Les hormones stéroïdiennes, notamment les estrogènes (estradiol et estrone), sont des déterminants majeurs dans l'étiologie du cancer de l'endomètre, qui est une muqueuse hormonaux-sensible bordant la lumière utérine. Ce cancer survient surtout chez les femmes ménopausées dont les ovaires ont cessé de produire des estrogènes. La synthèse et le métabolisme des estrogènes dans l'utérus prennent ici toute leur importance. Mon projet de doctorat a d'abord porté sur les enzymes UDP-glucuronosyltransférases (UGT), qui inactivent et éliminent les estrogènes et dont certaines isoformes sont exprimées dans l'endomètre. Nous avons caractérisé l'impact fonctionnel des variants fréquents des gènes UGT1A3, UGT1A8, UGT1A9 et UGT2B7. Certains polymorphismes sont associés à une diminution d'activité ou d'expression (UGT1A8*3 [C277^, UGT1A9*3 [A/J 7], UGT2B7 -79 G>A et la majorité des variants de UGT 1 A3) ou à une augmentation d'activité (UGT2B7*2a [H268Y]). Ces polymorphismes pourraient modifier l'exposition aux hormones et ainsi altérer le risque de cancer de l'endomètre. Ceci nous a mené à évaluer l'association des polymorphismes fonctionnels UGT1A1*28 (A[TAJ7TAA), UGT1A1 -3279 T>G, UGT1A1 -3156 G>A, UGT2B7*2a et UGT2B7 -79 G>A avec le cancer de l'endomètre par une étude cas-témoin nichée dans la Nurses' Health Study et la Women's Health Study. Hors, aucune association significative n'a été observée pour les cinq variants étudiés. Nous avons par la suite élargi notre champ d'intérêt en quantifiant, dans l'endomètre sain et cancéreux, l'expression de 18 gènes dont les produits sont impliqués dans la biotransformation des estrogènes. Les résultats montrent que les sentiers de synthèse de l'estradiol prédominent dans le tissu sain et que ceux-ci sont amplifiés dans le tissu cancéreux. Les données d'hormones plasmatiques appuient les données d'expression puisque les femmes atteintes du cancer de l'endomètre ont davantage d'estradiol, d'estrone et d'estrone-sulfate circulants comparativement aux femmes en santé. À la lumière de ces résultats, l'endomètre participerait au pool circulant d'estrogènes et possiblement de leurs metabolites. Nous croyons que les dérivés de l'estradiol en circulation pourraient refléter les modifications métaboliques détectées dans le tissu utérin en présence de néoplasie. / Steroid hormones, including estrogens (estradiol and estrone), are key determinants in the etiology of endometrial cancer, which is a hormone-dependant mucosa lining the surface of uterus. This cancer occurs predominantly in post-menopausal women who lack estrogen production by ovaries. The contribution of uterus in estrogen synthesis and metabolism becomes of major importance. My doctoral project was first focused on UDPglucuronosyltransferase (UGT) enzymes that catalyze the inactivation and elimination of estrogens and for which several isoforms are expressed in human endometrium. We have characterized the functional impact of frequent variants in UGT1A3, UGT1A8, UGT1A9 and UGT2B7 genes. Some polymorphisms are associated with decreased activity or expression (UGT1A8*3 [C277^, UGT1A9*3 [A^T], UGT2B7 -79 G>A and the majority of UGT1A3 variants) or with increased activity (UGT2B7*2a [H268Y]). These polymorphisms might modify hormones exposition in situ and then change endometrial cancer risk. We then evaluated the potential association of UGT1A1*28 (A[TA]7TAA), UGT1A1 -3279 T>G, UGT1A1 -3156 G>A, UGT2B7*2a and UGT2B7 -79 G>A polymorphisms with endometrial cancer using a case-control study nested within the Nurses ' Health Study and the Women's Health Study. We did not observe any significant association for the five variants studied. We further studied, in healthy and cancerous endometrium samples, the expression of 18 gene products involved in estrogen biotransformation. Results show that synthesis pathways of estradiol predominate in healthy tissues and are further amplified in tumors. Circulating levels of estrogens support expression data since higher levels of estradiol, estrone and estrone-sulfate are observed in women with endometrial cancer compare to healthy women. These observations suggest that the endometrium contribute to circulating pool of estrogens.

