A ce jour, un certain nombre d'adénomes hypophysaires somatotropes échappent encore au contrôle de la maladie. Il reste nécessaire d'étudier plus finement les différentes voies de contrôle de la sécrétion hormonale et de la prolifération tumorale afin d'identifier des traitements alternatifs susceptibles de contrôler ces symptômes tumoraux. De même, un certain nombre de patients porteurs de prolactinomes (environ 10%), à l'origine de dysfonctionnement gonadique et sexuels, échappent au contrôle de l'hypersécrétion de prolactine par les traitements actuels. Pour ces deux types de tumeurs, s'ajoutent des complications neurologiques consécutives à l'accroissement des volumes tumoraux. Dans une perspective de contrôle de l'hypersécrétion tumorale nous nous sommes intéressés à deux stratégies faisant intervenir un transfert de gènes dans les cellules. POU1F1 est un facteur de transcription crucial pour le développement et le maintien des lignages somatotrope, lactotrope et thyréotrope et son expression est retrouvée dans les adénomes hypophysaires. De plus, des mutations de ce gène, notamment le mutant dominant négatif R271W, ont été identifiés chez des patients présentant des déficits hypophysaires combinés en GH, en PRL et en TSH. Une première partie de ma thèse a donc porté sur l'étude du transfert du mutant dominant négatif de POU1F1 par un vecteur lentiviral dans les tumeurs hypophysaires somatotropes et lactotropes afin d'évaluer son impact sur la sécrétion hormonale et sur la viabilité cellulaire. Nous avons montré que l'inactivation de ce facteur de transcription entrainait une diminution de la viabilité cellulaire et de la sécrétion de toutes les tumeurs testées. / To this date, some somatotroph adenomas do not respond to the current treatment of pituitary tumors. It still necessary to study the different ways to control the hormonal secretion and the tumor progression to identify alternate therapy capable to manage these symptoms. Likewise, some patient with prolactinomas (about 10%) responsible of gonad and sexual dysfunction do not respond to the control of prolactin hypersecretion. In addition, some neurological complications are finding due to the neighboring structures compression for both of these tumors. To better control the hormonal secretion we investigate two different strategies involving a gene transfer in the cells. POU1F1 is a major transcription factor involved in the pituitary development and the management of somatotroph, thyreotroph and lactotroph cell lines. Its expression is found in pituitary adenomas belonging of these 3 cell lines. Moreover some mutations like the R271W mutant are identified in patients with combined pituitary hormonal deficiency (CPHD). In the first part of my thesis we transfer this dominant negative mutant via a lentiviral transfer in the somatotroph and lactotroph adenomas to evaluate its impact on hormonal secretion and cell viability. We show an inhibitory effect of the POU1F1 inactivation on the secretion and the cell viability of all our tumors. Somatostatin analogs are the major medical therapy for somatotroph adenomas and control GH secretion in 60% of these patients. Octreotide resistance is highly correlated to a low expression of the sst2 receptor.

Bien que rares, les tumeurs endocrines développées chez l'Homme demeurent problèmatiques. Une meilleure compréhension des mécanismes qui régulent leur croissance constitue un objectif essentiel pour identifier des cibles thérapeutiques nouvelles.Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié l'impact du microenvironnement tumoral (MeT), définit par l'ensemble des facteurs qui encerclent la niche tumorale primitive, sur la croissance des tumeurs endocrines digestives. In vitro, nous observons un effet prolifératif réciproque entre des fibroblastes, l'une des cellules pivots du MeT, et des lignées cellulaires humaines de tumeurs endocrines pancréatiques, tel qu'il est susceptible d'exister in situ. Dans une seconde partie, nous avons montré que le pegvisomant, un antagoniste du récepteur de l'hormone de croissance utilisé chez des patients atteint d'adénome hypophysaire somatotrope, n'a pas d'effet prolifératif in vitro sur les cellules somatotropes adénomateuses. / Although rare, endocrine tumors developed in Humans remain problematic, such as a better understanding of their regulatory mechanisms of growth represent a step forward to identify new therapeutical targets.In the first part of this thesis, we investigated the impact of the tumor microenvironment (TME), as defined by the factors surrounding the tumor primitive niche, on the growth of human digestive endocrine tumors. We, here, showed the occurrence of a reciprocal proliferation between human fibroblasts, a key cell within the TME, and human pancreatic neuroendocrine tumor cell lines, suggesting that human fibroblasts may constitue a new therapeutical target of interest in the TME of digestive endocrine tumors. In a second part, we showed that pegvisomant (PEG), a growth hormone receptor antagonist currently used in patients with GH-secreting pituitary adenoma, did not impact in vitro the proliferation rate of GH-secreting adenoma cells and therefore is suitable in patients with a persisting GH-secreting pituitary adenoma residue after surgery.

