La cancérogenèse gastrique est un processus d’origine multifactorielle, incluant des facteurs génétiques de l’hôte, mais aussi d’origine bactérienne et de l’environnent. Les populations humaines peuvent être exposées directement ou indirectement à des composés toxiques/génotoxiques présents dans les plantes, comme la fougère Pteridium aquilinum. Cette plante comprend une toxine, le ptaquiloside associée à des maladies graves et le développement de cancer chez les animaux. Des études épidémiologiques ont démontré une association entre l'exposition à ces fougères et l’incidence du cancer gastrique dans les populations humaines. Cependant, un autre facteur de risque majeur dans le développement du cancer gastrique est la bactérie Helicobacter pylori qui colonise l'estomac humain et induit une réponse génotoxique. Cette étude vise à caractériser l'implication biologique et moléculaire de Pteridium aquilinum et de sa toxine le ptaquiloside dans le processus de cancérogenèse gastrique et d'explorer un effet de synergie potentiel avec l'infection par H. pylori.Nous avons montré que le traitement avec des extraits de Pteridium aquilinum et le ptaquiloside diminue la viabilité cellulaire et favorise l'apoptose des cellules épithéliales gastriques. L'induction de cassures de l'ADN a été observée, exacerbée en présence de l’infection par H. pylori. Dans les cellules traitées, la protéine p53 est induite et associée à l'activation de la voie de signalisation ATR-Chk1. Cette augmentation de p53 est aussi détectée en présence des souches virulentes de H. pylori. L’induction de lésions à l’ADN par le ptaquiloside est en accord avec la dérégulation observée de l’expression d’un certain nombre de gènes impliqués dans la régulation du cycle cellulaire et la réparation de l'ADN. De plus, des souris exposées à Pteridium aquilinum, montrent des modifications histomorphologiques de la muqueuse gastrique ainsi qu’une augmentation de la prolifération cellulaire et l'induction de mutations dans le gène p53 après 7 semaines de traitement. Toutefois, bien qu’une exacerbation de la prolifération cellulaire et des lésions histologiques soient induites par un traitement chronique en association avec l'infection à H. pylori pendant 12 mois, aucune différence significative dans l'expression du gène p53 a été mise en évidence. Cependant, dans ces conditions, une modification du schéma glycophenotypique a été induite dans la muqueuse gastrique des souris. Différentes glycosyltransférases impliquées dans la biosynthèse des antigènes simples de mucines et terminaux antigènes Lewis ont été différentiellement exprimées chez les souris non-infectées et infectées, respectivement. Ces résultats sont également validés par une augmentation de l’expression de Sialyl-LewisX.De plus, des modifications des glycosyltransférases impliquées dans les étapes initiales de O-glycosylation ont été observées. Le ppGalNAcT6 a présenté une expression altérée dans un carcinome gastrique, associée à la présence de l'invasion veineuse.En conclusion, nos données confirment l’activité génotoxique de Pteridium aquilinum et du ptaquiloside sur les cellules gastriques, supportant leur rôle fondamental dans la promotion de la cancérogenèse gastrique. Cette activité est exacerbée en présence de l’infection par H. pylori, soulignant l'importance de l'interaction de ces deux facteurs de risque dans ce processus. / The multifactorial gastric carcinogenesis process encompasses host genetic susceptibility, bacterial and environmental factors. Humans can directly consume or be indirectly exposed to toxic compounds present in plants, such as the bracken fern Pteridium aquilinum. This plant has a carcinogenic toxin, ptaquiloside, and is known to cause severe health problems in animals, including cancer. Epidemiological evidence also demonstrated an association between bracken exposure and gastric cancer development in Humans. Additionally, another major etiological agent is Helicobacter pylori, a bacterium that colonizes the stomach inducing a genotoxic response in gastric cells. This study aimed to characterize the biological and molecular involvement of Pteridium aquilinum and its ptaquiloside toxin in the gastric carcinogenesis process and to evaluate the potential synergistic effect of H. pylori infection.We observed that treatment with Pteridium aquilinum extracts and ptaquiloside toxin decreased cell viability and promoted cell apoptosis in gastric epithelial cells. A genotoxic effect with induction of DNA strand breaks was noted and it was exacerbated in the presence of H. pylori infection. We further demonstrated that in treated cells a p53 accumulation occurs, controlled by the activation of the ATR-Chk1 DNA damage