Candida albicans is an opportunistic pathogen, which is responsible for causing systemic infection in immunocompromised patients in hospital settings (nosocomial infections). 90% of these nosocomial fungal infections are caused by C. albicans, and the estimated annual cost of treating them exceeds $1 billion per year. Despite this expenditure, there is a high mortality rate of 50%. There are two main routes of infections, first a mucosal infection that can spread and invades deeper into the tissues and gets disseminated into the bloodstream. Second, more frequently seen in hospital settings, is when Candida cells dislodge from a biofilm that has formed on intravenous devices or catheters. Treatment of these diseases is difficult due to a dearth of antifungal drugs and new strategies are required to explore mechanisms used by Candida in causing infection. One way of approaching these significant scientific challenges is to identify virulence determinants and mechanisms, which apart from providing insightful knowledge of fungal pathogenesis, can also be used as targets for antifungal drug development. The innate immune responses in humans, which are important for defense against fungal infections, are conserved in Caenorhabditis elegans. In order to identify Candida virulence factors, I have developed a C. elegans based pathogenesis assay, where nematodes were infected with fungi (both S. cerevisiae and C. albicans) and observed for disease phenotypes including death. This assay can be used to study several aspects of disease progression in worms from swelling (inflammation a bio-marker of infection) to colonization in the intestine, leading to intestinal distension and ultimately death of the host worm. The assay offers a fast and simple way of identifying unknown genes, which when established as a virulence determinant in the worm model, can be further studied in mammalian models. I demonstrate the utility of this assay in multiple ways. First as proof of principle using this assay I have identified a fungal mutant cap1, which is susceptible to reactive oxygen species (ROS), and fails to cause disease, except in bli-3 mutant worms that carry a mutation in an oxidase gene and is responsible for the oxidative stress. Second, we screened a library of ~1200 C. albicans mutants, and identified 7 genes, 3 known (CMP1, IFF11 and SAP 8), validating the assay and 4 novel genes (orf19.1219, orf19.6713, DOT4 and ZCF15) that play a role in fungal infection. Third use of this assay is to test potential drugs in a high throughput fashion. Families of related compounds were identified through a screen of 30,000 compounds, for their ability as potential inhibitors of C. albicans adhesion to biological and inert surfaces. These compounds were further tested in this assay for their ability to reduce infection of C. albicans in worms. The assay provides us with a method to test efficacy of antifungals in vivo. Finally, using the survival assay, a test for mortality caused by infection, we can observe disparity in the different C. albicans fluconazole resistant strains isolated from AIDS patients. In addition this assay after small modification can be potentially employed to screen the C. elegans RNAi library to identify the modulators of innate immune responses during fungal infection.

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La mise au point de modèles de laboratoire est d’une importance cruciale pour comprendre la biologie du cancer de la prostate, ainsi que pour évaluer les nouveaux traitements. Le développement de tels modèles est particulièrement difficile et reste à ce jour insuffisant car la majorité de ces modèles est d’origine métastatique ou obtenu in vitro d’une façon artificielle. C’est pourquoi, nous avons entrepris au laboratoire, l’établissement de nouveaux modèles à partir d’un cancer primaire de prostate tumorale et obtenu la lignée IGR-CaP1. La lignée IGR-CaP1 constitue un modèle adapté pour étudier les étapes précoces de la cancérogenèse prostatique. De plus, sa tumoroginicité et sa capacité à induire des métastases osseuses de nature mixtes ostéoblastiques et ostéolytiques font de ce modèles un outil potentiellement intéressant pour étudier les mécanismes métastatiques et rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques. Depuis 2004, le traitement de référence des cancers de la prostate métastatiques hormono-résistants est une chimiothérapie par le Docetaxel. Cependant, malgré le bénéfice de survie obtenu, presque la moitié des patients traités par le Docetaxel développent une résistance à la chimiothérapie. Il est donc urgent d’identifier un biomarqueur prédictif pour sélectionner les patients qui vont bénéficier de cette chimiothérapie afin de contourner cette résistance. Dans le but d’étudier les mécanismes de résistance au Docetaxel dans le cancer de la prostate, nous avons établi plusieurs clones résistants au Docetaxel à partir de la lignée IGR-CaP1. Ces clones résistants nous ont permis de réaliser une analyse génomique à haut-débit par microarray comparant l’expression génique entre la lignée sensible et les clones résistants et d’identifier