Titre de l'écran-titre (visionné le 19 février 204) / Les sarcomes sont des cancers rares du tissu conjonctif qui présentent une prépondérance de translocations chromosomiques. Les translocations chromosomiques sont souvent à l'origine du cancer en produisant des protéines de fusion à gain de fonction. Le sarcome stromal de l'endomètre de bas grade (LGESS) présente de fréquentes translocations chromosomiques qui fusionnent diverses sous-unités du complexe co-activateur NuA4/TIP60 avec des sous-unités du complexe répressif de Polycomb 2 (PRC2). Les complexes protéiques NuA4/TIP60 et PRC2 régulent la structure de la chromatine et l'expression des gènes d'une manière spécifique au contexte par la déposition de modifications d'histones et l'échange d'histones variantes ; ainsi, leur dérèglement par des translocations chromosomiques peut avoir des conséquences à l'échelle du génome. Cette thèse de doctorat explore la relation complexe entre les translocations chromosomiques et la carcinogenèse, en se concentrant sur les sarcomes stromaux de l'endomètre de bas grade (LGESS) et les tumeurs fibromyxoïdes ossifiantes (OFMT). Dans le premier chapitre, nous caractérisons deux translocations chromosomiques récurrentes dans ces cancers : EPC1-PHF1 et JAZF1-SUZ12. Cette étude identifie JAZF1 comme une sous-unité authentique du complexe NuA4/TIP60 et révèle un mécanisme moléculaire oncogène cohérent dans les deux fusions, qui implique la fusion physique des complexes NuA4/TIP60 et PRC2 pour former un complexe chimérique. Ces complexes de fusion délocalisent les activités de NuA4/TIP60 vers les gènes cibles de la polycomb et réduisent le H3K27me3 médié par PRC2 sur ces sites, ce qui conduit à une expression génique aberrante. Le deuxième chapitre présente une revue complète des mécanismes épigénétiques dans les sarcomes, en mettant l'accent sur le rôle des protéines de fusion dans la perturbation du transcriptome cellulaire. Ce chapitre explore la complexité et le parallélisme des voies épigénétiques dans les sarcomes, en se concentrant sur les translocations chromosomiques impliquant des régulateurs épigénétiques tels que les remodeleurs de la chromatine, les lysines acétyltransférases, les lysines méthyltransférases et les protéines du groupe polycomb. Ces informations nous permettent de mieux comprendre les interactions épigénétiques interdépendantes dans les sarcomes et peuvent servir de base à des thérapies ciblées. Le troisième chapitre caractérise une protéine de fusion récurrente dans le sarcome stromal de l'endomètre de bas grade (LGESS), MBTD1-EZHIP, qui forme un complexe chimérique NuA4-PRC2.1 et modifie les niveaux d'acétyl H4 et de H3K27me3 au niveau des gènes cibles de la polycomb. Cette étude révèle le paysage des modifications des histones des échantillons de patients LGESS avec translocation JAZF1-SUZ12, validant les mécanismes oncogéniques découverts au chapitre 1 tout en découvrant un mécanisme oncogénique supplémentaire impliquant une augmentation de H3K27me3 au niveau des gènes transcriptionnellement régulés à la baisse. Cette thèse fournit un examen multidimensionnel des translocations chromosomiques dans les sarcomes, découvrant de nouvelles perspectives dans les mécanismes moléculaires du LGESS et de l'OFMT et apportant des contributions au domaine de l'épigénomique du cancer. / Sarcomas are rare connective tissue cancers with a preponderance of chromosomal translocations. Chromosomal translocations often drive cancer by producing gain-of-function fusion proteins. Low-Grade Endometrial Stromal Sarcoma (LGESS) exhibits frequent chromosomal translocations that fuse various subunits of the NuA4/TIP60 co-activator complex to subunits of the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) complex. NuA4/TIP60 and PRC2 protein complexes regulate chromatin structure and gene expression in a context-specific manner by depositing histone modifications and exchanging variant histones; thus, their dysregulation through chromosomal translocations can have genome-wide