Les protéines kinases de la voie de signalisation de l'Epidermal Growth Factor Receptor sont l'objet d'une dérégulation au cours des cancers broncho-pulmonaires. Les gènes encodant ces protéines sont porteurs de mutations oncogéniques mutuellement exclusives induisant la transformation tumorale des cellules de l'épithélium respiratoire. Ces mutations définissent autant de sous-groupes moléculaires spécifiques caractérisés sur le plan clinique, histologique, et biologique. Notre travail a consisté en l'étude de ces mutations dans trois situations cliniques spécifiques, les cancers broncho-pulmonaires du non-fumeur, les cancers bronchopulmonaires multiples, et les tumeurs thymiques. L'évaluation des polymorphismes génétiques chez les patients non-fumeurs atteints de cancer broncho-pulmonaire suggère le rôle de gènes spécifiques, différents de ceux impliqués chez le patient fumeur. L'étude génomique des cancers broncho-pulmonaires multiples montre la possibilité d'utiliser les mutations oncogéniques pour évaluer le degré de clonalité des lésions tumorales multiples, avec une corrélation significative avec leur analyse histo-pathologique détaillée. L'analyse génomique intégrative des tumeurs thymiques indique l'existence de sous-groupes moléculaires spécifiques, corrélés à la classification histologique, et caractérisés par des mutations oncogéniques prédictives de l'efficacité de certains traitements ciblés. Nos données illustrent les principes de la médecine personnalisée en oncologie thoracique, consistant en l'analyse des caractéristiques moléculaires de chaque tumeur individuelle, pour permettre une meilleure personnalisation de la prise en charge des patients

La transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) est un processus physiologique décrit dans le développement embryonnaire et chez l'adulte au cours de la cicatrisation. La TEM est également détournée dans le contexte pathologique au cours de l'invasion tumorale et les mécanismes moléculaires qui la contrôlent font à ce jour l'objet d'intenses investigations. Cette étude décrit le rôle du gène de la lignée germinale NANOS-3 dans la régulation de l'invasion tumorale broncho-pulmonaire associée à la TEM. Nous démontrons que l'expression de Nanos-3 est corrélée à l'agressivité des cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) humains in vivo et qu'il est surexprimé pendant la TEM induite in vitro. De plus, la surexpression de Nanos-3 dans les lignées tumorales bronchiques augmente leurs capacités invasives in vitro en induisant la TEM alors que son inhibition induit l'effet opposé et promeut la transition mésenchymo-épithéliale (TME). Au cours de cette étude, nous rapportons également des mécanismes à la fois transcriptionnels et post-transcriptionnels de régulation des cibles de Nanos-3. Ainsi, nous montrons que Nanos-3 réprime la transcription du gène CADHERINE-E indépendamment des facteurs de transcription des familles Snail et ZEB. Nous décrivons également que la protéine Nanos-3 co-immunoprécipite avec certains ARNm de ses cibles et, plus particulièrement, qu'elle est capable de réguler la longueur de la queue poly-(A) du transcrit codant pour une de ses cibles majeures : la Vimentine. En parallèle, par des méthodes d'études in silico et in vitro, nous démontrons une localisation à la fois cytoplasmique et nucléaire de Nanos-3 ainsi que son accumulation nucléolaire. Enfin, nous mettons en évidence que la réexpression ectopique de Nanos-3 dans le contexte tumoral pourrait être attribuée à une dérégulation des mécanismes épigénétiques physiologiquement mis en place dans les cellules somatiques adultes. Ainsi, cette étude démontre le rôle de Nanos-3 dans l'acquisition d'un phénotype invasif par les cellules tumorales bronchiques et décrit un nouveau mécanisme de régulation de la TEM dépendant de la longueur de la queue poly-(A) de certains ARNm. / The Epithelial-Mesenchymal Transition (EMT) is a basic cellular process used by embryo to generate different tissues or in adult during wound healing. EMT is also misappropriated by cancer cells during the first step towards metastasis. Molecular mechanisms driving EMT during tumor progression are extensively studied and post-transcriptional regulations of EMT-associated genes emerge as major and promising field in oncology. Here we report a dual post-transcriptional and transcriptional regulation of EMT-associated genes by the NANOS-3 germline gene during lung tumor invasion. We show that the Nanos-3 expression in vivo correlates with aggressiveness of human non-small cell lung carcinomas (NSCLC) and that Nanos-3 is upregulated in cells which undergo an EMT in our in vitro EMT-inducible models. Moreover, Nanos-3 overexpression in human NSCLC cell lines enhances their invasive abilities by EMT regulation while its silencing induces the opposite effect leading to a Mesenchymal-Epithelial Transition (MET). Molecular investigations indicate that Nanos-3 controls its targets by either transcriptional or post-transcriptional mechanisms. We show that Nanos-3 represses E-CADHERIN transcription independently of Snail and ZEB transcription factor families. Moreover, we also find that mRNAs of post-transcriptionally regulated targets are co-immunoprecipitated with the Nanos-3 protein and that Nanos-3 regulates the length of the 3' poly-A tail of VIMENTIN mRNA. This dual mechanism of EMT regulation by Nanos-3 is to be related to the specific subcellular localization of Nanos-3 in both cytoplasm and nucleus associated with a nucleolus accumulation as shown by in vitro and in silico experiments. Finally, we demonstrate an epigenetic regulation of NANOS-3 gene expression in lung cell lines, thus supporting that its ectopic expression could be attributed to an epigenetic machinery deregulation in cancer cells.Thus, here we demonstrate a new innovative role for Nanos-3 in the acquisition of an invasive phenotype by lung tumor cells and we describe a novel mechanism of post-transcriptional regulation of EMT via the control of the mRNA poly-A tail length.

