Les récepteurs nucléaires aux œstrogènes, ERα66 et ERβ1, sont les principaux médiateurs des effets des œstrogènes. Ces hormones régulent le développement physiologique de la glande mammaire mais participent aussi à la progression du cancer sein. L’expression d’ERα66 est d’ailleurs utilisée dans la classification moléculaire des tumeurs mammaires afin d’orienter la stratégie thérapeutique. Depuis son clonage, le variant des récepteurs alpha aux œstrogènes, ERα36, a été principalement décrit dans la littérature pour son rôle dans la progression des tumeurs mammaires et dans l’acquisition de résistances aux anti-œstrogènes comme le Tamoxifène. Si une forte expression d’ERα36 dans les cellules cancéreuses mammaires apparaît nettement comme un facteur de mauvais pronostic, peu de données sont disponibles concernant son rôle dans le développement de la glande mammaire saine. C’est pourquoi le premier objectif de ce travail était de déterminer le rôle d’ERα36 dans le développement physiologique de cette glande. Grâce à une approche pluridisciplinaire, incluant des études in vivo sur un modèle de souris transgéniques MMTV-ERα36 et des études in vitro et in silico sur des cellules épithéliales mammaires immortalisées, nous avons montré que l’expression d’ERα36 perturbe le phénotype des cellules épithéliales mammaires et conduit à l’apparition d’altérations structurales des canaux mammaires à l’âge adulte. De plus, nous avons mis en évidence que les alkylphénols, qui sont des perturbateurs endocriniens œstrogèno-mimétiques, stimulent l’expression endogène de ce variant dans les cellules MCF-10A et augmentent leurs capacités migratoires sans pour autant amplifier les effets d’ERα36 sur l’histologie des canaux mammaires. En parallèle, afin de mieux comprendre l’implication d’ERα36 au moment de l’initiation et de la progression tumorale, nous avons étudié les modalités de régulation de l’expression de ce variant dans les cellules cancéreuses mammaires. Les résultats obtenus indiquent que l’expression d’ERα36 est positivement corrélée au statut de méthylation de sa région promotrice et que l’ARNm codant ce variant est la cible d’hsa-miR136-5p. Enfin, le dernier objectif de ce travail était de développer une approche visant à identifier in silico de nouveaux partenaires d’ERα36. L’ensemble de ce travail s’inscrit dans une démarche de raffinement de la classification moléculaire actuelle des tumeurs mammaires en y ajoutant une composante associée à l’expression d’ERα36. / The estrogen nuclear receptors, represented by the canonical forms ERα66 and ERβ1, are the main mediators of the estrogenic effects in mammals. These hormones, which regulate the physiological development of the mammary gland, participate in the initiation and progression of breast cancer. In fact, ERα66 expression is a key molecular classifier of breast tumors used in order to guide the therapeutic strategies toward hormonotherapy. However, in 30% of cases, therapeutic failures are observed, which highlights the importance of identifying new biomarkers. The estrogen receptor variant, ERα36, has been cloned in 2005 and mainly described in the literature to be involved in the progression of mammary tumors and in the acquired resistance to anti-estrogen drugs, such as Tamoxifen. Even if a high expression of ERα36 in breast cancer cells appears to be associated with a poor prognosis, few data are available concerning its role in the normal development of the mammary gland. Therefore, the aim of this work was to determine the role of ERα36 in the physiological development of the mammary gland. Thanks to a multidisciplinary approach, that combines in vivo studies on MMTV-ERα36 transgenic mice, and in vitro and in silico studies on immortalized normal epithelial mammary cells (MCF-10A), we showed that ERα36 expression is sufficient to disturb the mammary epithelial cells phenotype, leading to the emergence of structural alterations of mammary ducts at adulthood. Moreover, we showed that exposure to the estrogen mimicking compounds alkylphenols stimulates the endogenous expression of this variant in MCF-10A cells, and increases their migratory ability. Then, in order to get a better understanding of ERα36 contribution to tumor initiation and/or progression, we studied classical and epigenetic regulation of this variant expression in breast cancer cells. Our results show that ERα36 expression is positively correlated with the methylation status of its promoter region, and that the ERα36 mRNA is the target of the microRNA, has-miR-136-5p. Finally, the last aim of this work was to develop a bioinformatic approach in order to study the ERα36 partners. To summarize, all of this work falls within a need of the current breast tumor molecular classification refinement by adding a component related with ERα36 expression.

