All these results are encouraging, but not yetapplicable in clinical pratice. We are now developing the PDAC Biopsy DerivedPancreatic Cancer Organoids (BDPCO): BDPCO culture represents an excellent source of “exvivo” material. Unlike PDX, which take many months to grow, BDPCO allow us to obtainexploitable material rapidly useful for clinical application. We are convinced that in the near future, the treatment ofpancreatic cancers will be preceded by an extensive molecular characterization of cancercells in order to select the most appropriate treatments

Le cancer est la deuxième cause de décès dans le monde. Malgré l'existence des traitements standards, le développement et la recherche de stratégies thérapeutiques innovantes et de médicaments est toujours nécessaire. La combinaison des médicaments induisant la mort cellulaire immunogène (ICD) et l'inhibition des points de contrôle immunitaire (ICB), semble être un protocole prometteur. Dans cette thèse, nous avons démontré que la Lurbinectedine, un inhibiteur de la transcription nouvellement approuvé pour le traitement du cancer du poumon récidivant, déclenche les caractéristiques de l'ICD dans quatre différentes lignées cellulaires humaines et murines in vitro. Vaccinée par des cellules de fibrosarcome traitées par la lurbinectedine, les souris immunocompétentes sont protégées du rechallenge des tumeurs syngéniques. La lurbinectedine limite la croissance du fibrosarcome transplanté d'une manière immunodépendante. Dans les souris, le fibrosarcome murin (MCA205) transplanté et le cancer du sein, induit par des hormones en combinaison avec des cancérigènes, ont été sensibilisés par la lurbinectedine aux deux ICB : PD-1 et CTLA-4. Il convient de noter que la mémoire immunologique à long terme a été générée chez des souris guéries. En outre, nous avons évalué la capacité anticancéreuse de LTX-401, un peptide oncolytique conçu pour l'immunothérapie locale. Les injections intratumorales séquentielles de LTX-401 retardent considérablement la croissance des tumeurs sous-cutanées MCA205 et TC-1 chez un hôte immunocompétent, mais montrent un effet thérapeutique limité sur les tumeurs syngéniques abscopales. Une seule administration de LTX-401 augmente l'efficacité de l'ICB anti-CTLA-4 ou anti-PD-1 + anti-CTLA-4. De plus, le traitement séquentiel avec LTX-401 et les deux ICB présente une immunité antitumorale systémique à la fois contre la tumeur traitée et la tumeur abscopale. En conclusion, la lurbinectedine et le LTX-401 induisent la mort cellulaire immunogène des cellules cancéreuses et renforcent les effets anticancéreux des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. Ces résultats jettent les bases expérimentales de traitements combinés et peuvent faciliter les conceptions d'essais cliniques
Cancer is the second leading cause of death worldwide, despite the existence of standard treatment, innovative therapeutic strategies and drugs are still in urgent demand. The combination of immunogenic cell death (ICD) inducing drugs and immune checkpoint blockade (ICB) seems to be a promising modality. In this thesis, we demonstrated Lurbinectedin, a transcription inhibitor newly approved for relapsed lung cancer treatment, triggers hallmarks of ICD in four different human and murine cell lines in vitro. Vaccinated with Lurbinectedin-treated fibrosarcoma cell protects immunocompetent mice from rechallenge with syngeneic tumours. Lurbinectedin restrains transplanted fibrosarcoma growth in an immune dependent manner. Both transplanted MCA205 cancer and hormone/carcinogen induced breast cancer were sensitized by Lurbinectedin to PD-1 and CTLA-4 double ICBs. Of note, long-term immunological memory was generated in cured mice. Further, we evaluated the anticancer capacity of LTX-401, an oncolytic peptide designed for local immunotherapy. Sequential intratumoral injections of LTX-401 dramatically retards subcutaneous MCA205 and TC-1 tumour growth in immunocompetent host, yet shows limited therapeutic effect of anti-CTLA-4 or anti-PD-1/anti-CTLA-4 ICBs. Moreover, sequential LTX-401 treatment with double ICBs exhibits systemic antitumor immunity to both treated and abscopal tumour. In conclusion, lurbinectedin and LTX-401 induce cancer cell immunogenic cell death and enhance the anticancer effects of immune chekcpoint blockade. These results lay the experimental foundation of combination regiments and may facilitate the clinical trial design