signalling pathway. An increased level of p53 was also detected in the presence of a H. pylori virulent strain. The contribution of ptaquiloside to this genotoxic activity was supported by the deregulation of other genes involved in DNA cell cycle regulation and DNA repair. In addition, using a mouse model exposed to Pteridium aquilinum, we detected histomorphological alterations with increased cell proliferation and induction of frameshift events in the p53 gene. However, a concomitant chronic treatment with Pteridium aquilinum and H. pylori infection did not produce significant differences in p53 gene expression.Moreover, an altered glycophenotypic pattern was induced in the gastric mucosa of mice upon Pteridium aquilinum treatment in the presence of H. pylori infection. Several glycosyltransferases involved in the biosynthesis of simple mucin-type carbohydrate antigens and terminal Lewis antigens were differently expressed in the absence and presence of H. pylori, respectively. These results were also validated by an increased expression of Sialyl-LewisX.Further alterations in glycosyltransferases involved in the initial steps of O-glycosylation were observed. The ppGalNAcT6 was shown to have a heterogeneous expression in human gastric carcinoma, associated with the presence of venous invasion.Overall, our data supports the notion that cell exposure to the genotoxic and carcinogenic Pteridium aquilinum and ptaquiloside has a fundamental role in the promotion of gastric carcinogenesis. The synergistic environment associated to H. pylori infection underlines the importance of risk factor interplay in this process. / A carcinogénese gástrica é um processo multifatorial que engloba fatores genéticos, bacterianos e ambientais. O Homem pode consumir diretamente ou ser exposto de forma indireta a compostos tóxicos presentes em plantas, como é o caso do feto vulgar Pteridium aquilinum. Esta planta tem uma toxina carcinogénica, o ptaquilosídeo, sendo conhecida a sua capacidade natural para induzir lesões neoplásicas em animais. Estudos epidemiológicos também demonstraram a existência de uma associação entre a exposição ao feto e o desenvolvimento de cancro gástrico em humanos. Outro fator etiológico importante é a Helicobacter pylori, uma bactéria que coloniza o estômago, induzindo nas células gástricas uma resposta genotóxica. Este estudo tem por objetivos caracterizar o envolvimento biológico e molecular do Pteridium aquilinum e da sua toxina, ptaquilosídeo, no processo de carcinogénese gástrica e avaliar o potencial efeito sinergístico da infeção por H. pylori.Observámos em células epiteliais gástricas que o tratamento com extratos de Pteridium aquilinum e com a toxina ptaquilosídeo, diminui a viabilidade celular e promove a apoptose. Foi demonstrado um efeito genotóxico com indução de quebras na cadeia de ADN, exacerbado pela presença da infeção por H. pylori. Demonstrámos ainda que, em células tratadas, ocorria uma acumulação de p53, controlada pela ativação da via de sinalização ATR-Chk1. Um aumento nos níveis de p53 foi igualmente detetado na presença de estirpes virulentas de H. pylori. A contribuição do ptaquilosídeo para esta atividade genotóxica foi também apoiada pela desregulação de outros genes envolvidos na regulação do ciclo celular e na reparação do ADN. Adicionalmente, usando um modelo de ratinho exposto ao Pteridium aquilinum, foram detetadas alterações histomorfológicas, bem como um aumento da proliferação celular e indução de mutações no gene p53. Contudo, um tratamento crónico com Pteridium aquilinum e infeção concomitante por H. pylori não produziu diferenças significativas na expressão do gene p53.Um padrão glicofenotípico alterado foi também observado na mucosa gástrica de ratinhos tratados com Pteridium aquilinum na presença de infeção por H. pylori. Várias glicosiltransferases envolvidas na biossíntese de antigénios simples das mucinas e antigénios terminais do tipo Lewis apresentaram uma expressão alterada, respetivamente, na ausência ou presença de H. pylori. Estes resultados foram também validados através de um aumento da expressão de Sialil-LewisX.Foram ainda observadas alterações em glicosiltransferases que estão envolvidas nas etapas iniciais de O-glicosilação. A ppGalNAcT6 apresentou uma expressão alterada em carcinomas gástricos, estando associada à presença de invasão venosa.No geral, estes dados suportam a evidência de que a exposição das células aos genotóxicos e carcinogénicos Pteridium aquilinum e ptaquilosídeo, tem um papel fundamental na promoção da carcinogénese gástrica. O ambiente sinergístico associado à infeção com H. pylori salienta a importância da interação entre os fatores de risco que dão origem a este processo.

