Les biotechnologies basées sur des microorganismes capables de survivre à de fortes doses de rayonnement ionisants et de concentrer les radionucléides constituent une technique attractive pour décontaminer les effluents nucléaires, en particulier du fait du faible volume de déchets générés. En utilisant deux méthodes d’analyses directes et complémentaires que sont la métagénétique et la métaprotéomique, l’inventaire complet de la piscine de refroidissement d’un coeur de réacteur nucléaire (en fonctionnement et à l’arrêt) et d’une piscine de stockage de sources radioactives de cobalt a été réalisé. Les microbiotes sont extrêmement différents entre les deux piscines. Une majorité de Cyanobacteria a été identifiée dans la piscine du réacteur alors qu’une majorité de Proteobacteria l’a été dans la piscine des sources. Durant le fonctionnement du réacteur, une majorité de Variovorax a été identifiée. Certaines espèces de Variovorax sont capables d’utiliser du H2 comme source d’énergie, ce qui peut leur donner un avantage dans un environnement nucléaire aquatique. Parmi les microorganismes isolés de la piscine du réacteur, 46 bactéries ont été identifiées. Leur capacité à résister aux rayonnements gamma et à accumuler l’uranium et le cobalt ont été déterminées. Parmi ces bactéries, six souches ont été capables d’accumuler la totalité de l’uranium d’une solution à 5 μM, et deux d’entre elles ont entièrement accumulé l’uranium d’une solution à 50 μM. Ce travail présente le premier inventaire complet d’une piscine de refroidissement d’un coeur de réacteur nucléaire en fonctionnement. Cette thèse présente des perspectives tant sur le plan industriel avec l’utilisation des microorganismes isolés dans un procédé de biodécontamination d’effluents nucléaires que sur le plan fondamental avec l’élucidation des mécanismes développés par ces microorganismes pour résister aux rayonnements et accumuler les radionucléides. / Biotechnology with microorganisms able to survive high radiation doses and concentrate radionuclides is an attractive technology to decontaminate nuclear effluents with low waste volume. By using two direct and complementary analysis methods, metagenetics and metaproteomics, the complete inventories of microorganisms present in a French nuclear reactor cooling pool (during operation and at shutdown) and in a radioactive 60Co sources storage pool have been performed. The microbiota from the two pools were extremely different, with a majority of Cyanobacteria in the sources storage pool, and Proteobacteria in the reactor pool. Depending on the pools’ conditions a change in the microbiota had been observed. Variovorax was the main genus identified during the reactor’s operation. Some strains of Variovorax are able to use H2 as an energy source, conferring them an advantage in nuclear pools. Several microorganisms have been isolated from the reactor pool. Among them 46 bacteria were identified. Their abilities to resist ionizing radiations and to accumulate specific radionuclides were determined. Several genera studied in this work had never been described concerning their ability to resist radiations or accumulate radionuclides. Six strains could entirely remove uranium from a 5 μM solution and up to 50 μM for two strains. This work presents the first complete inventory of a working nuclear reactor cooling pool. This PhD work opens interesting industrial perspectives as the isolated strains could be implemented in a new nuclear effluents decontamination process and fundamental perspectives as their resistance and radionuclides accumulation pathways could be deciphered.