Malgré les diagnostics précoces et les avancées thérapeutiques, le taux de mortalité chez les patients diagnostiqués d’un CCR au stade métastatique reste très élevé. L’objectif de ce travail a été d’étudier le rôle de la chimiokine CXCL12 et ses deux récepteurs CXCR4 et CXCR7 dans processus métastatique. J’ai comparé l’expression de la chimiokine CXCL12 dans des tumeurs coliques humaines avec les tissus sains associés puis je me suis intéressée aux mécanismes de régulation de cette expression et plus particulièrement la régulation épigénétique. J’ai montré que le promoteur de CXCL12 est méthylé dans 35% des CCR et qu’un défaut d’acétylation des histones du promoteur entraîne la perte d’expression de CXCL12. Des enzymes impliquées dans la régulation des mécanismes épigénétiques, potentiellement liées à ce défaut d’acétylation ont été identifiées par l’analyse des tumeurs par PCR Array et parmi ces facteurs, j’ai identifié l’histone acétyl-transférase PCAF dont l’expression est diminuée dans les tumeurs. Enfin, pour comprendre le rôle respectif de CXCR4 et de CXCR7 dans la dissémination métastatique, j’ai invalidé l’expression du gène des récepteurs dans la lignée colique humaine SW480 par Crispr-Cas9, puis j’ai comparé la capacité migratoire des cellules in vitro et leur potentiel métastatique in vivo. L’induction d’une perte d’expression du récepteur CXCR7 n’a pas eu d’impact sur le développement des métastases pulmonaire et hépatique in vivo, mais a entraîné une baisse de la migration in vitro. / Despite early cancer detection and therapeutic advances, the mortality rate in patients diagnosed with CRC at the metastatic stage remains very high. The aim of this work was to study the role of the chemokine CXCL12 and its two receptors CXCR4 and CXCR7 in the metastatic process. I compared the expression of the chemokine CXCL12 in human colon tumors with the associated healthy tissues, then I focused on the mechanisms regulating this expression and more particularly the epigenetic regulation. I have shown that the CXCL12 promoter is methylated in 35% of the CCR and that a lack of histone acetylation of the CXCL12 promoter causes the loss of its expression. Enzymes involved in the regulation of epigenetic mechanisms, potentially related to this acetylation defect, were identified by Array PCR on tumors and among these factors, the histone acetyl transferase PCAF, whose expression is decreased in tumors, was identified. Finally, to understand the respective role of CXCR4 and CXCR7 in metastatic spread, I invalidated the expression of both receptor genes in the human colonic line SW480 by Crispr-Cas9, and then compared the migratory capacity of the cells in vitro and their metastatic potential in vivo. Inducing a loss of expression of CXCR7 receptor did not have an impact on the development of pulmonary and hepatic metastases in vivo, but resulted in a decrease in in vitro migration.