Le cancer est un problème très présent dans nos sociétés modernes. En effet en 2010 il touchait plus de 10 millions de personnes dans le monde. Aujourd'hui cette maladie est la première cause de mortalité dans les pays industrialisés.Malheureusement, les thérapies envisagées restent fréquemment insuffisantes et possèdent de nombreux effets secondaires qui ternissent les bienfaits du traitement. Pour éviter justement cette toxicité auprès des cellules saines, la recherche développe depuis quelques années des traitements ciblés. La plupart des médicaments antimitotiques actuellement sur le marché présentent de forts effets secondaires notamment cardiologiques, hématologiques et neurotoxiques.Nous nous sommes donc intéressés à une autre cible thérapeutique intervenant toujours au niveau de la mitose mais provoquant moins d'effets néfastes et pouvant être surexprimée dans les cellules cancéreuses: la kinésine humaine Eg5.La kinésine humaine Eg5 est indispensable au bon fonctionnement de la mitose. Elle possède un rôle essentiel dans les premières étapes du cycle cellulaire et est requise pour la séparation des centrosomes à chaque pôle de la cellule.La suppression ou l'inhibition d'Eg5 bloque la cellule en pré-métaphase avec un fuseaumonoastral caractéristique formé de deux centrioles non séparés entourés des chromosomes et des microtubules. Le maintien de ce type de fuseau provoque l'activation des checkpoints du cycle cellulaire et provoque l'apoptose.Notre travail consiste en la synthèse de composés susceptibles d'inhiber la kinésine humaine Eg5 et de bloquer ainsi le développement des cellules cancéreuses.Le recherche de nouveaux ligands potentiels de la kinésine Eg5 est effectué selon un mode de conception rationnel fondé sur l'analyse de la structure tridimensionelle des complexes protéines/ligands ou "structure-based drug design". Ces travaux sont réalisés en utilisant les outils de modélisation moléculaire par la mise en oeuvre de méthode "de novo".L'ensemble des informations recueilli au travers de logiciels très performants permet l'obtention d'un modèle statistiquement significatif destiné à la conception et à la prédiction des activités biologiques.Ces travaux associés à l'expertise chimique du laboratoire, ont permis la conception de trois nouvelles familles, potentielles ligand d'Eg5, de structure: triazoloquinazolinone, triazolométhylquinazolinone, dihydroimidazoquinazolinone
Cancer is a real problem in our civilization. Indeed, in 2010, it affected more than 10 million people in the world. Today, this disease is the first cause of death in industrialized countries.Unfortunately, the proposed therapies remain frequently insufficient and lead to side effects which remove the benefits of the medical treatment. In order to avoid the toxicity to safe cells, since a few years, researches have been done to develop targeted therapies. Most of the anti-mitotic drugs actually available on the market lead to important side effects such as cardiological, hematological and neurotoxic problems.Thus, we interested to another therapeutic target which still acts at the level of the mitosis but causing fewer side effects and can be overexpressed into the cancer cells: the mitotic kinesin Eg5.The mitotic kinesin Eg5 plays an important role in the early stages of mitosis and is one of the most attractive target enzymes in antimitotic drug development. The modulation of the Eg5 activity has been shown to cause aberrant mitotic spindle formation, cell cycle arrest during mitosis and the inhibition of proliferation of tumor cells in culture. With regard to the potential of Eg5 modulators in the treatment of human cancers, we report the design, synthesis and biological studies of quinazolinone derivatives as mitotic kinesin Eg5 inhibitors. We developed three series of molecules derived from quinazolin-4-one scaffold following a “de novo drug design” strategy