consequences. This doctoral thesis explores the intricate relationship between chromosomal translocations and carcinogenesis, focusing on Low-Grade Endometrial Stromal Sarcomas (LGESS) and Ossifying FibroMyxoid Tumors (OFMTs). In the first chapter, we characterize two recurrent chromosomal translocations in these cancers: EPC1-PHF1 and JAZF1-SUZ12. This study identifies JAZF1 as a *bona fide* subunit of the NuA4/TIP60 complex and reveals a consistent molecular oncogenic mechanism in both fusions, which involves the physical merging of NuA4/TIP60 and PRC2 complexes to form a chimeric complex. These fusion complexes mislocalize NuA4/TIP60 activities to Polycomb target genes and reduce PRC2-mediated H3K27me3 at these sites, leading to aberrant gene expression. The second chapter provides a comprehensive review of epigenetic mechanisms in sarcomas, emphasizing the role of fusion proteins in disrupting the cellular transcriptome. This chapter explores the complexity and parallelism of epigenetic pathways in sarcomas, focusing on chromosomal translocations involving epigenetic regulators such as chromatin remodelers, lysine acetyltransferases, lysine methyltransferases, and Polycomb-group proteins. These insights enhance our understanding of the interdependent epigenetic interactions in sarcomas and can inform targeted therapeutics. The third chapter characterizes a recurrent fusion protein in Low-Grade Endometrial Stromal Sarcoma (LGESS), MBTD1-EZHIP, which forms a chimeric NuA4-PRC2. 1 complex and alters H4 acetyl and H3K27me3 levels at Polycomb target genes. This study reveals the histone modification landscape of LGESS patient samples with JAZF1-SUZ12 translocation, validating the oncogenic mechanisms discovered in Chapter 1. We uncover an additional oncogenic mechanism involving increased H3K27me3 at transcriptionally downregulated genes. This thesis provides a multifaceted examination of chromosomal translocations in sarcomas, reporting novel insights into the molecular mechanisms of LGESS and OFMT and offering important contributions to the field of cancer epigenomics.

Les niveaux élevés des facteurs de croissance analogues à l'insuline (Insulin-like Growth Factors; IGF) I et II ont été associés à un risque élevé de cancer du colon/rectum, du poumon et de la prostate. Dans une étude observationnelle prospective de 4855 hommes adultes, nous avons testé cette hypothèse. Après 9 ans de suivi, 26 cas de cancer colorectal, 21 cas de cancer du poumon et 101 cas de cancer de la prostate sont survenus. Les rapports de cotes (RC) et leurs intervalles de confiance (IC) à 95% obtenus par régression logistique en comparant la moitié supérieure à la médiane à l'autre moitié sont, pour l'IGF-I, de 0,68 (IC à 95%=0,28-l,66), de 0,76 (IC à 95%=O,35-l,7O) et de 0,94 (IC à 95%=0,63-l,40) et, pour l'IGF-II, ils sont de 0,93 (IC à 95%=0,39-2,19), de 1,01 (IC à 95%=0,47-2,19) et de 0,97 (IC à 95%=0,66-l,45), respectivement pour le cancer du poumon, du colon/rectum et de la prostate. Ces résultats suggèrent que les niveaux plasmatiques élevés des IGF-I et II ne sont pas associés à un risque élevé de chacun des 3 cancers. / High levels of Insulin-like Growth Factor-I (IGF-I) and IGF-II have been associated with an increased risk of colorectal, lung and prostate cancer. To test this hypothesis, we conducted an observational prospective study of 4855 adult men. After a 9-year follow-up period, 26 colorectal cases, 21 lung cancer cases, and 101 prostate cancer cases were diagnosed. The odds ratios and their confidence intervals obtained by logistic regression comparing the upper half to the lower half of the distribution were 0,68 (95% CI=0,28-l,66), 0,76 (95% CI=0,35-l,70), and 0,94 (95% CI=0,63-l,40) for IGF-I and 0,93 (95% CI=0,39-2,19), 1,01 (95% CI=0,47-2,19), and 0,97 (95% CI=0,66- 1,45) for IGF-II, for lung cancer, colorectal cancer, and prostate cancer, respectively. These results suggest that high levels of IGF-I and IGF-II are not associated with an increased risk of any of these three cancers.