Avec 59 000 nouveaux cas en 2017, le cancer du sein est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les femmes françaises, et pose un réel problème de santé publique en France, mais aussi au niveau mondial. Il est bien établi que la complexité de la carcinogenèse implique des modifications épigénétiques profondes qui contribuent au processus du développement tumoral. La dérégulation des marques d'histones acétylées H3 et H4 font partie de ces modifications. L'acétylation et la désacétylation des protéines sont des modifications posttraductionnelles majeures qui régulent l'expression des gènes liés au cancer et à l'activité d'une myriade d'oncoprotéines. Ainsi, une activité désacétylase aberrante peut alors favoriser ou supprimer la tumorigenèse dans différents types de cancers humains, y compris le cancer du sein. La désacétylase SIRT1 et l’acétyltransférase TIP60 sont 2 enzymes épigénétiques antagonistes qui sont impliquées dans l'apoptose, la régulation des gènes, la stabilité génomique, la réparation de l'ADN, et le développement du cancer. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié la dérégulation des profils d’acétylation des histones H3 et H4 dans les différents sous-types moléculaires du cancer du sein, et investigué l’implication de SIRT1 et de TIP60 dans la progression tumorale de cancer du sein. Tout d’abord, nous avons signalé les rôles de SIRT1 et de TIP60 comme des biomarqueurs pronostiques potentiels en révélant leurs expressions différentielles en fonction de l’agressivité du cancer. Ensuite, nous avons montré leur régulation épigénétique différentielle des cibles histones en fonction du sous-type moléculaire, ainsi que leur modulation de la marque activatrice H3K4ac. En outre, l’inhibition de ces 2 enzymes par des Épidrogues s’est avérée comme une stratégie efficace dans le traitement du cancer. Ces travaux mettent en relief alors, SIRT1 et TIP60 comme des cibles thérapeutiques potentielles du cancer sporadique du sein. / With 59,000 new cases in 2017, breast cancer is the most frequently diagnosed cancer among French women, and poses a real public health problem in France, but also worldwide. It is well established that the complexity of carcinogenesis involves profound epigenetic deregulations that contribute to the tumorigenesis process. Deregulated H3 and H4 acetylated histone marks are amongst those alterations. Acetylation and deacetylation are major post-translational protein modifications that regulate gene expression and the activity of a myriad of oncoproteins. Aberrant deacetylase activity can promote or suppress tumorigenesis in different types of human cancers, including breast cancer. The deacetylase SIRT1 and the acetyltransferase TIP60 are 2 antagonistic epigenetic enzymes that are well implicated in apoptosis, gene regulation, genomic stability, DNA repair, and cancer development. In this manuscript, we identified the dysregulation of the histones H3 and H4 acetylation profiles in different molecular subtypes of sporadic breast cancer, and investigated the involvement of SIRT1 and TIP60 in breast tumorigenesis. First, we highlighted the roles of SIRT1 and TIP60 as potential prognostic biomarkers by revealing their differential expression patterns depending on breast cancer aggressiveness. Then, we demonstrated their differential epigenetic regulation of histone targets according to molecular subtype, and revealed their modulation of the H3K4ac epigenetic marker. Moreover, Epi-drugs mediated inhibition of these 2 enzymes has proven to be an effective strategy in the treatment of cancer. Thus, this work highlights the potential use of SIRT1 and TIP60 as epigenetic therapeutic targets for sporadic breast cancer.

Au cours de la maturation des gamètes mâles a lieu un événement unique : les structures classiques qui ordonnent l'ADN sont complètement bouleversées et remplacées par une nouvelle, de composition et d'agencement différents, qui permet au noyau du spermatozoïde final une compaction qui n'est retrouvée nulle part ailleurs. Les signaux épigénétiques ainsi que les événements qui se déroulent alors au niveau moléculaire ne sont pas encore bien élucidés. C'est dans l'optique d'une meilleure compréhension de ce phénomène que la protéine Atad2 a été identifiée et caractérisée. Ce facteur, qui possède un bromodomaine ainsi qu'un domaine AAA, est retrouvé sous deux formes chez la souris. La plus courte, strictement testiculaire, est capable de se lier à la chromatine acétylée. De plus, comme les autres membres de la famille des AAAATPases, Atad2 est capable de se multimériser. Cette multimérisation régule son affinité à la chromatine. Des études plus poussées ont montré un rôle dans l'activité transcriptionnelle ainsi que dans la stabilité des structures basales d'ordonnancement de l'information génétique, les nucléosomes. De plus, chez l'humain, Atad2 a été retrouvé exprimé de façon aberrante dans certaines tumeurs. L'élucidation du rôle de cette protéine dans les cellules germinales et somatiques apportera ainsi des informations sur le changement complet de la nature chromatinienne au cours de la spermatogenèse, et peut-être permettra peut-être une meilleure appréhension de l'activité génomique ayant lieux dans les cellules tumorales.