L'un des aspects les plus critiques dans les planifications dosimétriques des traitements par radiothérapie est la délinéation des limites de la tumeur. Cette délinéation se fait généralement sur les images anatomiques de tomodensitométrie (TDM). Mais récemment, il est recommandé de faire cette délinéation pour les cancers broncho-pulmonaires non à petites cellules (CBNPC) sur les images fonctionnelles de Tomographie par Émission de Positon (TEP) pour prendre en compte les caractéristiques biologiques de la cible. Jusqu'à ce jour, aucune technique de segmentation ne s'est révélée satisfaisante pour les images TEP en application clinique. Une solution pour ce problème est proposée dans cette étude. Méthodes : Les optimisations de notre méthode ont consisté principalement à faire l'ajustement des seuils directement à partir des corps des patients au lieu de le faire à partir du fantôme. Résultats : Pour les lésions de grands axes supérieurs à 20 mm, notre technique de segmentation a montré une bonne estimation des mesures histologiques (la moyenne de différence de diamètre entre données mesurées et déterminées avec notre technique = +1,5 ± 8,4 %) et une estimation acceptable des mesures TDM. Pour les lésions de grands axes inférieurs ou égaux à 20 mm, cette méthode a montré un écart avec les mesures dérivées des données histologiques ou bien des données TDM. Conclusion : Cette nouvelle méthode d'ajustement montre une bonne précision pour la délimitation des lésions de grands axes compris entre 2 et 4,5 cm. Néanmoins, elle n'évalue pas correctement les lésions les plus petites, cela peut être dû à l'effet du volume partiel

Parmi les pathologies ischémiques, l'ischémie aiguë des membres inférieurs (IAMI) fait l'objet de nombreuses recherches ayant pour but une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques et la mise au point de thérapies efficaces. Les cellules progénitrices endothéliales (PEC) participent à la régénération des vaisseaux lors d'événements ischémiques. En pathologie tumorale, la résistance aux traitements disponibles pousse la recherche à trouver de nouvelles cibles thérapeutiques. Depuis plusieurs années, notre équipe travaille sur la molécule CD146. Il a été démontré que la forme soluble de CD146 est une molécule angiogénique impliquée en physiologie et en pathologie. Notre travail a donc consisté à étudier le mécanisme d'action de cette molécule en pathologies. Les travaux de cette thèse comportent plusieurs axes :Un premier dans lequel l'étude des modulations des effets de CD146 soluble sur les PEC a permis de mettre en évidence son récepteur, l'angiomotine. La seconde partie du travail a porté sur l'étude des effets d'un prétraitement par CD146 soluble de PEC sur un modèle d'IAMI chez la souris. In vitro et in vivo, CD146 soluble augmente les propriétés angiogéniques et la viabilité des PEC.Enfin, la troisième partie des travaux réalisés durant ma thèse a porté sur le rôle de sCD146 en pathologie cancéreuse. Nous avons développé des modèles de xénogreffes decellules cancéreuses nous permettant d'examiner les effets de CD146 soluble sur la croissance tumorale par l'injection de la molecule. Les résultats obtenus montrent que CD146 soluble augmente la croissance et la vascularisation tumorale
Diseases with angiogenic component such as ischaemic pathologies and cancer have a high incidence. Among ischaemic pathologies, the acute ischaemia of the lower limbs made the object of many research having for goal a better comprehension of the physiopathological mechanisms and the development of effective therapies. The endothelial progenitor cells (EPC) take part in the regeneration of the vessels during ischaemia. In tumoral pathology, resistance to available treatments pushes research to find new therapeutic targets. For several years, our team has worked on CD146 molecule. It was shown that the soluble form of CD146 is an angiogenic factor involved in physiology and pathology. Our work thus consisted in studying the mechanism of action of this molecule in pathologies. Work of this thesis comprises several axes: A first in which the study of the modulations of the effects of soluble CD146 on EPC made it possible to highlight its receptor, angiomotin protein. The second part of the work concerned the study of the effects of a pretreatment by soluble CD146 on EPC on a model of IAMI in mouse. In vitro and in vivo, soluble CD146 increases the angiogenic properties and the viability of the EPC. Lastly, the third part of the work completed during my thesis concerned the role of sCD146 in cancerous pathology. We developed xenograft models of cancer cells allowing us to examine the effects of soluble CD146 on the tumor growth by the injection of this molecule. The results obtained show that soluble CD146 increases tumor growth and vascularization

