BACKGROUND: Colorectal cancer (CRC) is the fourth most common and second most deadly cancer in the United States. However, it is highly preventable and treatable if detected at the precancerous or local stage of development. There exists multiple screening methods each with varying sensitivity, required effort, and recommended frequency of use. Complete adherence to screening guidelines by the recommended, at-risk population would halve the current mortality rate. Unfortunately, screening adherence remains the lowest of all screened cancers with a median state screening adherence rate of about 65%. To understand what individual-level factors influence an individual’s decision to be screened, health behavior theory is used. However, few studies have evaluated the performance of entire behavioral theories in their ability to explain CRC screening intentions and behaviors. METHOD: Health Belief Model, Theory of Reasoned Action, Theory of Planned Behavior, and Attribution Theory were evaluated within the context of colorectal cancer screening using an online national sample (N=403) of at-risk individuals age 50 and older. Confirmatory factor analyses were performed for each evaluated construct of the theory. Structural equation models were created using the estimated constructs for each theory. Each theory was evaluated for the following screening use: colonoscopy, sigmoidoscopy, fecal occult blood test (FOBT), and general screening use. Fit statistics were estimated for each model. Models with acceptable fit were examined for significant pathways within the model as well as consistency of the model with the behavioral theory. RESULTS: All models displayed adequate fit statistics. While not all pathways were significant in each model, no estimate was the inverse in directionality to that hypothesized. This provides support that each theory lends some explanatory power and none of the theories evaluated detract from understanding CRC screening intentions and behaviors. Comparison of the models illustrates advantages to each theory and suggests potential integration of theories. CONCLUSION: The constructs of the Health Belief Model, Theory of Planned Behavior, and Attribution Theory all provide adequate explanations of individual-level CRC screening behavior influences. Although, further review and refinement of the theories is warranted and recommended.

Les ADN circulants extracellulaires (ADNcf) sont considérés comme des biomarqueurs potentiels non invasifs de la progression tumorale. Ils présentent l'avantage d'être porteurs des altérations génétiques des tumeurs dont ils sont issus. Les connaissances sur les formes, les mécanismes de libération et les actions biologiques des ADNcf sont cependant encore peu caractérisées.Nous avons émis l'hypothèse que se focaliser sur l'étude de la structure et des origines des ADNcf issus des tumeurs permettrait d'ouvrir de nouvelles perspectives d'applications en génomique personnalisée.Nos travaux ont démontré à l'aide d'un animal modèle que les ADNcf issus des tumeurs de cancers colorectaux sont hautement fragmentés à des tailles inférieures à 145 bp. Cette observation a été confirmée sur plasma humain en réalisant par AFM la première image directe d'ADNcf issu de tumeurs. Nous avons déterminé que les proportions d'ADNcf mutés varient fortement dans la circulation sanguine, mais que près d'un tiers des individus présentaient des proportions d'ADNcf mutés supérieures à 25 % de tous les ADNcf retrouvés dans le sang. Ces découvertes nous ont permis de participer au développement d'une méthode d'analyse spécifique des ADNcf du plasma permettant de déterminer par Q-PCR la concentration en ADNcf, sa fragmentation ainsi que la présence des mutations KRAS et BRAF. Cette méthode a été validée cliniquement sur 79 échantillons de patients atteints de cancer colorectal métastatique en la comparant avec une concordance de 96 % à la technique de référence clinique utilisant l'ADN de tissu tumoral. L'utilisation des ADNcf en tant que « biopsie liquide » devrait être un biomarqueur central dans l'approche de génomique personnalisée des années à venir et les résultats de ces travaux de thèse participer au développement de cette nouvelle approche. / Cell-free circulating DNA (cfDNA) are considered as potentials non invasive biomarkers of tumor progression. They present the advantage to exhibit the genetic alterations from their tumor of origin. Knowledge on the forms, mechanism of release, and biological effect of cfDNA are however still less characterized. We have hypothesized that focalizing on the study of cfDNA structure and origin will open new perspectives of application in personalized genomic. Our works demonstrated, with an animal model, that cfDNA from colorectal cancer tumor are highly fragmented at size lower than 145 bp. This observation was confirmed on human plasma with AFM by realizing the first direct picture of tumor-derived cfDNA. We have determined that cfDNA proportion highly varied in bloodstream, but more than a third of individual exhibit proportions larger than 25 % of blood total cfDNA.These discoveries let us participate to the development of a specific analysis method of plasma cfDNA owing to determinate by Q-PCR the cfDNA concentration, its fragmentation and the presence of KRAS and BRAF mutation. This method has been clinically validated on 79 samples of metastatic colorectal cancer patients by comparing it, with a concordance of 96 %, with the technique of reference using DNA from tumoral tissue.cfDNA could be used as « liquid biospy » and could be a central biomarker in the personalized genomic for the future years, and this thesis work participate to the development of this new approach.