Le cancer du sein (CS) est le cancer le plus courant chez les femmes et la deuxième cause de décès par cancer chez les Canadiennes. Selon la Société canadienne du cancer (2020), le CS constitue 25% des nouveaux cas de cancer et 13% des décès associés au cancer. En moyenne, par jour, 75 Canadiennes recevront un diagnostic de CS. Il s'agit d'une maladie hétérogène qui diffère selon les patients (hétérogénéité intertumorale) et également au sein d'une même patiente (hétérogénéité intratumorale). Cette hétérogénéité est caractérisée par différents sous-types histopathologiques, sous-types moléculaires, altérations génétiques, grades, stades, pronostic et statuts métastatiques. Par conséquent, cibler le CS par différentes stratégies thérapeutiques montre des résultats différents chez chaque patiente. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), la meilleure façon de lutter contre le CS est la détection précoce. Cependant, les efforts de détection et de traitement précoces conduisent parfois à un traitement excessif. Au contraire, si elle n'est pas diagnostiquée ou si elle n'est pas traitée, la tumeur peut évoluer vers un CS invasif. De plus, lorsque la tumeur progresse, l'hétérogénéité intratumorale peut conduire à un échec du traitement. Les étapes de la progression du CS sont : l'hyperplasie canalaire atypique (HCA), le carcinome canalaire in situ (CCIS) et le carcinome canalaire invasif (CCI). Il est difficile de différencier le CCIS de bas grade d'une lésion HCA et de prédire quelle HCA ou CCIS pourrait évoluer vers un CCI. De plus, la forme la plus agressive du CCI est le CS triple négatif (TNBC), qui n'exprime pas le récepteur hormonal des œstrogènes et de la progestérone, et pour lesquels la surexpression du récepteur pour les facteurs de croissance épidermiques humains 2 (HER2) n'est pas présente. Par conséquent, ce sous-type de CS ne peut pas être traité avec un traitement hormonal ou encore un traitement ciblant HER2. En outre, les TNBC montrent une très grande hétérogénéité inter et intratumorale résultant en l'absence de toute thérapie efficace pour ce sous-type. Cela nécessite donc l'identification de signatures génétiques uniques distinguant différents sous-types de progression du CS. Par conséquent, j'ai émis l'hypothèse que chaque étape de la progression du CS pourrait avoir une signature génique qui pourrait les TNBC des autres sous-types du CS. Pour identifier ces signatures géniques, j'ai procédé à différentes approches : 1. J'ai effectué une analyse du transcriptome humain des différents stades de progression du CS, à savoir HCA, CCIS et CCI en les comparant au sein normal. 2. J'ai identifié 8 gènes, différenciant HCA, CCIS et CCI d'un sein normal. Le plus intéressant était la carboxypeptidase B1 (CPB1), qui pourrait différencier le DCIS du HCA et du CCI. 3. J'ai analysé les données d'apprentissage automatique (machine learning), produites par nos collaborateurs, qui ont été réalisées sur un jeu de données du CS, à partir de l'Atlas du génome du cancer (TCGA), afin d'identifier des gènes qui pourraient différencier les TNBC des non-TNBC. 4. J'ai par la suite identifié 2 gènes : TBC1 Domain Family Member 9 (TBC1D9) et Milk Fat Globule-EGF Factor 8 Protein (MFGE8) différenciant les TNBC des non-TNBC. Cette analyse a permis de mettre en évidence TBC1D9 comme suppresseur de tumeur et MFGE8 comme gène oncogène. Ensuite, j'ai évalué l'efficacité de TBC1D9 dans la différenciation des TNBC et des non-TNBC dans des échantillons de tissus de CS de notre cohorte et étudié son rôle au niveau du CS. Conclusions : Nous avons identifié une signature génique pour les différentes étapes de la progression du CS, ce qui pourrait aider les cliniciens à mettre en place un ordre de priorité pour les interventions immédiates. Une analyse plus approfondie de ces gènes permettrait de développer de potentielles stratégies thérapeutiques pour chaque étape de la progression du CS. / Breast cancer (BC) is the most common cancer in women and is the second leading cause of cancer-associated deaths in Canadian women. According to the Canadian Cancer Society (2020), BC constitutes 25% of new cancer cases and 13% of cancer-associated deaths. On average, 75 Canadian women will be diagnosed with BC every day. It is a heterogeneous disease that differs among different patients (intertumor heterogeneity) and also within the same patient (intratumor heterogeneity). The difference comprises different histopathological subtypes, molecular subtypes, genetic alterations, grades, stages, prognosis, and metastatic status. Therefore, targeting BC by different therapeutic options shows different outcomes in each patient. According to the World Health Organization (WHO), the best way to deal with BC is early detection. However, efforts to detect and treat early sometimes lead to over-treatment. On the contrary, if undiagnosed or left untreated, the