Le remodelage osseux est conditionné par un couplage entre les ostéoclastes et les ostéoblastes. Les xénoestrogènes sont des perturbateurs endocriniens qui peuvent interférer avec le remodelage osseux. Nous nous sommes attachés à étudier l'effet du tetradifon sur le remodelage osseux. Nous avons montré que la perturbation du remodelage et du métabolisme de l'os sont accompagné d'un effet génotoxique secondaire via les dommages oxydatifs. L'os est le site de métastases de plusieurs tumeurs solides tels que le cancer du sein. Nous avons utilisé les cellules Walker 256/B pour induire des métastases osseuses chez le rat. In vitro, le traitement des cellules par l'ATA a apporté des résultats satisfaisants par induction d'apoptose et réduction de l'expression des RLO. Nous avons évalué cet effet, in vivo, sur un modèle animal de métastases osseuses ostéolytiques. L'ATA ne prévient pas la perte osseuse mais elle réduit les dommages oxydatives dans le microenvironnement osseux. La microtomographie et l'histologie ont permis de détecter et de différencier les altérations osseuses induites par métastases ostéolytiques avec ou sans traitement à l'ATA. Nous avons également montré la présence d'os métaplasique, ostéosclérotique, apposé sur les périostes des rats cancéreux et traités à l'ATA. Un bilan hépatorénal du modèle animal de métastases osseuses ostéolytiques a été réalisé. Il parait que l'inoculation in situ des cellules Walker 256 n'avait pas de complications rénales et hépatiques pour cette durée d'étude.

Les cancers papillaires de la thyroïde (PTC) sont les tumeurs endocrines les plus courantes et représentent 2-3% de tous les cancers humains. Les altérations génétiques les plus pertinentes trouvées dans ces tumeurs sont des mutations dans les gènes BRAF et RAS, et des translocations du gène RET. Ces translocations oncogéniques, connues sous le nom de RET/PTC, résultent de la fusion de RET avec des gènes partenaires non-apparentés. L’exposition aux radiations ionisantes est le facteur de risque le plus important pour la formation de RET/PTC. Durant ces dernières années, notre groupe a mis en évidence un rôle crucial des espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans la formation de RET/PTC dans des cellules thyroïdiennes in vitro et a notamment montré que l'irradiation (IR) induit l’établissement d’un stress oxydatif persistant du aux ROS produites par la NADPH Oxydase DUOX1, laquelle est induite à post-IR. Cela conduit à des dommages à l'ADN. Les enfants présentent un risque significativement plus élevé de développer des cancers radio-induits de la thyroïde exprimant RET/PTC, probablement en raison du taux de prolifération élevé des cellules. Ceci suggère que la dynamique de réplication pourrait être impliquée dans la formation de la translocation RET/PTC1. En effet, il a été montré que l'induction pharmacologique d’un stress réplicatif peut favoriser la formation de RET/PTC in vitro dans les cellules thyroïdiennes. Ainsi, pour déterminer si un stress réplicatif peut contribuer aux effets à long terme de l'irradiation: à savoir une persistance des lésions de l'ADN et la formation de RET/PTC1, nous avons analysé les effets à post-IR dans les cellules NTHY-ori3.1. Nos résultats confirment qu’une irradiation des cellules aux rayons X à la dose de 5 Gy induit deux vagues de stress oxydatif: une première vague forte mais transitoire qui se produit dans les minutes qui suivent l'irradiation