Deinococcus radiodurans est l'un des organismes les plus radiorésistants connus à ce jour et de manière plus générale, présente une exceptionnelle tolérance aux agents qui endommagent son ADN. Cette bactérie est capable de reconstituer un génome intact à partir de centaines de fragments d'ADN engendrés par exposition aux radiations ionisantes. Ce phénomène de radiorésistance est la conséquence d'une association de plusieurs mécanismes et facteurs agissants de concert lorsque les cellules sont soumises à ce type de rayonnement. Parmi ces facteurs identifiés, on peut citer la présence de certaines protéines spécifiques des Deinococcaceae. Parmi elles, la protéine PprA joue un rôle important dans la radiorésistance de D. radiodurans. Cette protéine qui est fortement induite après irradiation n'a pas d'homologuechez des organismes autres que les Deinococcaceae. Pour essayer de comprendre le rôle de PprA dans la radiorésistance chez D. radiodurans, j'ai effectué une caractérisation approfondie du mutant de délétion ΔpprA. Ce mutant est très sensible aux rayons γ ainsi qu'à d'autres agents qui créent des dommages sur l'ADN comme l'acide nalidixique et la novobiocine. L'étude morphologique de ce mutant et la localisation de la protéine in vivo après irradiation suggèrent que PprA est impliquée dans un mécanisme de ségrégation des chromosomes lors de la division, après irradiation lorsque l'ADN des cellules a été réparé. L'étude du réseau d'interactants de PprA a révélé que ce cette protéine interagit in vivo avec l'ADN gyrase après irradiation et permet la stimulation de l'activité de décaténation de cette dernière sans influencer son activité de surenroulement négatif de l'ADN in vitro. Les phénotypes observés précédemment ont également suggéré une éventuelle interaction entre PprA et les protéines de la famille SMC. Chez D. radiodurans les protéines de la famille SMC sont SMC, SbcC et RecN. De façon surprenante, la délétion du gène recN dans une souche ΔpprA supprime la sensibilité aux agents endommageant l'ADN observée dans la souche simple mutante ΔpprA. Ces résultats suggèrent une interaction génétique entre les gènes pprA et recN, cependant, la nature précise du lien entre les deux protéines PprA et recN reste à établir. / Deinococcus radiodurans, one of the most radioresistant organisms known to date is able to reconstruct an intact genome from hundreds of DNA fragments generated by γ-rays. More generally, this bacterium is also tolerant to other DNA-damaging agents. This exceptional ability to overcome effects of ionizing radiations is due to a combination of several well regulated mechanisms and factors acting together when cells are exposed the radiations. Among these factors, some specific proteins of the Deinococcaceae family which are induced after irradiation can be observed. The PprA protein is one of these specific proteins and has been shown to have an important role in radioresistance in D. radiodurans. This protein is one of the most induced after γ-rays treatment. None homologous protein have been identify for the PprA protein. Characteristics of the ΔpprA mutant were investigated in order to understand the involvement of PprA in radioresistance. This mutant is very sensitive to γ-rays and other DNA damaging agents as nalidixic acid or novobiocin. Phenotypic analyses of this mutant revealed that PprA protein seems to be implicated in chromosome segregation after irradiation when DNA is repaired in cells. Moreover, the PprA protein has been shown to interact in vivo with DNA gyrase after irradiation and to stimulate in vitro the decatenation activity of DNA gyrase, without affecting its DNA negative supercoiling activity. Phenotypes previously observed also suggest a potential interaction between the PprA protein and the protein SMC family which are SMC, SbcC and RecN in D. radiodurans. Surprisingly, we found that disrupting recN gene in a ΔpprA strain abolish the sensitivity to DNA damaging agents observed in a ΔpprA strain. These results suggest that the two genes, pprA and recN interact but the accurate link between the two proteins PprA and RecN remains to be highlighted.

Les glioblastomes (GB) sont des tumeurs cérébrales invasives, résistantes et qui récidivent systématiquement malgré un traitement associant chirurgie, radio- et chimiothérapie. Ces tumeurs de très mauvais pronostic, se caractérisent par une survie médiane de 15 mois. L'agressivité des GB est notamment due à la présence d'une sous-population de cellules souches (GSC). Les GSC sont caractérisées par leurs capacités d'auto-renouvellement, d'expression de différents marqueurs souches, de multipotence et de tumorigenèse. Elles sont fortement impliquées dans la résistance et la récidive tumorale et leur ciblage pourrait améliorer le traitement des GB. Au vu de la littérature et de résultats obtenus au laboratoire, l'intégrine ß8 est apparue comme une nouvelle cible potentielle de ces GSC. Cette intégrine est décrite comme possédant un rôle majeur dans la survie et l'auto-renouvellement des cellules progénitrices neurales saines et sa surexpression est associée à une diminution de la survie des patients. Nous avons alors émis l'hypothèse que l'intégrine ß8 pourrait être impliquée dans le maintien de l'état souche des GSC. J'ai démontré au cours de ma thèse que cette intégrine