tumor might progress to invasive BC. Furthermore, when the tumor progresses the intratumor heterogeneity leads to treatment failures. BC usually progresses through atypical ductal hyperplasia (ADH), ductal carcinoma in situ (DCIS), and invasive ductal carcinoma (IDC). It is difficult to differentiate a low-grade DCIS from an ADH lesion and to predict which ADH or DCIS will progress to IDC. Additionally, the most aggressive form of IDC is triple-negative BC (TNBC), which does not express the hormonal receptor estrogen and progesterone and lacks the over-expression of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). Therefore, this group of BCs cannot be treated with hormonal therapy or the targeted therapy for HER2. Besides, TNBC shows a very high inter and intratumor heterogeneity resulting in the lack of any effective therapy for this subgroup. This calls for the identification of unique gene signatures distinguishing different subtypes of BC progression. Therefore, I hypothesized that each stage of BC progression might have a gene signature that could differentiate them from others. To identify these gene signatures, I carried upon with different approaches: 1. I performed a human transcriptome array (HTA) analysis of different stages of BC progression namely ADH, DCIS, and IDC comparing them to normal breast. 2. I identified 8 genes, differentiating ADH, DCIS, and IDC from a normal breast. Most interesting was carboxypeptidase B1 (CPB1), which could differentiate DCIS from ADH and IDC. 3. I analyzed the machine learning analysis performed by our collaborators on the BC dataset from the cancer genome atlas program (TCGA) dataset to identify genes that could differentiate TNBC from non-TNBC BC. 4. Furthermore, I identified 2 genes: TBC1 Domain Family Member 9 (TBC1D9) and Milk Fat Globule-EGF Factor 8 Protein (MFGE8) differentiating TNBC from non-TNBC. Further investigation highlighted TBC1D9 as a tumor suppressor and MFGE8 as an oncogenic gene. Next, I evaluated the efficacy of TBC1D9 in differentiating TNBC from non-TNBC in BC tissue samples from our cohort and investigated its role in BC. Conclusions: We identified a gene signature for different stages of BC progression, which could aid clinicians to make a priority-based decision for immediate intervention. Further analysis of these genes could reveal a potential therapeutic option for each stage of BC progression.

Les facteurs impliqués dans la carcinogenèse mammaire sont nombreux et l'environnement semble jouer un rôle très important. Nous avons constitué un mélange d'organochlorés dont la composition ressemble à celle de mélanges de contaminants présents chez l'humain, et évalué ses propriétés endocriniennes et sa capacité à stimuler la prolifération de cellules tumorales mammaires. Dans une première étude nous avons évalué le potentiel du mélange sur l'induction d'un gène rapporteur contrôlé par des promoteurs spécifiques aux récepteurs des estrogènes, des androgènes ou des hydrocarbures aromatiques. Nous avons ensuite comparé les résultats à ceux obtenus avec les composantes du mélange testées individuellement afin de comprendre leur influence sur l'effet global. Nous avons observé que le mélange possède des propriétés estrogéniques, antiandrogéniques et semblables à celles de la dioxine. Lors de notre seconde étude, nous nous sommes intéressés au potentiel du mélange sur la prolifération de plusieurs lignées cellulaires. Chez les cellules MCF-7 le mélange induit une augmentation draconienne de la prolifération. Nous avons aussi remarqué que le mélange diminuait la prolifération des cellules non hormono-dépendantes ou des cellules CAMA-1 en présence d'estrogènes. Toutefois en présence d'androgènes et d'estrogènes, le mélange induit une augmentation puis une diminution de la prolifération en fonction de la concentration du mélange dans le milieu de culture. La troisième partie de notre étude fut réalisée pour investiguer les mécanismes de prolifération cellulaire qui sont affectés par le p, p'-DDE, une des principales composantes du mélange. Nous avons observé que ce composé ubiquitaire peut accélérer le processus de prolifération cellulaire en utilisant comme modèle les cellules tumorales du sein CAMA-1 et MCF-7-AR1. Nos résultats suggèrent qu'en bloquant le récepteur des androgènes, le p, p'-DDE interfère dans le contrôle de la prolifération des cellules tumorales mammaires en accroissant l'entrée des cellules en phase S du cycle cellulaire via l'expression de la cycline D1. Nos résultats appuient donc ceux de certaines études épidémiologiques suggérant une association positive entre le cancer du sein et les organochlorés, plus particulièrement avec le p, p'-DDE. Une contribution additionnelle des autres contaminants de l'environnement ne peut être écartée car l'ensemble des résultats obtenus montre que plusieurs des substances testées ont des effets endocriniens.