Le cancer colorectal est une affection multifactorielle qui conjugue des anomalies épigénétiques et des altérations moléculaires à une déstabilisation du génome. En dehors de deux processus bien établis, l’instabilité des microsatellites et l’instabilité des chromosomes, la déstabilisation du génome peut être consécutive à la réexpression d’éléments génétiques mobiles, HERV et LINEs-­‐1. Les HERVs ont un potentiel de modulation de l’immunité qui pourrait contrôler les réactions de l’hôte dans le processus de la carcinogenèse. Compte tenu du rôle que pourrait jouer les HERV, nous avons voulu déterminer la relation entre l’infiltrat lymphocytaire intratumoral et les différentes caractéristiques moléculaires des tumeurs. L’infiltrat lymphocytaire intratumoral a été évalué pour trois marqueurs (CD3, CD8 et CD45RO). Les marqueurs moléculaires analysés ont été : les mutations des gènes B-­‐raf, k-­‐ras et Pi3K, le statut des microsatellites, la méthylation de MLH1 et des LINEs-­‐1, un polymorphisme de C-­‐met et de HLA-­‐G. Ces marqueurs ont été comparés à la prévalence de la délétion du locus Apobec 3 pour une cohorte de 135 patients porteurs de cancer colorectal. / Colorectal cancer is a multifactorial disease associated to epigenetic abnormalities and molecular alterations inducing a destabilization of the cellular genome. Besides two well-­established processes, microsatellite instability and chromosome instability, the destabilization of the genome may follow mobilisation of endongenised mobile genetic elements, such as HERV or LINEs-­‐1. HERV have a potential to modulate immune response, which suggests that they could contribute to the process of carcinogenesis. We thus wanted to determine the relationship between intratumoral lymphocytic infiltration and the different molecular characteristics of tumours, taking into account factors that could influence the expression of HERV, such as the frequently observed deletion of a locus on 22q13 containing the Apobec 3 gene family. The intratumoral lymphocytic infiltration was assessed for three markers (CD3, CD8 and CD45RO). The molecular markers analysed were: the mutations of B-­‐raf, K-­‐ras and Pi3K genes, the instability status of microsatellites, the methylation of MLH1 and LINEs-­‐1, a polymorphism in C-­‐met and in HLA-­‐G. These markers were linked to the deletion of the locus containing Apobec 3 genes, in a cohort of 135 colorectal cancer patients.

Dans les pays en voie de développement, les évolutions prévues par les organismes internationaux montrent une progression beaucoup plus importante des maladies chroniques non transmissibles, comme le cancer, que des maladies transmissibles. Actuellement, la majorité des études montre que la tendance à l'augmentation de l'incidence et de la mortalité par cancer colorectal est plus marquée dans les sociétés riches que dans les sociétés pauvres. Dans les pays développés le cancer colorectal est au deuxième rang en ce qui concerne la mortalité par cancer et les changements dans les habitudes alimentaires et le mode de vie sont souvent mis en cause dans son développement. Bien que les données épidémiologiques soient rares, les populations de la plupart des pays asiatiques ne sont pas conscientes du risque grandissant que peut constituer pour eux le cancer colorectal. Comme les autres pays en développement, le Cambodge n'a pas de système d'enquête de consommation alimentaire, ni de système de surveillance ou de contrôle des substances chimiques, ni de système d'enregistrement, de contrôle ou de dépistage des cancers. L'objectif de cette recherche était de débuter la première observation d'une relation entre régime alimentaire et cancer colorectal au Cambodge. L'idée générale était d'identifier les aliments grands contributeurs des régimes alimentaires de la population cambodgienne, et de les traduire en calories, nutriments et composés bioactifs en se fondant sur les bases de données existantes. Une étude a également été menée sur les comportements de cette population, en ce qui concerne ses habitudes alimentaires et les modes de préparation des aliments susceptibles de produire des substances cancérigènes telles que des amines hétérocycliques (AH) et du benzo[a]pyrene (BaP). Pour réaliser ce travail de recherche, une enquête de consommation alimentaire a été effectuée à l'aide d'un rappel sur 24 heures et d'un questionnaire de fréquence alimentaire, afin de créer une base de données dédiée pour servir à l'évaluation des risques. Ensuite, une évaluation de l'exposition aux AH et BaP a été effectuée, afin d'établir une hiérarchie du risque que ces substances posent pour cette population d'étude ; celle-ci a été réalisée en croisant les données de consommation alimentaire, obtenues par le biais d'une enquête de consommation alimentaire individuelle exécutée dans ce travail, avec les données de contamination rassemblées à partir des analyses chimiques reportées dans la littérature scientifique récente. Les résultats ont été comparés avec les valeurs toxicologiques de référence. Ils ont montré que les habitudes alimentaires au Cambodge n'ont pas encore changé pour s'adapter à l'alimentation occidentale, et qu'elles offrent plus de composés protecteurs. L'exposition aux contaminants néoformés (AH et BaP) a été plus faible par rapport aux pays régionaux ainsi qu'aux pays développés. La présence de composés endogènes tels que glucides, fibres alimentaires, calcium et vitamine C semble protéger la population cambodgienne du cancer colorectal. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier les interactions entre l'alimentation, le mode de vie et les facteurs génétiques, ainsi que d'autres facteurs également. / From the projection in the future of international bodies, non-communicable diseases such as cancer may increase more than communicable diseases in developing countries. The highlight of this burden may be due to the changing of dietary patterns and lifestyle. Currently, the evolution of food consumption, consumption pattern and colorectal cancer is very worrying worldwide. It is a disease in economically ‘developed' populations, and it is the second killer among other cancers; however, its incidence seems lower in poor countries. As the other developing countries, Cambodia has no system of food survey, no monitoring and control system of chemical substances, and also, there is no control and registration system for cancer. Thus, the objective of this research was to start the first observation of the relationship between dietary pattern and colorectal cancer in Cambodia. The general idea of the study was to identify the dietary patterns, and larger contributors to colorectal cancer in Cambodia, then to translate them into calories, nutrients and bioactive compounds, based on the existing database. Another goal was to assess the difference of dietary habit and cooking methods in the studied population that could lead to the production of colorectal carcinogens such as heterocyclic amines (HAs) and benzo[a]pyrene (BaP). In order to create the food consumption database needed for food risk assessment, a food consumption survey was conducted using 24-hour recall and food frequency questionnaire. A dietary assessment of HAs and BaP has been done, in order to establish a hierarchy of the importance of the risk that these substances represent to the health of this population. Dietary exposures to HAs and BaP were obtained by combining food consumption data, obtained from the individual food survey specially designed and carried out during this research, with the contamination data gathered from chemical analysis reported in the recent literature. The observation results have been compared with the toxicological reference values. The results show that dietary patterns in Cambodia have not changed yet to adapt to the Western diet, and contain higher levels of protected nutrients. The exposure to neoformed contaminants (HAs and BaP) was lower than the values reported among other Asian countries, and lowest as compared to the developed countries. The presence of endogenous compounds such as carbohydrates, dietary fibers, calcium and vitamin C, seems to protect the Cambodian population from colorectal cancer. Further research is needed to study the interaction of diet, lifestyle and the genetic background, and other factors as well.

Le traitement médical du cancer colorectal a connu ces dernières années d'importantes avancées avec l'arrivée notamment des thérapies ciblées anti-angiogéniques et anti-EGFR. Néanmoins ces molécules ne bénéficient pas à tous les patients et il est à ce jour impossible de bien individualiser leur utilisation. Mon travail de thèse s'est donc intéressé à d'une part à identifier de nouveaux facteurs prédictifs de réponse en particulier au bévacizumab, d'autre part à rechercher et antagoniser de nouvelles cibles ou des mécanismes participant à la résistance aux molécules disponibles notamment pour les patients non répondeurs aux anti-EGFR. Premièrement, nous avons montré que le sorafenib améliorait l'activité anti-tumorale de l'irinotecan in vitro et in vivo sur des lignées cellulaires de cancer du colon rendues résistantes au SN38 indépendamment de leur statut K-ras. Pour expliquer ce phénomène, nous avons mis en évidence que le sorafenib inhibait la pompe d'efflux ABCG2 et favorisait l'accumulation intra-cellulaire de l'irinotecan et donc sa cytotoxicité. De plus, nous avons vérifié la faisabilité d'une telle association chez l'homme et confirmé son efficacité chez des patients K-ras mutés lourdement prétraités. Deuxièmement, nous avons développé un nouveau score radiologique objectif combinant l'évolution de la taille et la densité tumorale normalisée à celle du foie qui pourrait être utilisé comme marqueur de substitution pour déterminer précocément les bons répondeurs à une chimiothérapie à base de bevacizumab chez des patients présentant des métastases hépatiques. / The medical treatment of colorectal cancer has made significant progresses in recent years including the arrival of targeted therapies: anti-angiogenic and anti-EGFR. However, these molecules don't benefit all patients and their use is not well personalized. My thesis is therefore aimed, on one hand, to identify new predictors of response especially to bevacizumab and, on the other hand, to find and antagonize new targets or mechanisms involved in chemo-resistance, especially for K-ras mutated patients. Firstly, we have showed that sorafenib improved the anti-tumoral activity of irinotecan, both in vitro and in vivo, in SN-38 resistant colon adenocarcinoma cell lines independently of their K-ras status. To explain this phenomenon, we have demonstrated that sorafenib inhibited the efflux pump ABCG2 and promoted the intracellular accumulation of irinotecan and thus its cytotoxicity. In addition, we have checked the feasibility of such an association in human and confirmed its efficacy in K-ras mutated heavily pretreated patients. Secondly, we have developed a new objective radiological score combining both tumor size and density normalized to the liver that could be used as objective surrogate markers to determine early good responders after bevacizumab-containing chemotherapy in patients with colorectal liver metastases.