est surexprimée dans des primocultures de GSC issues de résections de GB ainsi que dans des coupes de tumeurs de patients. De plus, j'ai mis en évidence que ß8 est associée à l'état souche et à des fonctionnalités propres à ces cellules, notamment leur auto-renouvellement, leur viabilité, leur migration et leur radiorésistance. En inhibant sélectivement ß8 dans nos primocultures de GSC par si/shRNA, j'ai en effet observé in vitro une diminution de la formation de neurosphères et de la migration cellulaire ainsi qu'une augmentation de la différentiation et de la mort cellulaire, cette dernière étant potentialisée après irradiation. Enfin, in vivo, j'ai mis en évidence que l'inhibition de ß8 se traduit par une diminution de la tumorigenèse et une augmentation de la survie des souris. En conclusion, mes résultats de thèse permettent d'identifier l'intégrine ß8 comme une protéine membranaire nécessaire au maintien de l'état souche dans les GSC mais surtout comme une potentielle cible thérapeutique radiosensibilisante dans les GB. / Glioblastomas (GB) are invasive, resistant and recurrent brain tumors (median overall survival of 15 months) despite standard treatment including surgical resection, radio- and chemotherapy. This tumor aggressiveness could partly be explained by the presence into the tumor of Glioblastoma-Stem like Cells (GSC), characterized by their ability to self-renew, their higher expression of specific GSC markers, their multipotent aptitude and their high tumorigenic potential. They are strongly involved in tumor resistance and recurrence and their targeting could improve GB treatment. Regarding current literature but also transcriptomic results obtained in our lab, a specific ß8 integrin emerged as a potential selective target in GSC. We then hypothesized that ß8 integrin could be involved in stemness maintenance of GSC. I first demonstrated, during my doctoral thesis, that ß8 is overexpressed in primocultures of GSC isolated from patients resections and also in human GB samples. Moreover, I showed that this integrin could be associated with stemness and features unique to these cells, including self-renewal ability, viability, migration and radioresistance. Indeed, the selective inhibition of ß8 in GSC by si/shRNA resulted in vitro in a decrease of neurosphere formation and migration, associated with an increase of differentiation patterns and cell death, this one being potentiated after irradiation. Finally, in vivo, I showed that ß8 inhibition decreased tumorigenesis and increased mice survival. In conclusion, my doctoral results allow to identify ß8 integrin as a membrane protein essential for stemness maintenance of GSC but mostly as a new potential radiosensitizing therapeutic target for GB.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第23766号 / 医博第4812号 / 新制||医||1056(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 鈴木 実, 教授 中本 裕士, 教授 伊藤 貴浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

Chemokines are a family of chemotactic cytokines that play a multifaceted role in human biology. Chemokine receptor CCR7, activated by its ligands CCL19 & CCL21, is known to play a significant role in cancer metastasis. In view of the wider roles that chemokines play in the biology of the cell, we hypothesised that CCR7 could influence cancer progression through other mechanisms in particular increased proliferation and/or increased chemo- and radioresistance, and whether these effects may have a physiological/clinical relevance. Interestingly, CXCR4 involvement in cancer recurrence, metastasis and proliferation is already well established. Thus, it was used as a point of reference to compare whether CCR7 axis effect on cancer proliferation and chemoresistance is similar to that observed in CXCR4 axis. It is proven that hypoxia is a driving factor in increased CCR7 expression. This study shows that CCR7 expression is upregulated as a response to a number of other stress factors, in particular that caused by different chemotherapeutic treatments. In addition, we showed that CCL21, one of the two endogenous ligands for CCR7 is similarly produced under these conditions We used several techniques to establish the expression and functionality of CCR7 and CXCR4 in different cancer cell lines. We then showed that activation of the CCR7 axis by physiologically relevant concentrations of CCL21 induces cancer cell proliferation and chemo- and radio-resistance. Furthermore, these effects are abrogated by small molecule antagonists (ICT13069), neutralizing monoclonal antibody, or CCR7 knockdown. Our findings support the hypothesis that antagonising CCR7 receptor will not only inhibit cancer metastasis, as it is well-illustrated in the literature, but it would also lead to alternative therapeutic approaches as well as potential clinical endpoints. / University of Tobruk, and the Ministry of Higher Education of Libya

