Les tumeurs endocrines digestives sont des tumeurs hypervasculaires, ce qui suggère l'existence d'un processus d'angiogenèse tumorale actif. Les mécanismes de l'angiogenèse tumorale associée aux tumeurs endocrines digestives sont complexes. Deux processus semblent coexister : les tumeurs les mieux différenciées sont capables de récapituler les propriétés pro-angiogéniques des cellules endocrines normales alors que les tumeurs moins différenciées et plus agressives sont associées à un processus d angiogenèse non spécifique, développé en réponse à l'hypoxie. Dans ces deux processus, le VEGF joue vraisemblablement un rôle important, dans la mesure où il fait partie intégrante du programme de différenciation endocrine. L'objectif de notre travail a été de mieux comprendre les mécanismes de sa régulation dans les cellules endocrines digestives tumorales et d'analyser son rôle dans la croissance tumorale, à travers une double approche expérimentale, in vitro et in vivo ; Nos résultats nous ont permis de : (a) montrer la complexité de la régulation de la synthèse et de la sécrétion du VEGF par les cellules endocrines néoplasiques, qui implique plusieurs voies de signalisation (PI3K/Akt/mTOR et p38/MAPK), dont les rôles respectifs varient selon le type de cellule étudiée ; (b) confirmer expérimentalement la dissociation entre expression du VEGF et capacités angiogéniques d'une part, propriétés invasives et métastatiques d'autre part ; (c) montrer expérimentalement que l'inhibition de l'angiogenèse peut contribuer à l'effet antitumoral de substances d'intérêt thérapeutique dans les tumeurs endocrines digestives / Digestive endocrine tumors are hypervascular tumors, likely to be associated with an active angiogenic process. The mechanisms of tumor angiogenesis in digestive endocrine tumors are complex. Two processes seem to coexist: well differentiated tumors are able to recapitulate the pro-angiogenic capacities of normal endocrine cells whereas less differentiated and more aggressive tumors are associated with a non specific angiogenic process, in response to hypoxia. In both processes, VEGF is likely to play an important role, since it is constitutively expressed by normal peptide-secreting endocrine cells, as part of their specific differentiation program. Our aim was to evaluate the mechanisms of regulation of VEGF synthesis and secretion by neoplastic digestive endocrine tumors and to analyze its role in tumor progression, through an in vitro and in vivo experimental approach. We were able to demonstrate that: (a) the regulation of VEGF synthesis and secretion is complex and involves several pathways (PI3K/Akt/mTOR and p38/MAPK), with different roles according to the cell studied; (b) there is a dissociation between VEGF expression and angiogenic capacities, on one hand, and invasive and metastatic properties, on the other hand; (c) the inhibition of angiogenesis may contribute to the anti-tumoral effect of several drugs of therapeutic interest in digestive endocrine tumors

Les cancers sont l’une des causes majeures de mortalité dans le monde. Les mécanismes en jeu dans la croissance tumorale sont qualitativement connus, mais on se sait pas à l’heure actuelle prédire précisément quel sera le développement d’une tumeur donnée, ni estimer de façon certaine le protocole thérapeutique optimal pour chaque patient. Il est entendu que la modélisation mathématique pourrait apporter des éléments de réponse à ces questions. Durant cette thèse on s'est alors intéressé à la construction de formalismes mathématiques pour décrire la croissance tumorale et l’action de traitement anti-cancéreux. En particulier, on s'est intéressé à la prise en compte des mécanismes aussi bien moléculaires que cellulaires et tissulaires, par la construction d’un modèle continu, multi-échelles, de croissance de tumeur solide et d’angiogenèse. A partir de ce modèle, nous a pu envisager de façon qualitative un protocole optimal de combinaison entre un anti-angiogénique et une chimiothérapie.Le modèle multi-échelles inclut une représentation mathématique des voies de signalisation du VEGF dont on détaille la construction.Dans une autre approche, on a considéré un modèle discret, cellule-centré, reproduisant le développement de sphéroïdes de cellules épithéliales mammaires telles qu’observées lorsque ces cellules sont cultivées in vitro. On a pu mettre en évidence les différents mécanismes cellulaires impliqués dans la morphogenèse de structures composées de cellules saines, et celles composées de cellules mutées.Ces contributions montrent l’intérêt du formalisme multi-échelles adopté pour intégrer les connaissances et données sous-jacentes à l’étude du traitement des tumeurs. / Cancer is one of the leading causes of death in Europe. The mechanisms involved in tumour growth are qualitatively known, but we are still unable to precisely predict how a given tumour will evolve, nor estimate with certainty the optimal therapeutic protocol for each patient.It is well understood that mathematical modelling could give part of the answer to these questions. That is why during this thesis we considered the building of mathematical formalisms to describe tumour growth and the action of anti-cancer treatments. In particular, we investigated the molecular to tissular mechanisms of cancer development and angiogenesis through the building of a continuous multi-scale model. We were able to reproduce the effect of anti- angiogenesis treatments on tumour growth, and qualitatively study an optimal therapeutic protocol of anti-angiogenic combined with cytotoxic drugs. This multi-scale model integrates a mathematical representation of the signalling pathways of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor). We detail the development of this model which is based solely on information available in the literature and dedicated databases. In another approach, we considered a discrete, cell-based model to reproduce the development of spheroid structures of mammary epithelial cells. This model considers the behaviour of these cells when observed while grown in vitro in an appropriate medium. We were able to highlight the different mechanisms involved in the morphogenesis of wild and mutated cells structures.This work shows the importance of the multi-scale formalism we used to integrate the knowledge and data related to the study of cancer treatment.