La méthylation de l'ADN et les modifications post-traductionnelles des histones sont desmodifications épigénétiques qui interviennent dans la régulation des éléments transposables(ET) chez de nombreuses espèces. La proportion des ET dans les génomes varie selon lesespèces considérées et pose la question des mécanismes de régulation de ces ET. Au sein del'espèce Drosophila simulans, les populations naturelles présentent un polymorphisme uniquedans le nombre de copies des ET, ce qui en fait un excellent modèle pour étudier cettequestion. L'étude de la méthylation d'ADN et des modifications post-traductionnelles deshistones associées au rétrotransposon à LTR tirant dans la lignée germinale des populationsnaturelles a permis de montrer l'influence d'une copie d'ET sur la structure de la chromatineau site d'insertion. Dans un second volet, nous avons cherché à caractériser la méthylation del'ADN chez la drosophile, chez laquelle la fonction est encore mal connue. Nous avons, pardes approches spécifiques et globales, mesuré l'abondance de cette marque épigénétique chezla drosophile. Nous concluons que les taux de méthylation de l'ADN sont très faibles maisvariables entre espèces. Notre travail n'a pas permis de mettre en évidence un rôle de laméthylation de l'ADN dans le contrôle des ET, toutefois, nous ne pouvons pas exclure cesystème de régulation.

Les ARN messagers (ARNm) fonctionnels sont produits au cours d'un mécanisme complexe qui allie la transcription, qui permet la synthèse d'un pré-ARNm, la maturation de ce transcrit et son export. De plus, ces différentes machineries vont devoir faire face à la structure compacte de la chromatine, nécessitant une activité de décondensation/recondensation de la chromatine qui est notamment régulée par les mécanismes épigénétiques. Un très grand nombre de facteurs sont donc requis pour la production des ARNm fonctionnels . Parmi ces facteurs, les protéines Spt6 et Iws1 sont impliquées dans le mécanisme général de la transcription, dans la modulation de la structure de la chromatine et la maturation et l'export des ARNm. Ces travaux de thèse ont permis de caractériser biochimiquement, structuralement et fonctionnellement ces deux protéines, leur complexe et leur interaction avec d'autres effecteurs de la transcription. Ces travaux ont notamment permis de comprendre en termes moléculaires et fonctionnels (i) comment Spt6 est recrutée par l'ARN polyméraseII au cours de la transcription et (ii) comment le complexe Spt6/Iws 1 est formé. Ils ont également permis d'identifier de nouveaux interactants potentiels de Spt6, et notamment le facteur d'élongation de la transcription TFIIS. Ces travaux ont ainsi permis de révéler le rôle essentiel et extrêmement complexe joué par Spt6 et Iws1 lors de la production d'un ARNm, mais également de permettre l'étude future de leur interaction avec d'autres facteurs transcriptionnels.

Les techniques d'assistance médicale à la procréation particulièrement l'induction de l'ovulation, la maturation in vitro des ovocytes et la culture embryonnaire prolongée impliquent la manipulation des gamètes ainsi que les embryons à des moments critiques de leur maturation et développement qui sont également des étapes clé du remodelage épigénétique. Par conséquent, elles pourraient interférer avec la reprogrammation épigénétique, en particulier la mise en place de la méthylation des gènes soumis a empreinte au cours de l'ovogenèse, ou son maintien au cours du développement préimplantatoire. Afin d'évaluer ce risque nous avons analysé le profil de méthylation de KvDMR1, qui régule l'expression de KCNQ1OT1, dans des ovocytes humains mûris in vivo ou in vitro, provenant de patientes stimulées ou non. Nos résultats montrent que la mise en place de la méthylation au niveau de KvDMR1 se poursuit au cours de la maturation de l'ovocyte du stade VG au stade MII, in vivo et in vitro et que l'induction ovarienne des patientes génère des ovocytes épigénétiquement immatures. Par ailleurs, l'étude de la méthylation de H19 DMR qui régule l'expression d'Igf2 et H19 dans des embryons d'ICSI, atypiques bloqués en culture prolongée et dans les spermes correspondants met en évidence une hypométhylation de l'allèle paternel et une méthylation de l'allèle maternel dans certains embryons, sans que l'on puisse établir de lien entre les dérégulations de l'empreinte et l'arrêt du développement au stade blastocyste.