et une deuxième vague dont l’ augmentation débute 2 jours après l'irradiation pour persister ensuite. Ces deux pics de stress oxydatif conduisent à deux pics de dommages à l'ADN. L'irradiation des cellules à cette dose n’a aucun effet sur la prolifération et sur la progression du cycle cellulaire. Cependant, plusieurs marqueurs de stress réplicatif sont exprimés trois jours après l'irradiation. Par ailleurs, l'analyse de la dynamique de réplication révèle une diminution de la vitesse de réplication à post-IR qui est contrecarrée par les antioxydants, suggérant qu’un stress oxydatif peut contribuer à un stress réplicatif. Enfin, par ChIP-QPCR, nous observons que les gènes impliqués dans RET/PTC1 présentent plus de cassures double brin que des gènes endogènes, et ce, trois jours après l'irradiation. Ainsi, nous proposons qu’un stress réplicatif induit par un stress oxydatif pourrait être potentiellement impliqué dans l'étiologie des tumeurs RET/PTC-positives. / Papillary thyroid cancers (PTC) are the most common endocrine tumors and account for 2-3% of all human cancers. The most relevant genetic alterations found in these tumors are mutations in the genes BRAF and RAS, and chromosomal translocations in RET, a proto-oncogene activated in 15-20% of PTCs. These oncogenic translocations, known as RET/PTCs, result from the fusion of RET with unrelated partner genes. Ionizing radiation is a major risk factor for RET/PTC formation, however, the molecular mechanisms involved in these radioinduced translocations just begun to be unveiled. In the past few years, our group has reported a critical role for reactive oxygen species (ROS) in the formation of RET/PTC in thyroid cells in vitro and has also shown that irradiation can elicit a persistent oxidative stress caused by the upregulation of the NADPH Oxidase DUOX1 that leads to DNA damage, mediating at least part of the effects of radiation. However, how could ROS lead to the formation of RET/PTC is not fully understood. Children are at significantly higher risk of developing radio-induced thyroid tumors, specially RET/PTC positive, probably due to the intense proliferation rate of their follicular thyroid cells. This epidemiological observation prompts the assumption that replication dynamics may be involved in RET/PTC formation. Indeed, it has been shown that the pharmacological induction of replicative stress can stimulate the in vitro formation of RET/PTC in thyroid cells. Thus, to investigate whether replicative stress might contribute for the long-term effects of irradiation on DNA damage and RET/PTC formation, we analyzed the effects of radiation in NTHY-ori3.1 thyroid cell lineage in terms of oxidative and replicative stress and replication dynamics. Our results confirm that irradiation triggers two waves of oxidative stress: first, a strong but transient oxidative burst takes place minutes after irradiation and next, a persistently increased oxidative stress that starts only 2 days after irradiation. These two peaks of oxidative stress lead to two peaks of DNA damage. Irradiation caused little or no effect on proliferation nor on cell cycle progression. However, several protein markers of replicative stress, such as pATR, pATM, pChk1 and pRPA are induced three days after irradiation. Moreover, replication dynamics analysis revealed a diminished replication speed that has been reversed by antioxidants, suggesting that oxidative stress may