Les β-arrestines (Arrbs) régulent diverses voies de signalisation dont la voie Wnt/β-caténine (Wnt), un acteur clé dans le cancer colorectal. Le but de mon projet était d'étudier l'implication et les mécanismes régulés par les Arrbs dans la tumorigenèse intestinale dépendante de la voie Wnt. L'inhibition de l'expression des Arrbs partielle ou totale dans des souris ApcΔ14/+ montre que seules les souris invalidées pour l'Arrb2 développent 33% des tumeurs détectées chez les souris ApcΔ14/+ ; Arrb2+/+. Ces tumeurs ont une croissance normale. Cependant, l'analyse de leur transcriptome montre qu'elles expriment notamment certains gènes liés au système immunitaire, alors que les tumeurs dépendantes de l'Arrb2 expriment des gènes différents impliqués entre autres dans la voie Wnt. L'invalidation de l'Arrb2 réduit l'expression de gènes cibles de la voie Wnt dans les cellules isolées de 12 sur 18 tumeurs de souris ApcΔ14/+, et inhibe l'augmentation d'activité Wnt et la formation de colonies en agar mou induite par l'invalidation d'Apc dans des cellules murines ApcMin/+. L'Arrb2 est donc essentielle pour l'initiation et la croissance des tumeurs intestinales présentant une activité Wnt élevée. Pour comprendre les mécanismes régulés par l'Arrb2 dans ce contexte, les complexes protéiques associés à l'Arrb2 ont été analysés par protéomique dans des cellules humaines de cancer colorectal SW480 exprimant ou non un dominant négatif de Tcf4. 132 partenaires de l'Arrb2 potentiellement imbriqués dans un réseau de 917 protéines, ont été identifiés dans les cellules où la voie Wnt est active. Une baisse de 80% de l'activité Wnt entraine la disparition de 41 protéines avec 256 interactions potentielles alors que 42 protéines apparaissent avec 244 interactions potentielles. Le rôle clé d'Arrb2 dans le cancer colorectal s'expliquerait par la connexion d'au moins une quarantaine de protéines dépendantes de l'activité Wnt à un réseau de signalisation complexe dont l'analyse est en cours. / Β-arrestins (Arrbs) participate in the regulation of multiple signaling pathways, including Wnt/β-catenin (Wnt), the major actor in human colorectal cancer. The aim of my project was to study the involvement of Arrbs and the mechanisms they regulate in Wnt-dependent intestinal tumorigenesis. The partial or total inhibition of Arrbs in ApcΔ14/+ mice showed that only mice with Arrb2 depletion developed only 33% of the tumors detected in their Arrb2-WT littermates. These remaining tumors grow normally and are Arrb2–independent. Transcriptomic analysis showed that they overexpressed genes that reflect a high interaction with the immune system, whereas those overexpressed in Arrb2–dependent tumors are predominantly involved in Wnt signaling. Moreover, Arrb2 siRNAs decreased the expression of Wnt target genes in cells isolated from 12 of 18 tumors from ApcΔ14/+ mice, completely reversed the increased Wnt activity and colony formation in soft agar induced by Apc siRNA treatment in ApcMin/+ cells. Therefore, Arrb2 is essential for the initiation and growth of intestinal tumors displaying elevated Wnt pathway activity. To better understand the mechanisms involved in this context, Arrb2 protein complexes were analyzed by a differential systematic proteomic approach in SW480 human colorectal carcinoma cells expressing or not a Tcf4 dominant negative. 132 Arrb2 partners potentially involved in a signaling network of 917 proteins were identified in cells with a high Wnt activity. Upon a 80% decrease of this activity 41 partners disappeared with their 256 potential interactions whereas 42 partners appeared with 244 new possible interactions. Arrb2 key role in colorectal cancer could be explained by the cross-talk of about 40 proteins dependent of Wnt activity with a highly complex signaling network that is currently analyzed.