Les DIPG représentent les tumeurs cérébrales pédiatriques les plus sévères. Aucun progrès dans leur prise en charge n’a été accompli au cours des 50 dernières années et la radiothérapie ne demeure que transitoirement efficace. Récemment, une mutation somatique de l’histone H3 (K27M) spécifique des DIPG a été trouvée chez environ 95% des patients. Elle est aujourd’hui considérée comme l'événement oncogénique initiateur de ces tumeurs. Deux sous-groupes majeurs de patients présentant des programmes oncogéniques et une réponse à la radiothérapie distincts peuvent être définis en fonction du gène dans lequel l’altération survient, codant les variantes protéiques H3.1 ou H3.3. Nous avons réalisé deux cribles de létalité synthétique par ARN interférence ciblant le kinome humain afin d'identifier d’une part les gènes nécessaires à la survie des DIPG et d’autre part les gènes dont l’inhibition sensibilise ces tumeurs à la radiothérapie. Le double objectif de ce projet était de mieux comprendre la biologie sous-jacente à l’oncogenèse des DIPG et de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques.Nous avons mis en évidence 41 gènes requis pour la survie des DIPG sans effet délétère majeur sur des cellules contrôles normales. Parmi eux, nous avons identifié VRK3 codant une serine thréonine kinase dont les fonctions restent peu décrites à ce jour et qui n'avait jamais été associée préalablement à l'oncogenèse de DIPG. Nous avons pu confirmer par la suite que son inhibition conduit à un arrêt total de la prolifération des cellules de DIPG associé à d’importants changements morphologiques, plus particulièrement dans les tumeurs mutées pour H3.3-K27M. VRK3 constitue par conséquent une nouvelle cible thérapeutique prometteuse dans cette pathologie à l’issue fatale pour la totalité des patients.En parallèle, un crible de survie similaire a été réalisé en conjonction avec l’irradiation des cellules. Très peu d’ARN interférents ont permis de sensibiliser les cellules H3.3-K27M à la radiothérapie contrairement aux cellules H3.1-K27M. Ce travail nous a permis de mettre en évidence une différence significative de radiosensibilité des modèles vitro de DMG en fonction du sous-groupe de tumeurs considéré, H3.1- ou H3.3-K27M muté, conformément à la survie des patients observée suite à la radiothérapie. Ces résultats inédits laissent entrevoir des perspectives d’amélioration du traitement de référence des patients atteints de DIPG actuellement identique quelle que soit leur génotype. / DIPG is one of the most severe paediatric brain tumours. No progress has been made in their management over the past 50 years and radiotherapy remains only transiently effective. Recently, a specific somatic mutation in the histone H3 (K27M) has been found in approximately 95% of DIPG patients and can be considered as the oncogenic driver of these tumours. Two major subgroup of patients with distinct oncogenic program and response to radiotherapy can be defined according to the gene in which the alteration occurs, encoding the H3.1 or H3.3 protein variants. We performed two synthetic lethality screens by RNA interference targeting the human kinome in order to identify the genes responsible for DIPG cell survival, as well as those sensitizing tumour cells to radiotherapy after inhibition. The dual purpose of this project was to better understand the biology underlying oncogenesis of DIPGs and to discover new therapeutic targets.We identified 41 genes required for DIPG cell survival with no major deleterious effect on normal control cells. Among them, we identified VRK3, a serine threonine kinase never involved in DIPG oncogenesis with functions remaining poorly described to date. We have shown that its inhibition leads to a complete arrest of DIPG cell proliferation and is additionally associated with important morphological changes, more particularly in H3.3-K27M mutated tumours. VRK3 is therefore a promising new therapeutic target for all patients in this fatal pathology.In parallel, a similar survival screen was performed in conjunction to cell radiation and very few interfering RNAs enhance H3.3-K27M cell radiosensitivity, in contrast to H3.1-K27M cells. These data highlighted a significant difference in radiosensitivity of the DMG in vitro models in H3.1- versus H3.3-K27M mutated tumours, in a concordant way with patient survival following radiotherapy. These unprecedented results suggest new opportunities for improving the current treatment of DIPG patients regardless of their genotype.

Les thérapies par irradiation sont utilisées pour traiter la plupart des cas de cancer. Une limitation majeure est l’induction de dommages dans les tissus sains. Par conséquent, l’amélioration du ciblage tumoral est un défi majeur. L'addition de nanoparticules (NPs) est proposée comme une nouvelle stratégie pour amplifier les effets des radiations dans les tumeurs (radiosensibilisation ). Les nanoparticules de Z élevé (platine, or, gadolinium) se révèlent être de bons candidats. Afin de développer de nouveaux nanoagents et d’améliorer les plans de traitement, il est nécessaire de mieux comprendre les mécanismes fondamentaux impliqués. Il a été observé que les radiosensibilisateurs augmentent l'effet létal des radiations (ions rapides ou rayons gamma). Ceci est attribué à une cascade d'événements multi-échelle qui comprend l'activation des NPs, leur relaxation, suivi de la production de radicaux responsables de la mort cellulaire (dans les eucaryotes). Il n'est pas encore clair laquelle des étapes, entre l’excitation/relaxation électronique des NPs ou la réponse biologique joue le rôle prédominant. Par conséquent, le défi de ma thèse était de tester les effets de radiosensibilisateurs (NPs d'or, de platine ou à base de gadolinium) sur des