contribute to replication defects. Finally, using ChIP-qPCR, we observed that the genes involved in RET/PTC1 translocation present more double-stranded breaks than RET/PTC-unrelated genes 3 days after irradiation. Hence, we propose that replicative stress is potentially involved in the etiology of RET/PTC-positive tumors. / HECHT, Fabio. The role of reactive oxygen species in thyroid radio-carcinogenesis. Rio de Janeiro, 2018. Doctoral thesis - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil and Université Paris-Saclay, Orsay, France, 2018.O câncer papilífero de tireoide é o tumor endócrino mais comum e corresponde a 2-3% de todos os cânceres humanos. As alterações genéticas mais relevantes relacionadas a esse tumor são mutações nos genes BRAF e RAS e translocações do gene RET, um proto-oncogene ativado em 15-20% dos tumores papilíferos. Essas translocações, conhecidas como RET/PTC, resultam da fusão de RET com diversos outros genes. A radiação ionizante é um importante fator de risco para a formação de RET/PTC, no entanto, o mecanismo molecular responsável por essa translocação radioinduzida ainda não foi elucidado. Nos últimos anos, nosso grupo demonstrou um papel crítico exercido pelas espécies reativas de oxigênio na formação de RET/PTC em células tireoidianas in vitro e também mostrou que a irradiação promove um estresse oxidativo persistente causado pelo aumento de expressão da NADPH Oxidase DUOX1, levando à dano ao DNA, mediando assim parte dos efeitos da radiação. No entanto, como o ROS leva à formação de RET/PTC ainda não é compreendido. Crianças possuem um risco significativamente mais alto de desenvolver tumores tireodianos após a irradiação, especialmente RET/PTC positivos, provavelmente em função da intensa proliferação das células tireodianas. Essa associação sugere que a replicação esteja envolvida na formação de RET/PTC. De fato, foi observado que a indução farmacológica de estresse replicativo pode estimular a formação in vitro de RET/PTC em células tireodianas. Portanto, para investigar se o estresse replicativo contribui com os efeitos da irradiação no longo prazo sobre o dano ao DNA e formação de RET/PTC, nós investigamos o papel da radiação sobre o estresse oxidativo e replicativo, além da dinâmica de replicação de linhagem de células tireodianas NTHY-ori 3.1. Nossos resultados confirmam que a irradiação desencadeia duas ondas de estresse oxidativo: primeiramente, um forte, mas transitório pico de espécies reativas de oxigênio é observado minutos após a irradiação, seguido por um novo e persistente pico que só é observado a partir de dois dias após a irradiação. Esses dois picos de estresse oxidativo resultam em dois picos de dano ao DNA. A irradiação causou pouco ou nenhum efeito na proliferação ou na progressão do ciclo celular. No entanto, vários marcadores de estresse replicativo foram observados três dias após a irradiação, como pATR, pATM, pChk1 e pRPA. Além disso, a análise da dinâmica de replicação mostrou uma diminuição na velocidade da replicação que foi revertida por antioxidantes, sugerindo que o estresse oxidativo contribui para distúrbios dos mecanismos replicativos. Por fim, utilizando ChIP-qPCR, nós observamos que os genes envolvidos na translocação RET/PTC possuem mais quebras duplas do que genes endógenos, dias após a irradiação. Portanto, propomos que o estresse replicativo está potencialmente envolvido na etiologia dos tumores RET/PTC positivos.