Les protéines à bromodomaines (BCPs) sont notamment impliquées dans la régulation de la transcription de gènes et la signalisation cellulaire. Leur dérégulation conduit au développement pathologies, telles que les maladies inflammatoires, cardiovasculaires et plus particulièrement les cancers. Les BCPs sont capables de reconnaitre les lysines acétylées de protéines histones via leur module BromoDomaine(s) (BDs). Parmi les huit familles de BCPs, mon projet de thèse s’intéresse à la famille « BET ». Celle-ci, comprend quatre protéines constituées de deux BDs en tandem, formant deux sous-familles BD1 et BD2. L’architecture de la cavité centrale des BDs, qualifiée de « druggable », a permis l’émergence de ces protéines en tant que nouvelles cibles épigénétiques prometteuses. À ce jour, une vingtaine d’essais cliniques ont été initiés pour des molécules « pan-BET », inhibant l’ensemble des membres de cette famille. Cependant, l'inhibition « pan-BET » est problématique au niveau clinique puisqu’elle impacte de nombreuses voies de transcription et engendre l’apparition de cellules résistantes. Mon projet de thèse s’intègre au challenge actuel qui est de développer des inhibiteurs plus sélectifs, par exemple envers l’une des sous-familles BD1 ou BD2 ou plus idéalement envers un seul BD de la famille BET. Le développement de « sondes épigénétiques sélectives » ciblant des BDs de la famille BET, devrait permettre de décrypter leur rôle et leur mécanisme d’action dans les divers processus biologiques. L’identification de « candidat médicament » devrait aboutir à de nouvelles thérapies ciblées et de pallier les résistances liées à l’utilisation de molécules pan-BET inhibitrices. / Bromodomain-containing proteins (BCPs) are especially involved in the regulation of gene transcription and cell signalling. Their dysregulation lead to the development of pathologies, such as inflammatory, cardiovascular diseases, and more particularly cancers. BCPs involved in the recognition of acetylated lysine of the histone tails, through their BromoDomain(s) module(s) (BDs). Among the eight families of BCPs, my thesis project focuses on the “BET” family. This family comprises four proteins which are composed of a tandem of two BDs each belonging to the BD1 or the BD2 subfamily. The architecture of the central cavity of the BDs, qualified as "druggable", allows the emergence of these proteins as new promising epigenetic targets. To date, about twenty clinical trials targeting different types of cancer have been initiated for "pan-BET" molecules that target all the members of this family. However, "pan-BET" inhibition is clinically problematic because it impacts many transcriptional pathways and causes the appearance of resistant cells. My thesis project is part of the current challenge is to develop more selective inhibitors, for example towards the BET-BD1 subfamily or the BET-BD2 subfamily or ideally towards one single BD inside the BET family. The development of such "selective epigenetic probes" targeting BET family BDs should allow deciphering their role and mechanism of action in various biological processes. Identifying "drug candidates" should lead to new targeted therapies and overcome the resistances related to the use of pan-BET molecules.

La Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) associe inflammation et hypoxie, vraisemblablement à l’origine d’altérations du tissu musculaire des patients dont l'état est corrélé au pronostic vital. Bien que justifiée, la réhabilitation par l'exercice n'est pas efficace dans 1/3 des cas, sans que les mécanismes à son origine n’aient été identifiés. Cette non-réponse pourrait impliquer un contrôle épigénétique de l'expression des gènes en lien avec la croissance musculaire via leurs profils d'acétylation. Pour étudier les effets de l'exercice sur le muscle BPCO, nous avons développé un modèle murin d'hypertrophie musculaire induite utilisé dans un