Contexte. La chloration est le traitement le plus utilisé pour désinfecter l’eau distribuée à la population. Lors du traitement, des sous-produits de chloration (SPCs) se forment par réaction de la matière organique naturelle présente dans l’eau avec le chlore. Les produits les plus présents sont les trihalométhanes (THMs), les acides haloacétiques (HAAs). Des études toxicologiques (animales et in vitro) ont montré la génotoxicité et/ou carcinogénicité et la reprotoxicité de certains SPCs. Nous avons mené deux études évaluant les effets sur la santé humaine de l’exposition aux SPCs, dans le domaine du cancer et de la reproduction. Association entre exposition aux THMs et risque de cancer de la vessie : une analyse poolée de 3 études cas-témoins européennes. Cette analyse a inclus 2381 cas et 3086 témoins issus de 3 études cas-témoins (France, Espagne, Finlande). L’exposition environnementale aux SPCs a été mesurée par la concentration en THMs estimée rétrospectivement dans les réseaux de distribution d’eau au cours des 40 années de la fenêtre d’exposition. Les usages de l’eau connus sont l’ingestion, les douches et les bains, la fréquentation de piscine (étude espagnole seulement). Une relation croissante a été observée entre le niveau environnemental de THMs, la durée d’exposition à une eau de surface chlorée et le risque de cancer de la vessie, chez les hommes uniquement. Aucune association n’a été observée avec l’exposition via l’ingestion d’eau du robinet. L’exposition via les douches, les bains et la piscine est apparue liée au risque de cancer de la vessie. Trois études cas-témoins nord-américaines ont été intégrées dans une méta-régression. Aucune spécificité européenne de la relation dose-réponse n’a été mise en évidence. Une relation dose-réponse globale incluant 4351 cas et 7055 témoins a été estimée. Association entre exposition aux SPCs et risque de prématurité et de retard de croissance intra-utérin (RCIU). Cette étude est issue de la cohorte bretonne Pélagie (3400 femmes enceintes recrutées en début de grossesse entre 2002 et 2006). L’exposition pendant la grossesse a été mesurée à l’aide de 2 indicateurs : la concentration en THMs de l’eau distribuée dans les réseaux et le dosage d’un biomarqueur urinaire (acide trichloroacétique) pour un sous-échantillon de femmes (étude cas-témoins nichée). Les niveaux dans les réseaux proviennent de la base de données réglementaire SISE-Eaux. Les usages de l’eau du robinet par les femmes pendant la grossesse ont été collectés par questionnaire (quantité d’eau du robinet bue, fréquentation de la piscine, fréquence et durée des douches et des bains). Notre étude suggère une association entre l’exposition prénatale aux SPCs et le risque de RCIU. Aucune association n’est observée avec le risque de prématurité. / Background. Chlorine is the most widely used disinfectant for drinking water treatment. During treatment process, the natural organic matter present in water reacts with chlorine to form disinfection by-products (DBPs), such as trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs), the most occurring ones. Several identified DBPs were recognized carcinogens or fetotoxic in animals. We conducted two epidemiological studies to assess the health effects of human exposure to DBPs regarding cancer and reproduction. Association between THM exposure and the risk of bladder cancer: a pooled analysis of 3 European case-control studies. The study included 2381 cases and 3086 controls from 3 case-control studies (France, Finland, Spain). Environmental exposure to SPCs was measured by THM concentrations in water distribution systems, retrospectively estimated through the 40-year exposure window. Information about water uses (tap water ingestion, showers and baths, swimming-pool attendance) was available. An increased risk of bladder cancer was observed, in men only, with increasing THM concentrations in water systems and duration of exposure to chlorinated surface water. No association was observed with exposure through tap water ingestion. Exposure through showers, baths and swimming in pools (available in Spanish study only) was associated with an increased risk of bladder cancer. Three North-American case-control studies were joined to the three European ones into a meta-regression. No specific dose-response relationship was identified for European studies. A global dose-response relationship was consequently estimated, including 4351 cases and 7055 controls. Association between DBP exposure and the risk of preterm birth and Intra-Uterine Growth Retardation (IUGR). This study was conducted within the PELAGIE cohort (3400 pregnant women included in early pregnancy, in Brittany, France, between 2002 and 2006). Exposure during pregnancy was measured by 2 indicators: THM concentrations in water distribution systems and a biomarker of HAA ingestion, the level of trichloroacetic acid in maternal urine at inclusion (in a nested case-control study). The regulatory database SISE-Eaux was used to estimate THMs concentrations in the water distribution systems. Water uses during pregnancy (ingested tap water, swimming-pool attendance, showers and bath frequencies and duration) were collected with questionnaires. Our results suggest an association between prenatal exposure to DBPs (THMs and HAAs) and the risk of IUGR. No association was found with the risk of preterm birth.