cellules autres que des cellules eucaryotes. Pour la première fois, l’effet des NPs a été testé sur la bactérie la plus radiorésistante jamais rapportée, D. radiodurans. Les NPs ont également été testées sur E. coli. Des études à l'échelle moléculaire ont été utilisées pour comprendre les mécanismes élémentaires. En résumé, ce travail montre que les NPs radiosensibilisantes amplifient les effets des rayons γ dans les bactéries radiosensibles et radiorésistantes. Ceci est attribué à la production de grappes de radicaux et à l’induction de dommages nanométriques dans l'ADN mais également dans les protéines de réparation. Finalement la radiosensibilisation est un phénomène «universel» qui peut être induite dans tout organisme vivant. En d'autres termes, les mécanismes élémentaires liés à l’excitation/relaxation de la NP jouent un rôle majeur par rapport à la réponse biologique de la cellule. Enfin, un ensemble de méthodes ont été optimisées pour évaluer la toxicité et observer l’internalisation des NPs dans les bactéries. / Radiation therapies are used to treat most of the cancer cases. One major limitation is the damage induced in the healthy tissues and tumor targeting is a major challenge. The addition of nanoparticles (NPs) is proposed as a novel strategy to amplify the radiations effects in the tumors (radiosensitization). The high-Z nanoparticles (platinum, gold, gadolinium) are found to be good candidates. To develop new nanoagents and improve treatment planning, a deeper knowledge of the fundamental mechanisms is required. It was found that radiosensitizers enhance the lethal effect of radiations (fast ions and gamma rays). This is attributed to a multiscale cascade of events, which includes the NPs activation and relaxation, the production of water radicals up to the biological impact in mammalian cells. It is not clear yet what from the early stage processes or from the (eukaryotic) cell response is the key stage of the radiosensitization. Hence, the challenge of my thesis was to probe the effects of radiosensitizers (gold, platinum and gadolinium based nanoparticles) on cells other than eukaryotic cells. For the first time, their effect was tested on the most radioresistant bacterium ever reported Deinoccocus radiodurans (D. radiodurans). For comparison, the nanoparticles were tested on the radiosensitive bacterium E.coli. Additional studies at molecular scale were used to understand the elementary mechanisms. In summary, this work demonstrates that the radiosensitizing nanoparticles amplify the effects of -rays in radiosensitive and also radioresistant bacteria. This is attributed to the production of radical clusters and to the inducetion of nano-size biodamages in DNA but also in repair proteins. Finally, this work proves that the radiosensitization is a “universal” phenomenon that can take place in all living organisms. In other words, it tells that elementary mechanisms play a major role compared to the biological response of the cell. A set of standardized methods for evaluating the cellular uptake and the toxicity of the potential nanodrug was established throughout this study.

Radioresistance is a major cause of treatment failure and relapse in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). Novel molecular targets need to be identified to increase cure rates and radiosensitivity in HNSCC. The MET receptor tyrosine kinase is highly dysregulated in cancer and plays a role in tumourigenesis, chemoresistance, and radioresistance. However, the role of MET in HNSCC radioresistance has not yet been investigated and may potentially be a radiosensitizing target. We discovered MET expression and intact ligand-induced signalling in HNSCC cell lines. Small molecule MET kinase inhibitors inhibited ligand-induced MET activation and downstream signalling. These inhibitors decreased HNSCC cell proliferation and clonogenic survival. Similarly, short-interfering RNAs targeting MET also decreased cell proliferation. The combination of radiation with the MET kinase inhibitors decreased clonogenic survival in an additive manner. Cell cycle analyses demonstrated that MET inhibitors alone or in combination with radiation induced small increases in sub-G1 cell populations.

Radioresistance is a major cause of treatment failure and relapse in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). Novel molecular targets need to be identified to increase cure rates and radiosensitivity in HNSCC. The MET receptor tyrosine kinase is highly dysregulated in cancer and plays a role in tumourigenesis, chemoresistance, and radioresistance. However, the role of MET in HNSCC radioresistance has not yet been investigated and may potentially be a radiosensitizing target. We discovered MET expression and intact ligand-induced signalling in HNSCC cell lines. Small molecule MET kinase inhibitors inhibited ligand-induced MET activation and downstream signalling. These inhibitors decreased HNSCC cell proliferation and clonogenic survival. Similarly, short-interfering RNAs targeting MET also decreased cell proliferation. The combination of radiation with the MET kinase inhibitors decreased clonogenic survival in an additive manner. Cell cycle analyses demonstrated that MET inhibitors alone or in combination with radiation induced small increases in sub-G1 cell populations.