Le syndrome de Lynch est responsable d’environ 5% des cas de cancer colorectaux (CCR). Il correspond à la transmission d’une mutation,variation génétique rare, qui confère un haut risque de CCR. Une telle mutationn’est cependant identifiée que dans une famille sur deux. Dans lesfamilles sans mutation identifiée, dites négatives, le risque de CCR est malconnu en particulier les estimations individuelles du risque. Cette thèse comportedeux objectifs principaux. Obj. 1- étudier les stratégies capables de réduireles tailles d’échantillon dans les études visant à identifier de nouveauxgènes de susceptibilité ; et Obj. 2- définir un cadre théorique permettantd’estimer des risques individualisés de CCR dans les familles négatives, enutilisant l’histoire familiale et personnelle de CCR de l’individu. Notre travails’appuie sur la théorie des modèles mendéliens et la simulation de donnéesfamiliales, à partir desquelles il est possible d’étudier la puissance d’étudesd’identification, et d’évaluer in silico les qualités prédictives de méthodesd’estimation du risque. Les résultats obtenus apportent des connaissancesnouvelles pour la planification d’études futures. D’autre part, la cadre méthodologiqueque nous proposons permet une estimation plus précise durisque individuel, permettant d’envisager une surveillance plus individualisée. / Lynch syndrome is responsible of about 5% of cases of colorectal cancer (CRC). It corresponds to the transmission of a mutation, which is arare genetic variant, that confers a high risk of CRC. Such a mutation isidentified, however, in only one family of two. In families without identifiedmutation, called negative, the risk of CRC is largely unknown in particularthere is a lack of individualized risk estimates. This thesis has two main objectives.Obj. 1 - to explore strategies that could reduce the required samplesizes of identification studies, and Obj. 2 - to define a theoretical frameworkfor estimating individualized risk of CRC in negative families, using personaland family history of CRC of the individuals. Our work is based on thetheory of Mendelian models and the simulation of family data, from whichit is possible to study the power of identification studies as well as to assessand compare in silico the predictive ability of risk estimation methods. Theresults provide new knowledge for designing future studies, and the methodologicalframework we propose allows a more precise estimate of risk, thatmight lead to a more individualized cancer follow-up.

Les lymphocytes T ?d seraient des effecteurs essentiels dans la réponse immunitaire aux stress induits notamment par les infections et la tumorigénèse. Plusieurs arguments dont leur localisation intra-épithéliale mais aussi leurs capacités effectrices multiples et rapides les caractérisent comme des acteurs primordiaux dans l’immunité anti-tumorale. Mon projet de thèse consistait à examiner le potentiel anti-tumoral des lymphocytes T ?d humains, Vd2 négatifs (neg), dans un contexte in vivo, grâce à l’utilisation d’un modèle murin. Des études antérieures menées au laboratoire démontraient une expansion de lymphocytes T Vd2neg dans la circulation sanguine de transplantés rénaux développant une infection à cytomégalovirus (CMV). Des clones T Vd2neg, isolés de ces patients, présentaient une forte réactivité in vitro contre des cellules infectées par le CMV mais aussi contre des cellules tumorales notamment d’origine colique (comme la lignée HT29). Un ligand commun induit par l’infection à CMV et la transformation tumorale, reconnu par les clones T Vd2neg serait à l’origine de cette double réactivité. La première partie de mon projet s’est concentrée sur l’étude du potentiel anti-tumoral de ces clones T Vd2neg in vivo, qui comprenait leur capacité à atteindre des cellules tumorales d’origines coliques (HT29) et à les lyser. Dans un modèle de xénogreffe dans des souris immunodéficientes, nous avons démontré que les clones TVd2neg, injectés dans le péritoine (i.p) pouvaient retarder la croissance de tumeurs solides HT29 sous-cutanées. D’après nos résultats, cette inhibition du développement tumoral proviendrait d’une action précoce et spécifique des cellules T Vd2neg et impliquerait le récepteur à chimiokine CCR3. Nos données suggèrent donc que des lymphocytes T Vd2neg, réactifs contre le CMV, pourraient migrer in vivo jusqu’au site d’injection des cellules tumorales et inhiber la croissance de la tumeur probablement grâce à leur acticité cytolytique. La