contexte d'hypoxie (HC) et d'inflammation pulmonaire chronique (IP). Dans ce contexte, en comparant soléaire et plantaire, il apparaît que l’hypertrophie du soléaire est altérée par l’IP alors que celle du plantaire est fortement inhibée par l’HC. L'administration d'un inhibiteur des Bromodomaines et domaines Extra-Terminaux (i-BET), éléments impliqués dans la lecture des niveaux d’acétylations des histones, restaure leurs capacités d'hypertrophie. Cette altération de la croissance musculaire est associée à des perturbations des voies de protéosynthèse (Akt, S6k1, Erk) et de protéolyse (MuRF-1) muscles dépendantes. Dans le soléaire, l’acétylation des lysines des histones H3 et H4 est augmentée par l’IP ainsi que la transcription d’Histones Déacétylases (HDAC) est diminuée. Ces modifications associées à la restauration de l’hypertrophie du soléaire par l’i-BET malgré la présence d’une IP, suggèrent fortement l’implication des mécanismes épigénétiques dans l‘inhibition de la croissance musculaire. L’augmentation de l’acétylation des histones H3 et H4 du plantaire soumis à une HC tend à confirmer l'implication de mécanismes épigénétiques dans l’altération de la réponse de ce muscle. Toutefois des travaux supplémentaires seraient nécessaires pour confirmer cette hypothèse. Pour finir, les mesures de paramètres hémodynamiques cardiaques nous ont montrés que l’i-BET était également à l’origine d’une diminution de l’Hypertension Artérielle Pulmonaire (HTAP), de l’hypertrophie du ventricule droit et de l’hématocrite lors de l’exposition de nos animaux à une HC.Ces travaux suggèrent que la non-réponse au réentrainement d’un tiers des patients BPCO pourrait être liée à la présence d’une IP associée à une hypoxémie. La restauration des capacités adaptatives du muscle par un traitement à l’iBET pourrait constituer une perspective thérapeutique prometteuse, permettant à ces patients de retirer les importants bénéfices d’une telle prise en charge. Toutefois, la réduction de l’hématocrite de nos animaux traités avec l’i BET en HC, implique une prise en charge parallèle à, ce traitement pour maintenir l’adaptation à l’HC des patients BPCO hypoxémiques. / The Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) associates inflammation with hypoxia, likely causing deterioration of muscle tissue whose status is tightly correlated to vital prognosis. Although justified due by its anabolic effects, rehabilitation through exercise which progressively became a key medical care in COPD is inefficient in 1/3 of the patients. This non-response could involve epigenetic control of gene expression via alterations of the acetylation profile induced by pulmonary Inflammation (PI) and Chronic Hypoxia (CH). To study this, we used a murine model of either soleus or plantaris muscle hypertrophy induced by a functional overload, in PI and CH conditions. Results show that soleus hypertrophy is diminished by PI while plantaris hypertrophy is inhibited by CH. These specific responses are associated with alterations in proteosynthesis (Akt, S6k1, Erk) and proteolysis (MuRF-1) in a muscle-dependent manner. With PI, acetylation of lysines of histones H3 and H4 is increased in soleus muscle while transcription of Histone Deacetylases (HDACs) is decreased. Inhibiting the proteins in charge of reading the acetylations (BET) is able to restore the hypertrophic capacities of the soleus when exposed to PI, reinforcing the hypothesis of an involvement of epigenetic regulatory mechanisms in the problem of muscle response to a hypertrophic stimulus. Moreover, the use of the BET inhibitor (i-BET) prevents the development of pulmonary arterial hypertension, of the right ventricle hypertrophy and the increase in hematocrit in animals exposed to CH. Restoring the muscle adaptive capacities using i-BET led us to consider new promising therapeutic perspectives in COPD patients who present limited or no response to exercise rehabilitation.