La migration et l'invasion tumorale sont des étapes clés de la cascade métastatique. Les microtubules (MT) contribuent à la division cellulaire et constitue la cible des agents de chimiothérapie anti-MT (ACM). Ce sont des structures dynamiques qui s'ancrent aux structures cellulaires périphériques. Durant ma thèse, j’ai étudié comment les protéines régulant le bout « + » des MT (+TIP) contribuent à la migration cellulaire et à la dégradation de la matrice extracellulaire. D’abord j’ai étudié l'impact de l'eribuline, un ACM dépolymérisant, sur la migration de cellules mammaires. L'éribuline s'est avérée empêcher l'ancrage des MT, modifier leur dynamique et inhiber la migration dirigée cellulaire, phénomène que nous avons expliqué par son action sur la +TIP EB1 mais surtout par la délocalisation de la tubuline polymérase ch-TOG de l'extrémité + des MT. Puis, nous avons examiné le rôle des +TIP dans la dégradation de la matrice, par les invadopodes, de petites protrusions riches en actine dégradant la matrice. La déplétion de EB1 et ses partenaires, APC et ACF7, régulaient négativement l’action des invadopodes, laissant supposer la présence d'un complexe fonctionnel : EB1, APC et ACF7 régulant négativement les invadopodes. En parallèle, par analyse protéomique systématique des composant des invadopodes, nous avons identifié de nouveaux proches voisins de TKS5, protéines indispensable à la formation des invadopodes, dont une protéine associée aux MT, MAP4. Au total, la régulation de la dynamique des +TIP est importante pour la migration et l'invasion et développer des stratégies ciblées contre ces acteurs pourrait améliorer la prise en charge du cancer du sein métastatique
Migration and invasion are key steps in the metastatic cascade. Microtubules (MT) are involved in cell division and are dammaged by MT tagetting agents(MTA), a widely used chemotherapy drugs. MT are dynamic structures anchored to peripheral cell structures. During this work, I studied how proteins that regulates the "+" end of MT (+ TIP) cell migration and extracellular matrix degradation. First I adressed the impact of eribulin, a new depolymerizing MTA, on mammary cell migration. Eribulin was found to prevent the anchoring of MT to cell cortex, to modify their dynamics and to inhibit cell migration, a phenomenon that we explained by its action on +TIP EB1 but more precisely by the delocalization of tubulin polymerase ch-TOG. Next we investigated the role of TIPs in invadopodia matrix degradation , which are actin-rich protrusion specialized in matrix digestion. The depletion of EB1 and its partners, APC and ACF7, negatively regulated the action of invadopodia, assumed the presence of a complex complex: EB1, APC and ACF7 negatively regulating invadopodia activity. In parallel, by systematic proteomic analysis of the component of the invadopodia, we identified new close neighbors of TKS5, an essential proteins in invadopodia formation, including a MT associated protein MAP4. In conclusion, the regulation of + TIP dynamics is important for migration and invasion and developping targeted strategies against them could improve the management of metastatic breast cancer

Trop souvent diagnostiqués à des stades tardifs du fait de leur quasi asymptomatie, les adénocarcinomes séreux ovariens posent un véritable problème de santé publique. Malgré les progrès récents de prise en charge chirurgicale, l’émergence d’une maladie résiduelle microscopique chimiorésistante impacte grandement le pronostic des patientes.Le microenvironnement tumoral est un acteur clé de la progression tumorale et de l’émergence de résistances aux traitements anticancéreux. Durant ces travaux de thèse, nous nous sommes intéressés à deux composants majeurs du stroma tumoral, d’une part les cellules souches mésenchymateuses, d’autre part les cellules endothéliales.Nous avons pu démontrer que les cellules souches mésenchymateuses participent à la progression tumorale et l’émergence de résistances. Enfin nous avons démontré que les cellules endothéliales, via la production de facteurs angiocrines, participent à la chimiorésistance des cellules tumorales ovariennes.Dans ce travail, nous avons pu définir de nouvelles cibles thérapeutiques mettant en jeu la relation entre les cellules tumorales ovariennes et l’hôte