Contexte. La chloration est le traitement le plus utilisé pour désinfecter l'eau distribuée à la population. Lors du traitement, des sous-produits de chloration (SPCs) se forment par réaction de la matière organique naturelle présente dans l'eau avec le chlore. Les produits les plus présents sont les trihalométhanes (THMs), les acides haloacétiques (HAAs). Des études toxicologiques (animales et in vitro) ont montré la génotoxicité et/ou carcinogénicité et la reprotoxicité de certains SPCs. Nous avons mené deux études évaluant les effets sur la santé humaine de l'exposition aux SPCs, dans le domaine du cancer et de la reproduction. Association entre exposition aux THMs et risque de cancer de la vessie : une analyse poolée de 3 études cas-témoins européennes. Cette analyse a inclus 2381 cas et 3086 témoins issus de 3 études cas-témoins (France, Espagne, Finlande). L'exposition environnementale aux SPCs a été mesurée par la concentration en THMs estimée rétrospectivement dans les réseaux de distribution d'eau au cours des 40 années de la fenêtre d'exposition. Les usages de l'eau connus sont l'ingestion, les douches et les bains, la fréquentation de piscine (étude espagnole seulement). Une relation croissante a été observée entre le niveau environnemental de THMs, la durée d'exposition à une eau de surface chlorée et le risque de cancer de la vessie, chez les hommes uniquement. Aucune association n'a été observée avec l'exposition via l'ingestion d'eau du robinet. L'exposition via les douches, les bains et la piscine est apparue liée au risque de cancer de la vessie. Trois études cas-témoins nord-américaines ont été intégrées dans une méta-régression. Aucune spécificité européenne de la relation dose-réponse n'a été mise en évidence. Une relation dose-réponse globale incluant 4351 cas et 7055 témoins a été estimée. Association entre exposition aux SPCs et risque de prématurité et de retard de croissance intra-utérin (RCIU). Cette étude est issue de la cohorte bretonne Pélagie (3400 femmes enceintes recrutées en début de grossesse entre 2002 et 2006). L'exposition pendant la grossesse a été mesurée à l'aide de 2 indicateurs : la concentration en THMs de l'eau distribuée dans les réseaux et le dosage d'un biomarqueur urinaire (acide trichloroacétique) pour un sous-échantillon de femmes (étude cas-témoins nichée). Les niveaux dans les réseaux proviennent de la base de données réglementaire SISE-Eaux. Les usages de l'eau du robinet par les femmes pendant la grossesse ont été collectés par questionnaire (quantité d'eau du robinet bue, fréquentation de la piscine, fréquence et durée des douches et des bains). Notre étude suggère une association entre l'exposition prénatale aux SPCs et le risque de RCIU. Aucune association n'est observée avec le risque de prématurité.

La fumée de tabac contient la nitrosamine 4-(méthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) qui serait impliquée dans la cancérogenèse pulmonaire. L'?-hydroxylation de la NNK génère deux métabolites réactifs qui mènent à la méthylation et à la pyridyloxobutylation de l'ADN, et qui peuvent être générés respectivement par la N-acétoxynitrosométhylméthylamine et par la 4-(acétoxyméthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone. Nous avons observé que la fréquence et la distribution des dommages induits à l'ADN par la méthylation et la pyridyloxobutylation au niveau des gènes p53, ras et c-jun ne sont pas identiques. La fréquence et la distribution des dommages par la méthylation de l'ADN varient avec la classe et la structure chimique des agents méthylants. La pyridyloxobutylation de l'ADN induit des cassures monocaténaires caractérisées par un groupement hydroxyle à l'extrémité 5' et par un groupement bloquant à l'extrémité 3'. La formation de dommages causée par la NNK et la fréquence élevée de dommages à certaines positions nucléotidiques qui correspondent à des positions fréquemment mutées dans le cancer pulmonaire chez le fumeur constitueraient des arguments en faveur d'un rôle de la NNK dans la cancérogenèse pulmonaire associée à la fumée de tabac.