L’hypoxie tumorale par l’intermédiaire d’une de ses cibles HIF-1α, est associée à la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) dans de nombreuses tumeurs solides. La TEM a été associée aux résistances à la chimiothérapie et aux métastases dans de nombreux cancers. Dans ce travail, nous avons montré que l’hypoxie tumorale définit un pronostic péjoratif après chirurgie d’un cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC). Nous avons également montré sur des lignées cellulaires de CBNPC présentant des mutations activatrices de l’EGFR, que l’hypoxie via HIF-1α, induit la TEM, avec activation de différents facteurs de transcription dépendant du statut mutationnel des lignées : induction de SNAIL-1/SNAIL-2 dans la lignée H1650 ayant une deletion de l’exon 19 et induction de SNAIL-1/ZEB-1 dans la lignée H1975 ayant la mutation L858R de l’exon 21 et T790M de l’exon 20. En considérant l’ensemble de ces données, il apparaît que HIF-1α peut être une nouvelle cible thérapeutique. / Tumoral hypoxia, and his target HIF-1α, are linked to the epithelial to mesenchymal transition (EMT) in various solid tumors. EMT has been linked to chemotherapy resistance and metastases in many cancers. In this work, we have shown that tumoral hypoxia may help to define a worst prognosis in case of hypoxia after non-small cell lung cancer surgery (NSCLC). We have also shown that on NSCLC cell lines harboring activating EGFR mutations, hypoxia trough expression of HIF-1α, was able to induce EMT, with activation of different transcription factors according to cell mutational status: induction of SNAIL-1/SNAIL-2 in H1650 cell line harboring exon 19 deletion, induction of SNAIL-1/ZEB-1 in H1975 cell line harboring both exon 21 L858R and exon 20 T790M mutations. Considering all these data, it appears that HIF-1α may be considered a a new therapeutic target.

Contexte : L’objectif de cette thèse est d’étudier l’association entre l’exposition professionnelle à l'amiante et à la silice cristalline avec les phénotypes du cancer broncho-pulmonaire. Un autre objectif est d'évaluer la modification de l'effet de l'association entre le tabagisme et le type histologique, la localisation de la tumeur, et l’âge au diagnostic par l’exposition professionnelle à l'amiante ou à la silice cristalline.Méthodes : L’étude CaProMat est une étude « case-only » rétrospective qui inclut9623 cas de cancer broncho-pulmonaire Français et Canadiens. Tous les cas de cancer broncho-pulmonaire ont été identifiés d’une façon histologique. Les données ont été collectées par des fichiers médicaux et par des questionnaires standardisés.Deux Matrices Emplois-Expositions (MEEs) ont été utilisées pour évaluer rétrospectivement l'exposition professionnelle à l'amiante et à la silice cristalline.Résultats : Il n’y a pas de différence de prévalence de l'exposition professionnelle à l'amiante pour les types histologiques. Pour la silice cristalline, un excès limite de la prévalence de l'exposition a été observé pour le carcinome épidermoïde. La prévalence a été maximisée chez les cas diagnostiqués entre 50 et 59 ans pour l'amiante et moins de 50 ans pour la silice cristalline. Une exposition supplémentaire à l'amiante ou à la silice cristalline n'a pas modifié l'effet du tabagisme pour les types histologiques, la localisation de la tumeur ou l'âge au diagnostic.Conclusion : Le type histologique, la localisation de la tumeur, et l'âge au diagnostic ne peuvent pas être utilisés comme indicateurs de l'exposition professionnelle à l'amiante ou à la silice cristalline. / Introduction: The objective of this thesis was to study the association between tobacco smoking and occupational exposure to asbestos and crystalline silica with the phenotypes of lung cancer. The second objective was to assess the effect modification of the association between tobacco smoking and the phenotypes of lung cancer by occupational exposure to asbestos or to crystalline silica. Methods : The CaProMat study is a pooled retrospective case-only study consisted of9,623 French and Canadian lung cancer cases. All lung cancer cases were histologically confirmed. Data were collected from medical records and through standardized questionnaires. Two job-exposure matrices (JEMs) were used to assess the occupational exposure to asbestos and to crystalline silica. Results: We did not identify a difference of prevalence of occupational exposure to asbestos according to histological type. For crystalline silica, a borderline excess of prevalence of exposure was observed for squamous cell carcinoma. The prevalence of occupational exposure was maximized among lung cancer cases diagnosed between 50 and 59 years for asbestos and less than 50 years for crystalline silica. Additional exposure to either asbestos or crystalline silica did not modify the effect of tobacco smoking for histological type, tumor location or age at diagnosis. Conclusions: The histological type, tumor location, and age at diagnosis cannot beused as an indicator for the occupational exposure to asbestos or to crystalline silica.