Les chordomes sont des tumeurs rares. Elles représentent 1-4% de toutes les tumeurs osseuses. Ces tumeurs à histogénèse notochordienne sont d'origine mésodermique exprimant des marqueurs épithéliaux. Elles sont dans la majorité des cas de bas grade et d’évolutions insidieuses, mais toujours infiltrantes et destructrices pouvant donner des métastases. Au plan thérapeutique, ce sont des lésions réputées pour leur résistance aux cytotoxiques, aux rayonnements ionisants et aux thérapies ciblées actuelles. Leur prise en charge standard consiste en une chirurgie première suivie d'une radiothérapie complémentaire à haute dose. Le taux de contrôle local est de 70% et 50% à 5 ans et 10 ans respectivement et la survie médiane est de 6 ans. Les futurs challenges consistent à mieux définir le volume cible par l’imagerie multimodalité pour une radiothérapie personnalisée voire adaptative tenant compte des modifications tumorales morphologiques et métaboliques en cours de traitement. L’hypoxie est connue depuis longtemps comme un facteur de radiorésistance aux traitements. En effet, l'hypoxie induit un phénotype agressif avec un haut potentiel métastatique, favorisant la progression tumorale. Ces caractéristiques sont intimement liées à certaines modifications biologiques comme l’angiogenèse tumorale et le dérèglement du métabolisme cellulaire du glucose. Une meilleure connaissance de ces facteurs régulateurs des cibles biologiques constitue un vrai challenge pour le clinicien et les industriels dans le cadre du développement de nouvelles thérapeutiques. Dans ce cadre, mon projet de thèse a été construit en trois étapes : (i) nous avons récemment rapporté, pour la première fois, la présence de composantes cellulaires hypermétaboliques et de composantes cellulaires très hypoxiques quiescentes par l'imagerie TEP/CT, (ii) mettre en évidence sur des prélèvements de chordomes provenant de patients, les facteurs régulateurs de l'hypoxie (HIF-1, HIF-2) du métabolisme (GLUT1 ; MCT1 ; MCT4 ; Basigine, CAIX - CAXII) et de l’autophagie (BNIP3) par des techniques d'immunohistochimie ; (iii) quantification de ces marqueurs par des techniques de Western Blot. La corrélation de ces résultats biologiques aux résultats cliniques obtenus, montre que les patients présentant des lésions arborant un métabolisme glycolytique et un processus de survie autophagique présentent un phénotype agressif et radiorésistant. La présence de ces mécanismes de survie est fortement corrélée avec un contrôle local faible et une survie réduite. La mise en évidence de ces mécanismes et de leurs facteurs régulateurs nous permet d’envisager des traitements ciblés en association avec la chirurgie et la radiothérapie. / Chordomas are rare tumors. They represent 1-4% of all bone tumors. These tumors are notochordal histogenesis and mesodermal origin expressing epithelial markers. They are in most cases low grade and have insidious development with destructive and invasive power. Therapeutically, they are known for their resistance to cytotoxic drugs, ionizing radiation and targeted therapies. "Gold standart" treatment for these lesions is a primary surgery followed by high doses of radiotherapy. The local control rate is 70% and 50% at 5 years and 10 years respectively and median survival is 6 years. Future challenges are to define better the target volume by multimodality imaging for radiation therapy or adaptive personalized taking into account changes in tumor metabolic and morphological processing. Hypoxia has long been known as a radioresistance factor. Indeed, hypoxia induces an aggressive phenotype with a high metastatic potential, promoting tumor progression. These characteristics are closely related to certain biological changes such as tumor angiogenesis and disruption of cellular metabolism of glucose. A better understanding of these regulators factors of biological targets is a real challenge for clinicians and industry in the development of new therapies. In this context, my thesis project was built in three steps: (i) we recently reported, for the first time, the presence of quiescent and hypoxic cellular components and hypermetabolic cellular components by PET / CT, (ii) highlight on samples from patients with chordoma, the hypoxia regulatory factors (HIF-1, HIF-2) metabolism (GLUT1, MCT1, MCT4; Basigine, CAIX - CAXII) and autophagy (BNIP3) by immunohistochemistry, (iii) quantification of these markers by immunoblotting techniques. The correlation of these laboratory findings to clinical results showed that patients with lesions displaying a glycolytic metabolism and survival autophagic process have an aggressive and radioresistant phenotype. The presence of these mechanisms is strongly correlated with poor local control and survival reduced. The highlight of these mechanisms and their regulatory factors allow us to consider targeted therapies in combination with surgery and radiotherapy.