deuxième partie de mon projet de thèse proposait d’approfondir l’étude du rôle des lymphocytes T Vd2neg contre les tumeurs coliques. Ainsi nous avons testé, in vivo, l’implication de lymphocytes T Vd1+ humains, une population représentative des épithéliums intestinaux, dans le cancer métastatique colorectal (CMC). Nous avons développé un modèle d’implantation orthotopique de cellules tumorales HT29 dans des souris immunodéficientes, qui mime le développement du CMC chez l’homme. Des tumeurs primaires intra-caecales et des métastases pulmonaires et hépatiques se développent chez les souris. De plus, nous avons pu suivre leur croissance grâce à l’introduction de la luciférase dans les HT29 et à une technique d’imagerie in vivo en bioluminescence. Nos résultats montrent qu’un traitement continu des souris par des injections de lignée T Vd1+ en i.p inhibe le développement des tumeurs primaires et retarde l’apparition des métastases à distance. Ces données soutiennent l’implication des lymphocytes T Vd2neg dans le contrôle des CMC. De façon intéressante, elles mettent en avant une implication anti-métastatique des cellules T Vd2neg. L’ensemble de nos travaux souligne le rôle des cellules T Vd2neg dans la réponse immunitaire contre les cancers colorectaux et étaye leur potentiel d’action lors de la progression des tumeurs vers des métastases, ouvrant ainsi des perspectives pour l’utilisation de ces cellules dans les thérapies des CMC. / Gamma delta (?d) T lymphocytes contribute to host immune competence uniquely especially during stress immune responses to infections and tumors. Because ?d T cells colonize epithelial surfaces, where they can exert rapid and pleiotropic effector functions, they are critical protagonists in anti-cancer response. During my Phd project we explored the anti-tumor potential of Vd2 negatives (neg) ?d T lymphocytes, in vivo using a mouse xenograft tumor model. A few years ago, studies in our laboratory showed an increase of peripheral blood Vd2neg ?d T lymphocytes in allograft recipients infected by cytomegalovirus (CMV). Interestingly, Vd2neg ?d T clones isolated from these patients showed a cytotoxic activity against CMV infected fibroblast in vitro. Moreover, they were able to kill colon cancer cells (HT29) in vitro, in contrast to normal epithelial cells. Cancer cell- as well as CMV infected cell- killing involved T cell receptor (TCR) engagement, independently of major histocompatibility complex (CMH) recognition, probably with a common ligand. The first part of my Phd project was undertaken to evaluate the in vivo tumor reactivity of anti-CMV Vd2neg clones, including their ability to inhibit tumor growth as well as their migratory potential toward colon cancer cells. In immunodeficient mice, we showed that systemic intraperitoneal (i.p) injections with human Vd2neg clones inhibited the growth of HT29 hypodermal tumors xenografts. Furthermore, our results demonstrated that Vd2neg T cells had an early and specific anti-tumor effect, and that such activity could be hampered in vivo using an anti-CCR3 antibody. Our study suggest that Vd2neg T cells with an anti-viral potential are able to reach a tumor site in vivo, and inhibit tumoral growth exercising a cytolytic activity. The second part of my Phd project proposed to get further insights on the role of Vd2neg T cells in the immune surveillance against colon cancer. To this aim, we tested, the involvement of human Vd1+ T lymphocytes, a substantial fraction of T cells in intestinal epithelia, in limiting tumor spread in vivo, using a mouse model of colorectal carcinoma (CRC). We sat up a physiological mouse model of CRC by orthotopic microinjection of HT29 colon cell, which mimics the natural history of human CRC. Indeed, primary colic tumors and pulmonary and hepatic distant metastases grew in mice. Furthermore, bioluminescence imaging was used to follow the outcome of luciferase expressing cancer cells. We showed that systemic treatment with human Vd1+ T lymphocytes could inhibit the growth of intracaecal HT29 tumors and led a substantial reduction of distant metastases. Our results are the first arguing for a crucial role of ?d T cells against CRC, specially in preventing the dissemination of colon cancer cells. Taken together, our results underline the role of of ?d T cells in theimmune response against colorectal cancer. Our findings put forward Vd2neg T cells as attractive candidates for novel anti-tumor immunotherapy protocols.