La fumée de tabac contient plusieurs substances carcinogènes qui mènent à la formation constante de petites quantités de dommages à l'ADN dans les poumons des fumeurs ainsi que des non-fumeurs exposés à la fumée environnementale de tabac. La 4-(méthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) est l'une de ces substances et elle semble plus particulièrement associée avec le développement des adénocarcinomes, la forme de cancer pulmonaire dont l'incidence progresse le plus rapidement ces dernières années. Dans les cellules pulmonaires, la NNK est bioactivée via des cytochromes P450 en intermédiaires réactifs capables de méthyler ou de pyridyloxobutyler l'ADN. Les dommages résultant de ces deux modes d'activation de la NNK peuvent être investigués séparément en utilisant des analogues qui génèrent sélectivement l'un ou l'autre type d'intermédiaires réactifs. Le test des comètes est une technique simple, très sensible et couramment utilisée pour étudier au niveau cellulaire les dommages à l'ADN qui sont peu fréquents. Les travaux présentés dans cette thèse montrent que certains des dommages résultant de l'activation de la NNK peuvent être investigués de manière spécifique à l'aide de cette technique, et ce à des fréquences de dommages qui se rapprochent de celles correspondant à une exposition réelle à la fumée de tabac. Parmi ces dommages, un type d'adduits encore inconnu associé à la pyridyloxobutylation de l'ADN a pu être mis indirectement en évidence. Il s'agit vraisemblablement de la forme formamidopyrimidine (fapy) d'une lésion primaire formée dans les cellules. La vitesse de réparation d'un type de dommage influe sur le risque qu'il a d'être impliqué dans la transformation maligne des cellules. La disparition des dommages dans le temps a pu être suivie avec le test des comètes afin d'investiguer la réparation dans des cellules capables ou pas de bioactiver la NNK. Le suivi post-traitement des dérivés fapy associés à la pyridyloxobutylation de l'ADN, a montré un phénotype ne dépendant pas du type cellulaire mais plutôt du statut de p53 dans les cellules. En effet, au lieu de diminuer après la fin du traitement, la fréquence des adduits fapy dans les fibroblastes augmente dans un premier temps et ce, seulement dans les cellules ayant une protéine p53 fonctionnelle. La nature de ce phénotype particulier n'est pas clairement identifiée, mais elle est vraisemblablement liée à la réparation des dommages à l'ADN. / Tobacco smoke contains several carcinogens that lead to the frequent formation of rare DNA damage in lungs of smokers. 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) is one of these substances that seems more particularly associated with the development of adenocarcinoma. During the last 30 years, the frequency of this lung cancer type has increased significantly. In lung cells, cytochromes P450 can bioactivate NNK into reactive species capable of either methylating or pyridyloxobutylating DNA. The use of analogs capable of generating only one type of NNK-associated reactive species allows to investigate methylation and pyridyloxobutylation separately. The comet assay is a simple and sensitive technique that is commonly used to investigate low frequency DNA damage at the cellular level. The work presented here show how some of the NNK-related DNA damage can be investigated specifically with this technique at damage frequencies that are relevant to a real exposure to cigarette smoke. One of the adduct type resulting of DNA pyridyloxobutylation that we studied here had never been demonstrated before. It corresponds likely to the formamidopyrimidine (fapy) form of a lesion primarily formed in cells. The repair rate of a damage type influences the probability that it has to be implicated in mutagenesis. The time course of different damage types was documented with the comet assay in order to investigate the repair of NNK-related damage in different cell types that can either bioactivate NNK or not. When the fapy adducts associated with pyridyloxobutylation were investigated post-treatment, their time course did not depend on the cell type but showed a p53-dependant phenotype. In fact, instead of decreasing because of repair, the frequency of these fapy adducts in fibroblasts first increased post-treatment and this increase seemed associated with p53 proficiency. The cause of this phenotype is not clearly elucidated but it should be related to DNA damage repair.