Problématique: Le virus du papillome humain (VPH) est présent dans près de 50% des cancers de l’oropharynx. Le potentiel oncogénique du VPH est encodé dans les oncoprotéines E6 et E7, qui agissent en modulant différents gènes, dont les gènes suppresseurs de tumeur p53 et pRb. Les cellules VPH positives démontrent une altération au niveau de la signalisation de la réponse aux dommages à l’ADN (RDA), un mécanisme de contrôle dans l’arrêt de la croissance des cellules ayant subit des dommages au niveau de leur ADN. Hypothèse et objectifs : Nous croyons que les défauts au niveau de la RDA des cancers VPH positifs peuvent être exploités afin de sensibiliser préférentiellement les cellules cancéreuses aux traitements de radiothérapie. Cette stratégie de recherche nécessite l’élaboration d’un modèle cellulaire de carcinogenèse isogénique pour le cancer de l’oropharynx que nous proposons de développer et de caractériser. L’étude vise à dériver des lignées isogéniques à partir de kératinocytes primaires et cellules épithéliales de l’oropharynx pour ensuite valider la carcinogenèse de notre modèle in vitro & in vivo Méthodologie : Des lignées cellulaires de kératinocytes primaires et de cellules épithéliales de l’oropharynx ont été successivement modifiées par transduction afin de présenter les mutations associées aux cancers de l’oropharynx induits par le VPH. Les cellules ont été modifiées avec des lentivirus codants pour la télomérase (hTERT), les oncogènes E6, E7 et RasV12. Afin de valider la cancérogenèse in vitro de notre modèle, des études d’invasion en matrigel et de croissance sans ancrage en agar mou ont été réalisées. Les populations cellulaires transformées ont été ensuite introduites dans des souris immunodéficientes afin d’évaluer leur tumorogénicité in vivo. Résultats : À partir des plasmides recombinés construits par méthodes de clonage traditionnelle et de recombinaison « Gateway », nous avons produit des lentivirus codants pour la télomérase humaine (hTERT), les oncogènes viraux E6 et E7 et l’oncogène Ras. Les kératinocytes primaires et cellules épithéliales de l’oropharynx ont été infectés successivement par transduction et sélectionnés. Nous avons validé l’expression de nos transgènes par méthode d’immunofluorescence, de Western Blot et de réaction de polymérisation en chaîne quantitative en temps réel (qRT-PCR). Nous avons établi trois lignées des cellules épithéliales de l’oropharynx (HNOE) à partir d’échantillons tissulaires prélevés lors d’amygdalectomie (HNOE42, HNO45, HNOE46). Les cellules transduites avec le lentivirus exprimant le promoteur fort CMV/TO de l’oncogène RasV12 ont présenté un changement morphologique compatible avec une sénescence prématurée induite par l’oncogène Ras. En exprimant des quantités plus faibles du RasV12 mutant, la lignée cellulaire HEKn hTERT-E6-E7 PGK RasV12 a réussi à échapper à la sénescence induite par l’oncogène Ras. La population cellulaire exprimant HEKn hTERT-E6-E7-PGK RasV12 a présenté un phénotype malin en culture et à l’étude d'invasion, mais n’a pas démontré de résultats positifs à l’étude de croissance sans ancrage en agar mou ni en xénogreffe en souris immunodéficientes. Conclusion : Nos résultats démontrent qu’en présence des oncogènes viraux E6 et E7, il y a un troisième mécanisme suppresseur de tumeur qui médie la sénescence induite par l’oncogène Ras. Nous avons identifié que la présence de E6 seule ne suffit pas à immortaliser les kératinocytes primaires humains (HEKn). Nous n’avons pas réussi à créer un modèle in vitro de carcinogenèse pour les cancers de l’oropharynx induits par le VPH. / Background: Human papillomavirus (HPV) is present in almost 50% of all oropharyngeal cancers. The oncogenic potential of HPV is encoded by the E6 and E7 oncoproteins, which act by modulating different genes, including tumour suppressor genes p53 and pRb. The process of inactivation of p53 and pRb is largely responsible for the genomic instability that contributes to malignant transformation of cells. HPV-positive cancer cells show an alteration in their DNA Damage Response (DDR) signalling pathway that allows them to inhibit key tumour suppressor genes and to ignore DNA damage signals. Hypothesis and objectives: We believe that these DDR defects can be exploited to preferentially sensitize cancerous cells to radiotherapy by using a defined cell