Ovarian cancers constitute a poor prognosis disease. Due to their absence of symptoms, ovarian cancers are generally diagnosed at late stages. Despite major breakthrough regarding ovarian cancer surgery, minimal residual disease-induced relapse is still a hurdle for clinicians.Tumor microenvironment is a key actor on disease progression and resistance to therapy. In this study, we have focused on two major components of the tumor stroma, on one hand, the mesenchymal stem cells, and the endothelial cells on the other hand.We were able to demonstrate that mesenchymal stem cells are critically involved in ovarian cancer progression and resistance to therapy, while the endothelium, through production of angiocrine factors, is deeply involved in resistance of ovarian cancer cells to platinum and taxane based therapy.Here, we set forth the idea that disrupting the relationship between ovarian cancer cells and their host stroma constitute a new therapeutic window

Le repositionnement des médicaments est une stratégie visant à trouver de nouvelles indications pour des médicaments existants. Un composé de type thiomorpholine hydroxamate (TMI-1, un inhibiteur d'ADAM-17 utilisé dans le traitement des maladies chroniques inflammatoires) a récemment été repositionné dans le traitement du cancer. Afin d’élucider son mécanisme d'action, une série de dérivés de type d'arysulfonyl thiomorpholine hydroxamate a été synthétisée et évaluée pour déterminer une relation entre structure et activité . Nous avons démontré que l'activité cytotoxique observée dépend du fragment phényl hydroxamate et n'est pas liée à l'inhibition de l'ADAM-17. Grâce à une approche par protéomique inverse, nous avons identifié la protéine membranaire peroxysomale PMP34 / SLC25A17 comme une nouvelle cible de TMI-1. PMP34 est un transporteur transmembranaire de différents cofacteurs nécessaires à la fonction des peroxysomes. Nous démontrons ici que TMI-1 se lie directement à PMP34 et augmente l’interaction entre PMP34 et PEX19, une protéine chaperone impliquée dans l’assemblage et la biologie des peroxysomes, alors que les expériences sur les ARNi ont révélé que PMP34 est essentielle à la viabilité des cellules tumorales. Enfin, le traitement des cellules tumorales par TMI-1 induit une modification de la composition en protéines du peroxysome et augmente le niveau de la protéine PMP70 / ABCD3. Un taux élevé de PMP70 dans le peroxysome augmente la $\beta$-oxydation des acides gras ce qui pourrait entraîner la mort des cellules cancéreuses. En conséquence, PMP34 représente une nouvelle cible intéressante en oncologie
Drug repositioning is a strategy to find new indications for existing drugs. A thiomorpholine hydroxamate compound (TMI-1, an ADAM-17 inhibitor used for the treatment of chronic inflammatory diseases) has been recently repositioned in cancer. To further elucidate its mechanism of action, a series of arylsulfonyl thiomorpholine hydroxamate derivatives was synthetized and evaluated to determine a structure-activity relationship. We have pinpointed that the observed cytotoxic activity depends on the hydroxamate phenyl moiety and is not related to ADAM-17 inhibition. Using a reverse proteomic approach, we now identify the peroxisomal membrane protein PMP34/SLC25A17 as a new target of TMI-1. PMP34 is a transmembrane transporter of different cofactors required for peroxisome function. We demonstrate here that TMI-1 directly binds to PMP34 and increases the interaction between PMP34 and PEX19, a chaperone protein involved in peroxisome assembly and biology while RNAi experiments revealed that PMP34 is essential for tumor cell viability. Finally, TMI-1 treatment of tumor cells induces modification of peroxisome protein composition and increases the level PMP70/ABCD3 protein. High PMP70 level in peroxisome increases fatty acid $\beta$-oxidation that could lead to cancer cell death. As a result, PMP34 represents a new valuable target in oncology