1. Adénomes hypophysaires somatotropes : Elaboration d'un modèle in vitro et in vivo d'études du récepteur SST2 et des voies de signalisation somatostatinergiques.Afin de préciser l'étude du récepteur SST2, nous avons mis en place un modèle d'étude in vitro et in vivo, en établissant une lignée polyclonale exprimant le récepteur SST2 humain à de hauts niveaux. Ce modèle nous permettra de tester de nouveaux agonistes somatostatinergiques comme le pasiréotide et d'étudier de façon approfondie les voies de signalisation.2. Méningiomes : Mise en place d'un modèle de culture primaire de méningiome in vitro et étude de l'effet de l'octréotide, du pasiréotide et de l'everolimus sur la prolifération cellulaire et les voies de signalisation intracellulaire.Etant donné la forte expression du récepteur SST2, nous avons démontré in vitro un effet anti-prolifératif de l'octréotide sur les cellules de méningiomes via une inhibition de la voie Pi3kinase-Akt-mTOR. L'octréotide a significativement amélioré l'inhibition par l'everolimus de la prolifération cellulaire.Un effet additif des 2 drogues a été observé. Ces résultats ont permis la mise en place d'une étude clinique . Par ailleurs, on observe un meilleur effet du pasiréotide comparé à celui de l'octréotide.3. Chordomes : Mise au point d'un modèle de culture primaire de cellules de chordomes in vitro et études préliminaires.Les premiers résultats avec octréotide, pasiréotide et everolimus sont concluants, mettant en évidence une diminution de la prolifération cellulaire, et nous incitent à poursuivre les investigations. / 1.Somatotroph adenomas : Development of an in vitro and in vivo model to study SST2 receptor and somatostatin pathway.To precise SST2 role in tumorigenesis, we developed an in vitro and in vivo model, using a polyclonal cell line with high and stable SST2 expression level. This model will provide to test new somatostatin agonists as pasireotide and further studies on intracellular pathway in ''somatotroph'' context.2. Meningiomas : Development of a model of meningioma primary culture in vitro with study of octreotide, pasireoide and everolimus effects on cell proliferation and intracellular pathways. Given the strong SST2 expression, we demonstrated an in vitro antiproliferative effect of octreotide on meningioma cells via an inhibition of Pi3kinase-Akt-mTOR pathway.In vitro, we observed that octreotide significantly improved everolimus induced cell proliferation inhibition. An additive effect of the 2 drugs was observed in each tested tumor. These results supported the development of a clinical trial. Pasireotide provided a better effect than octreotide, alone or in combination with everolimus on cell proliferation and intracellular pathways.3. Chordomas : Development of an in vitro model of chordoma cell primary culture with preliminary studies.We developed a model of in vitro chordoma cell culture. This model is reliable and stable, providing study of different drugs. SST2 receptor expression was lower than in meningiomas but SST2 expression remained significant in the majority of the tumors. First results with octreotide, pasireotide and everolimus are relevant, with a decrease in cell proliferation leading to further studies.

Résumé : Nous avons d’abord souhaité, dans ce travail de thèse, préciser les mécanismes moléculaires conduisant à l'expression ectopique du récepteur du GIP (glucose-dependent insulinotropic polypeptide receptor, GIPR) dans des adénomes somatotropes provenant de patients présentant une acromégalie avec une réponse paradoxale (stimulation) de l’hormone de croissance au glucose par voie orale. Nous avons montré que l’expression ectopique de GIPR se produit par une activation transcriptionnelle hypomorphe du gène GIPR associée à des anomalies de méthylation dans le corps du gène. L’activation de la voie AMP cyclique par le GIP postprandial dans les adénomes exprimant le GIPR peut représenter un mécanisme alternatif de la tumorigenèse somatotrope en l’absence de mutations de l’oncogène GNAS.Nous rapportons d’autre part une analyse cytogénétique approfondie des adénomes somatotropes, qui nous a permis de définir deux groupes d'adénomes, un groupe à faible altération du nombre de copies et un groupe à forte altération du nombre de copies. Deux tumeurs présentaient des réarrangements chromosomiques complexes avec une signature typique de chromothripsis, et une architecture sous-clonale incluant jusqu’à six populations cellulaires différentes, témoignant d’une hétérogénéité intratumorale importante.Dans une collection d'adénomes hypophysaires invasifs comportant la portion intrasellaire et la portion envahissante le sinus caverneux, nous avons montré par RNA-seq des profils d'expression génique divergents, apportant des arguments supplémentaires en faveur de l'hétérogénéité intratumorale dans ces tumeurs bénignes. Les échantillons tumoraux provenant de portions invasives ont montré une surexpression de la voie de transition épithélio-mésenchymateuse et des marqueurs de cellules souches cancéreuses soulignant leur rôle potentiel dans l’acquisition du phénotype invasif des cellules adénomateuses hypophysaires. / AbstractIn this work, we explored the molecular mechanisms of ectopic glucose-dependent insulinotropic polypeptide receptor (GIPR) expression in somatotroph adenomas from patients with acromegaly displaying a paradoxical GH increase to oral glucose. We showed that ectopic GIPR expression occurs through hypomorphic transcriptional activation of GIPR gene likely driven by DNA methylation changes. Activation of the cAMP pathway by postprandial GIP may represent an alternative tumorigenic mechanism in GIPR expressing somatotroph adenomas without driver mutations in GNAS oncogene. Cytogenetic profiling defined two groups of adenomas, a low-copy-number alteration (CNA) group and a high-CNA group.Two tumor samples displayed complex chromosomal rearrangements compatible with chromothripsis and showed subclonal architecture with up to six distinct cell population in each tumor, demonstrating an important intratumor heterogeneity.In a collection of invasive pituitary adenomas including the non-invasive intrasellar portions and the portions invading the cavernous sinuses, we showed by RNA-seq different gene expression profiles, providing supplemental evidence for the intratumoral heterogeneity in these benign tumors. Tumor samples from invasive portions showed up-regulation of the epithelial-mesenchymal transition pathway and increased expression of cancer stem-cell markers highlighting their potential role in pituitary tumor cell invasive behavior.