culture model. We propose to characterize a defined cell culture model for HPV induced oropharyngeal cancer. Derive isogenic cell culture lines from primary skin keratinocytes and oropharyngeal epithelial cells. and to validate the carcinogenesis of our model in vitro and in vivo. Methods: We propose to use primary skin keratinocytes and oropharyngeal epithelial cells which will be sequentially modified by transduction using a Gateway Lentiviral System to present the mutations associated with HPV induced oropharyngeal cancer. The cells will be modified with lentivirus encoding the human telomerase (hTERT), E6, E7 and Ras oncogenes. To validate the in vitro carcinogenesis of our model, we will assess anchorage independent growth and invasiveness by means of soft agar medium and matrigel studies. To assess in vivo tumorigenicity, the transformed cell populations will be introduced into immunodeficient mice. Results: We constructed recombinant lentivector plasmids using traditional cloning and Gateway recombination methods. Using the constructed lentivectors, we generated lentiviruses encoding the catalytic subunit for human telomerase (hTERT), the E6 and E7 viral oncogenes and Ras oncogene. Primary keratinocytes and oropharyngeal epithelial cells were infected successively by transduction with the above-mentioned lentiviruses and then underwent selection. We validated the expression of our transgenes by methods of immunofluorescence, Western blot and real-time quantitative polymerase chain reaction (qRT-PCR). We have successfully established and kept in culture three lines of epithelial oropharyngeal cells (HNOE42, HNOE45, HNOE46) from tissue samples collected during tonsillectomy. Cells transduced with lentivirus expressing CMV/TO, a strong promoter for the RasV12 oncogene, showed morphological changes compatible with premature Ras oncogene induced senescence. Cell line HEKn hTERT-E6-E7 PGK RasV12 managed to escape Ras oncogene induced senescence by expressing lower amount of mutated RasV12. The HEKn hTERT-E6-E7-PGK RasV12 cell line presented a malignant phenotype in culture and on matrigel invasion assay. However, soft agar assay for anchorage independent cell growth and xenograft assay in immunodeficient mice were both negative for tumorigenicity. Conclusion: Our results demonstrate that in the presence of E6 and E7, a third tumor suppressor mechanism mediates Ras oncogene induced senescence. Furthermore, we have found that the presence of E6 alone is not sufficient to immortalize primary human keratinocytes (HEKn). We have not managed to create an in vitro carcinogenesis cell culture model for HPV induced oropharyngeal cancer.

Introduction : l’analyse histopathologique des pièces d’annexectomie prophylactique(pBSO) pour risque génétique (mutations BRCA) a pu révéler des anomalies cytologiques etarchitecturales interprétées comme potentiellement pré-cancéreuses et dénommées « dysplasieovarienne et tubaire ». Nous proposons d’étudier les aspects morphologiques,immunohistochimiques et moléculaires des dysplasies tubo-ovariennes.Matériels & Méthodes : l’analyse morphologique a été réalisée dans un premier grouped’annexectomies après stimulation de l’ovulation (protocole de Fécondation in vitro).L’évaluation morphologique et immunohistochimique (expression de Ki67, p53, Bcl2, PAX2et ALDH1) a par la suite concerné 111pBSO, 42 annexectomies exposées au Tamoxifène et116 témoins non cancéreux et spontanément fertiles (nBSO). Les analyses ont été réaliséespar deux pathologistes en aveugle. Les cellules épithéliales d’intérêt ovariennes et tubairesprovenant du groupe pBSO ont été microdisséquées par laser ; l’ADN extrait a été étudié parhybridation génomique comparative (CGH array). La longueur des télomères a été évaluéepar PCR quantitative en temps réel.Résultats : les scores moyens de dysplasie ovarienne et tubaire étaient significativement plusélevés dans les groupes stimulation de l’ovulation et génétique par rapport aux témoins. Seulle score de dysplasie tubaire était supérieur aux témoins pour le groupe Tamoxifène. Onretrouvait une surexpression de ALDH1 dans les groupes pBSO et tBSO alors que Ki67, p53,bcl2 et PAX2 étaient faiblement exprimés dans les groupes pBSO et tBSO. D’ailleurs,l’expression d’ALDH1 était faible dans l’épithélium non dysplasique, forte dans la dysplasieet constamment faible dans les