Les cellules tumorales circulantes (CTCs) sont des cellules tumorales provenant de la tumeur primaire et/ou des métastases que l’on retrouve dans la circulation sanguine. Les plus agressives d’entre elles peuvent envahir les organes distants pour former des métastases. Leur faible nombre parmi la multitude de cellules sanguines rend difficile leurs détections et leurs études. C'est pourquoi, le challenge actuel est de pouvoir mettre en culture ces cellules.Dans le cadre de l’éude clinique nationale COLOSPOT, notre laboratoire a pu recueillir des échantillons de patients atteints d’un cancer colorectal métastatique. Grâce à ces prélèvements sanguins, 9 lignées dérivées de CTCs ont pu être établies : CTC-MCC-41, CTC-MCC-41.4, CTC-MCC-41.5A-G.Dans ce projet de thèse, les 9 lignées cellulaires ont été caractérisées au niveau du génome, du transcriptome, du protéome, du sécrétome et fonctionnel, et comparées à des lignées cellulaires tumorales primaires et métastatiques connues, comme effectuée précédemment sur la lignée CTC-MCC-41 (Cayrefourcq et al. 2015)Cette analyse très complète a montré malgré des profils génétiques très différents, toutes les lignées CTCs ont les caractéristiques d’un phénotype intermédiaire épithélial/mésenchymal, des propriétés de cellules souches, la mutation BRAFV600E et la capacité d’éviter divers processus de lutte contre les cellules tumorales comme la résistance à l’anoïkis et l’échappement au système immunitaire. Les études fonctionnelles ont montré que les CTC-MCC pouvaient induire rapidement la formation de tubes avec des cellules endothéliales in vitro, signe d'un potentiel angiogénique.La seconde partie de ce travail de thèse a été d’étudier la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) in vitro. Ce phénomène est une étape clé du processus métastatique des CTCs et implique diverses transformations des cellules à divers niveaux : morphologique, protéique et transcriptomique. Trois méthodes différentes ont été testées pour induire l’EMT au sein des lignées CTCs impliquant deux différents modes d’induction et deux modes de culture. Ces changements ont pu être observés dans les lignées témoins, validant les expérimentations effectuées. Cependant, l’EMT n’a pas été clairement observée sur les lignées CTCs.En conclusion, ces analyses suggèrent que les CTC coliques cultivés à partir de biopsies liquides séquentielles, effectuée durant le traitement d’un même patient, ont des caractéristiques communes. Mais la sélection des clones, avec un phénotype distinct, résistant au traitement, a été observée. D'autres études avec ces lignées CTC-MCC sont en cours, évaluant leur capacité à induire des tumeurs résistantes à des médicaments spécifiques ou à analyser la contribution épigénétique. Ces données peuvent fournir des indications pour la découverte de nouveaux biomarqueurs permettant d'identifier les sous-populations de CTC les plus agressives et pour la mise au point de nouveaux médicaments pour inhiber les CTCs initiatrices de métastases dans le cancer du côlon. / Circulating tumor cells (CTCs) are tumor cells that have been shed from the primary tumor and/or metastases into the bloodstream. The most aggressive ones can invade distant organs to form metastases. Their low number among the multitude of blood cells makes difficult their detection and study. This is why the current challenge in this field of expertise is to be able to culture them ex vivo.In the national COLOSPOT clinical study, our team was able to collect samples of patients with metastatic colorectal cancer. From blood samples of only one patient, 9 cancer cell lines derived from CTCs could be established: CTC-MCC-41, CTC-MCC-41.4, CTC-MCC-41.5A-G.In this project, the 9 CTC-MCC lines have been characterized at the genome, transcriptome, proteome, secretome and functional levels, and compared with primary and metastatic commercial colon cancer cell lines, as previously done on the CTC-MCC-41 line (Cayrefourcq et al., Cancer Res. 2015)These analyses have shown that despite their very different genetic profiles, all CTCs have the characteristics of an epithelial/mesenchymal intermediate phenotype, stemcell like characteristics, with BRAFV600E mutation, and the ability to avoid biological processes such as the resistance to anoïkis and the escape to the immune system. Moreover, functional studies have shown that all CTC-MCC lines can rapidly induce tubes formation with endothelial cells in vitro, a sign of an angiogenic potential.The second part of this thesis work was to study the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in vitro. This phenomenon is a key step in the metastatic process and involves several cell transformations at various levels: morphological, proteomic and transcriptomic. Three different methods have been tested to induce EMT within these CTC-MCC lines involving two different induction and culture modes. These changes could be observed in the control lines, validating the experiments carried out. However, EMT has not been clearly observed yet on the CTC-MCC lines.In conclusion, this longitudinal study suggest that colorectal CTCs cultured from sequential liquid biopsies, performed during treatment of the same patient, have common characteristics. However, our results strongly suggest that no clonal selection, with a distinct phenotype, resistant to treatment, has occurred. Further studies with these CTC-MCC lineages are in process, evaluating their ability to induce in vivo drug-resistant tumors or to analyze the epigenetic contribution. These data may provide guidance for the discovery of new biomarkers to identify the most aggressive CTC subpopulations and for the development of novel drugs to inhibit metastases-competent CTCs in colon cancer.