une signature de gènes potentiellement impliqués dans la résistance au Docetaxel. Parmi les gènes identifiés, nous nous sommes focalisés sur le gène LZTS1 sous-exprimé dans tous les clones résistants. LZTS1 est un suppresseur de tumeur qui contrôle le cycle cellulaire en interagissant avec la cycline Cdc25C. Nos résultats suggèrent que la déplétion de LZTS1 est potentiellement impliquée dans le mécanisme de résistance au Docetaxel. La finalité de notre projet est de valider nos résultats par immunohistochimie à partir des prélèvements tumoraux obtenus dans l’essai de phase III GETUG12. Nous espérons que notre étude permettra aux cliniciens de sélectionner les sous-groupes de patients susceptibles de profiter d’un traitement par Docetaxel. / One of the major hindrances in the study of the biology of prostate cancer is the limited number of laboratory models. Most of these models have been obtained from prostate tumor metastases or have been artificially established in vitro.We recently developed one new cell line (IGR-CaP1) derived from patients with clinically localized prostate cancer. In contrast to previously established models from metastases tissues, IGR-CaP1 may be a suitable model to study molecular pathways implicated in the early steps of the oncogenic development of prostate cancer. Furthermore, its high tumorigenic properties and its ability to induce mixed bone lesions, make it as a potential model for both tumor progression and drug assessment in animals.Docetaxel is the standard treatment for metastatic castration-resistant prostate cancer (CRPC) since 2004. In spite of a benefit in survival, drug resistance is often observed. Therefore, it is crucial to identify predictive markers to select patients who will respond to docetaxel. In order to investigate mechanisms of docetaxel resistance, we derived docetaxel-resistant variants from the IGR-CaP1 human prostate cancer cell line. A microarray genomic analysis comparing chemo-resistant versus sensitive prostate cell lines was used to identify a signature of genes potentially implicated in docetaxel resistance. Among these genes, we focused on LZTS1 wich is underexpressed in IGR-CaP1 resistant variants. LZTS1 is a tumor suppressor that controls the cell cycle by interacting with Cdc25C. Our data suggest that depletion of LZTS1 is potentially involved in the mecanism of docetaxel resistance. Finally, an immunohistochemical analysis will be done on human biopsies from the phase III GETUG12 trial patients. Ultimately, our study could help to improve selection of patients that could benefit from docetaxel chemotherapy.

La mise au point de modèles de laboratoire est d'une importance cruciale pour comprendre la biologie du cancer de la prostate, ainsi que pour évaluer les nouveaux traitements. Le développement de tels modèles est particulièrement difficile et reste à ce jour insuffisant car la majorité de ces modèles est d'origine métastatique ou obtenu in vitro d'une façon artificielle. C'est pourquoi, nous avons entrepris au laboratoire, l'établissement de nouveaux modèles à partir d'un cancer primaire de prostate tumorale et obtenu la lignée IGR-CaP1. La lignée IGR-CaP1 constitue un modèle adapté pour étudier les étapes précoces de la cancérogenèse prostatique. De plus, sa tumoroginicité et sa capacité à induire des métastases osseuses de nature mixtes ostéoblastiques et ostéolytiques font de ce modèles un outil potentiellement intéressant pour étudier les mécanismes métastatiques et rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques. Depuis 2004, le traitement de référence des cancers de la prostate métastatiques hormono-résistants est une chimiothérapie par le Docetaxel. Cependant, malgré le bénéfice de survie obtenu, presque la moitié des patients traités par le Docetaxel développent une résistance à la chimiothérapie. Il est donc urgent d'identifier un biomarqueur prédictif pour sélectionner les patients qui vont bénéficier de cette chimiothérapie afin de contourner cette résistance. Dans le but d'étudier les mécanismes de résistance au Docetaxel dans le cancer de la prostate, nous avons établi plusieurs clones résistants au Docetaxel à partir de la lignée IGR-CaP1. Ces clones résistants nous ont permis de réaliser une analyse génomique à haut-débit par microarray comparant l'expression génique entre la lignée sensible et les clones résistants et d'identifier une signature de gènes potentiellement impliqués dans la résistance au Docetaxel. Parmi les gènes identifiés, nous nous sommes focalisés sur le gène LZTS1 sous-exprimé dans tous les clones résistants. LZTS1 est un suppresseur de tumeur qui contrôle le cycle cellulaire en interagissant avec la cycline Cdc25C. Nos résultats suggèrent que la déplétion de LZTS1 est potentiellement impliquée dans le mécanisme de résistance au Docetaxel. La finalité de notre projet est de valider nos résultats par immunohistochimie à partir des prélèvements tumoraux obtenus dans l'essai de phase III GETUG12. Nous espérons que notre étude permettra aux cliniciens de sélectionner les sous-groupes de patients susceptibles de profiter d'un traitement par Docetaxel.