Le cetuximab est une thérapie ciblée dirigée contre le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) utilisée dans le cancer colorectal (CCR) en combinaison avec des chimiothérapies (5-FU, irinotécan et oxaliplatine). Sa fixation inhibe les voies de signalisation en aval du récepteur conduisant à une diminution de la prolifération et de la survie des cellules ciblées. Cependant, chez les patients atteint de CCR présentant une protéine KRAS mutée, le cetuximab est inefficace, de plus, la moitié des patients présentant une protéine KRAS wild-type ne répond pas non plus au cetuximab. Afin de découvrir des nouveaux biomarqueurs de sélection des patients qui pourraient bénéficier de ce traitement ou d'améliorer la réponse des patients, une meilleure connaissance des mécanismes d'action du cetuximab est nécessaire. Par exemple récemment, des études ont montré que la protéine p53 participait à la réponse au cetuximab. Il serait intéressant de savoir si le statut de cette protéine peut constituer un bon marqueur de réponse. Précédemment, nous avons montré que l'activation de la « mitogen activated protein kinase » p38 (MAPK p38) induit une résistance à l'irinotécan in vitro et in vivo et est un marqueur de non réponse à cette drogue. De plus, d'autres équipes ont montré que la MAPK p38 bloque également la réponse au 5-FU et participe à la cytotoxicité de l'oxaliplatine. Il semble alors que la MAPK p38 soit impliquée dans les mécanismes d'action des anti-tumoraux. Il est donc intéressant de savoir si la MAPK p38 participe également à la cytotoxicité des thérapies ciblées comme le cetuximab. Pour répondre à ces questions nous avons choisi de comparer deux lignées cellulaires de CCR KRAS wild-type mais au statut TP53 différent et qui répondent différemment au cetuximab: la lignée Caco2 (30% d'inhibition de la survie, TP53 muté) et la lignée DiFi (80% d'inhibition de la survie, TP53 sauvage). Nous avons effectué des tests de cytotoxicité combinant le cetuximab et l'inhibition transcriptionnelle ou pharmacologique de p38 ou l'inhibition transcriptionnelle de p53. Nous avons également testé l'apoptose et la prolifération induite par le cetuximab en l'absence de la MAPK p38 ou de p53. Enfin nous avons testé l'expression des gènes BIM, p27 et PUMA impliqués dans l'apoptose et la prolifération. Dans cette étude, nous avons démontré que la MAPK p38 et p53 participent à l'effet cytotoxique du cetuximab dans les cellules DiFi. En revanche, dans les cellules Caco2, la MAPK p38 bloque partiellement l'effet du cetuximab. Nous avons également montré l'implication de p38 et p53 dans l'apoptose induite par le cetuximab et l'implication de p38 dans l'inhibition de la prolifération. La protéine p38 est impliquée dans la régulation de ERK et dans la localisation nucléaire de FOXO3a responsable de l'expression des gènes BIM et p27. Enfin, nous avons montré que p38 a également un rôle dans le mécanisme d'action d'inhibiteurs de tyrosine kinase ciblant l'EGFR (lapatinib et erlotinib). Pour conclure, nous avons déterminé que p38 et p53 sont impliquées dans le mécanisme d'action du cetuximab. Nous avons décris l'implication de la voie p38-FOXO3a dans le mécanisme d'action du cetuximab. Enfin, p38 et p53 semblent être de bons biomarqueurs de réponse au cetuximab. / Cetuximab is used in colorectal cancer (CRC), as targeted therapy against the Epithelial Growth Factor receptor (EGFR), in association with chemotherapy (5-FU, oxaliplatin and irinotecan). Its binding inhibits signaling pathways downstream to the receptor leading to a decrease in proliferation and surviving. In KRAS mutated CRC patients, Cetuximab is ineffective, and half of KRAS Wild Type (WT) patients does not respond to Cetuximab either. Thus, a better knowledge of Cetuximab mechanism of action will help to improve response rate and to find new biomarkers of response. Recently, studies have shown that p53 protein is involved in the response to cetuximab. It would be interesting to know if the status of this protein could be a biomarker of response. Previously, we have shown that activation of the mitogen activated protein kinase p38 (p38MAPK) induces irinotecan resistance in vitro and in vivo and is a predictive factor of response to irinotecan. Moreover, others teams found that p38 MAPK also partially block 5-FU response and participate to oxaliplatin cytotoxicity. It seems that p38 is involved in mechanism of action of anti-tumor agent. The aim of our project is to determine, in KRAS WT colorectal cells, if p38 MAPK is involved as well in the cetuximab effect. In this aim, experiments were done on two KRAS WT CRC cell lines but with different p53 status which respond differently to Cetuximab: Caco2 cells (30% of survival inhibition, TP53 mutated) and DiFi cells (80% of survival inhibition, TP53 wild-type). Cytotoxic experiments combining cetuximab treatment and inhibition of p38MAPK or p53 by transcriptional inhibition or using a pharmacological inhibitor of p38 (SB202190) were performed. We assessed apoptosis and inhibition of proliferation by FACS analysis of cell cycle and DNA synthesis. In addition, BIM, PUMA and p27 expression were analyzed by QPCR and Western Blot. Our results showed that inhibition of p38MAPK enhances Cetuximab cytotoxic effect in Caco2 cells but impairs it in DiFi cells as inhibition of p53. We also observed that inhibition of p38 MAPK and p53 decreases cetuximab induced apoptosis and inhibition of p38 decrease anti-proliferative effect in DiFi cells. The prevention of cell death by SB202190 in cetuximab treated DiFi cells could be explained by ERK pathway activation and the decrease of FOXO3a nuclear localization leading to p27 and BIM expression decrease, respectively involved in cellular proliferation and mitochondrial apoptosis. Our results have shown the same inhibiting effect of SB202190 on the cytotoxic effect of two tyrosine-kinase inhibitors targeting EGFR (lapatinib and erlotinib) in DiFi cells indicating that p38MAPK implication is linked to inhibition of EGFR kinase activity not to Cetuximab only. We have shown that p38MAPK is involved in response to the inhibition of EGFR activity via nuclear localization of FOXO3a. p53 protein has also a role in cetuximab response. Both seem to be predictive factors of response to cetuximab therapy.

La sénescence induite par chimiothérapie permet l’arrêt pérenne de la division des cellules tumorales. Néanmoins, ce mécanisme de suppression tumorale peut être neutralisé par certaines cellules traitées, ce qui se traduit généralement par une rechute des patients. Récemment, nous avons décrit dans des cellules colorectales un mécanisme d’échappement à la sénescence induite par le SN-38 dépendant de la protéine de survie MCL1. Cette étude montre que les cellules sénescentes (PLS) favorisent la prolifération des cellules non-sénescentes (PLD) par l’intermédiaire de signaux mitogéniques activant la kinase Cdk4 et par conséquent la reprise de la division. Nous démontrons que Cdk4 inhibe Rb par phosphorylation de la sérine 780, permettant l’activation des fonctions transcriptionnelles des facteurs E2F sur les gènes du cycle cellulaire. La perte d’activité de Cdk4 par ARN interférence ou par le Palbociclib réduit l’émergence de clones proliférants. La méthyltransférase EZH2 est une cible de E2F exclusivement exprimée par les PLD et son expression dépend de l’activité de Cdk4. Par ailleurs, l’utilisation d’ARN interférence dirigé contre EZH2 ou des inhibiteurs chimiques DNZepA et GSK343 réduit également l’émergence de clones proliférants. Enfin, son inhibition potentialise à la fois l’arrêt de la division et la sénescence en réponse au Palbociclib dans les cellules ayant échappé au SN-38. Ainsi, ces travaux ont permis de mettre en évidence un rôle important de EZH2 en tant qu’effecteur de Cdk4 dans le mécanisme d’échappement au SN-38, une voie susceptible d’apporter des nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement du cancer. / Chemotherapy-induced senescence enables to trigger a durable division arrest of tumor cells. However, this tumor suppressor mechanism is neutralized in some treated cells leading mostly to cancer relapse in patients. Recently, we have described a MCL1-dependent mechanism of escape in SN-38-induced senescence from colorectal cell lines. In this study, we showed that senescent cells (PLS cells) promoted the non senescent cells (PLD cells) proliferation through mitogenic signals stimulating Cdk4 kinase activity and subsequently the cell cycle. We demonstrated that Cdk4 phosphorylated Rb on the serine 780 to inhibit its activity, allowing E2F- family transcriptional functions activation on cell cycle targets. Loss of Cdk4 expression or activity induced by RNA interference or Palbociclib reduced the emergence of proliferating clones. TheEZH2-methyltransferase, a E2F transcriptional target, is only expressed by PLD cells and this expression depends on Cdk4 activity. Moreover, loss of EZH2 expression or activity, by RNA interference or by DZNepA and GSK343 inhibitors, reduced the emergence of proliferating cells. Finally, EZH2 inhibition promotes both cell division arrest and senescence in response to Palbociclibin the SN-38-escaped cells. To conclude, this study enabled to highlight a major role of EZH2 as effector of Cdk4 in the escape mechanism induced by SN-38 a signaling pathway offering newtargeted cancer therapies.