carcinomes occultes. De subtiles altérations génomiques et desraccourcissements télomériques ont été mis en évidence au niveau des dysplasies génétiques.Conclusions : les scores élevés de dysplasie, la forte expression d’ALDH1 et les altérationsmoléculaires provenant du groupe à risque génétique pourraient supporter le conceptd’instabilité génétique. La dysplasie tubo-ovarienne pourrait être une étape importante etprécoce de la carcinogenèse ovarienne. Nos résultats suggèrent également qu’un certainnombre de cancers de l’ovaire pourrait avoir pour origine la trompe de Fallope. Le marqueurde cellules souches ALDH1 pourrait constituer une cible dans la prévention et le diagnosticprécoce des cancers de l’ovaire. / Background: Histopathological examination of material from prophylactic salpingooophorectomies(pBSO) performed in patients at genetic risk has revealed frequentabnormalities interpreted as possible pre-cancerous “ovarian and tubal dysplasia” lesions. Wesought to study the morphologic, immunohistochemical and molecular features in ovarian andtubal dysplasiaMaterials and methods : Morphologic analysis was evaluated in 37 oophorectomies afterovulation induction (iBSO). Morphologic features and immunohistochemical expressionpatterns of Ki-67, p53, Bcl2, PAX2 and ALDH1 (an enzyme significantly associated withearly-stage ovarian cancer) were evaluated in 111 pBSO, 42 salpingo-oophorectomiesexposed with Tamosifen (tBSO) and 116 normal salpingo-oophorectomies (nBSO).Representative slides from formalin-fixed, paraffin-embedded tissue blocks were read blindlyby two gynaecological pathologists. Tubal and ovarian epitheliums from normal anddysplastic tissues (from pBSO) were laser microdissected and studied by comparativegenomic hybridization (array CGH). Telomere length was performed using quantitative realtimePCR.Results: Mean ovarian and tubal dysplasia score were significantly higher in the ovulationinduction group and in the genetic risk group than in controls. Only tubal dysplasia score wassignificantly higher in the Tamoxifen group. Increased ALDH1 expression was observed inpBSO and tBSO compared with nBSO whereas expression patterns of Ki67, p53, bcl2 andPAX2 were low at moderate in pBSO and tBSO group. Interestingly, ALDH1 expression waslow in non dysplastic epithelium, high in dysplasia and constantly low in the carcinoma foundincidentally on pBSO. Subtle genomic alterations were found in the dysplastic ovarian andtubal epitheliums. Shortened telomeres were found in dysplastic tissues from pBSO.Conclusion: The increased dysplasia scores, the strong ALDH1 expression and the geneticalterations in ovaries and tubes from BRCA 1/2 carriers could support the genetic instabilityof dysplasia and might be consistent with progression towards neoplastic transformation andcould justify the use of the term “dysplasia”. Ovarian and tubal dysplasia may be a premalignant,non-invasive histopathological abnormalitie that could be an important step in11early ovarian neoplasia. Our results suggest that a greater percentage of ovarian cancers thanoriginally thought may actually have a fallopian origin with metastasis to the ovary. The stemcell marker ALDH1 activation in pBSO could be considered as a target for early diagnosisand prevention of ovarian cancers.

Introduction<p><p>Avec plus de 7000 cas diagnostiqués par an en Belgique, le cancer bronchique est l’un des cancers les plus fréquents chez l'homme. Son pronostic est très réservé, la survie à 5 ans tous stades confondus étant inférieure à 15 %. Ce faible taux de guérison s’explique en grande partie par le fait que le diagnostic se réalise généralement à un stade avancé de la maladie. Une méthode de détection précoce, l’endoscopie en autofluorescence, exploite des variations de la fluorescence bronchique sous l'effet d'un laser et permet ainsi de dévoiler des lésions précancéreuses invisibles en lumière blanche. Réalisée à l’Institut Jules Bordet depuis 1996, la photodétection nous a permis de constituer une banque de biopsies d’épithélium bronchique à tous les stades de la carcinogenèse bronchique, conservées initialement en blocs paraffinés et, depuis 2003, par congélation. <p><p>Hypothèse<p><p>Nous avons émis l’hypothèse que la compréhension de la genèse du carcinome épidermoïde bronchique par la caractérisation de l’évolution des anomalies moléculaires dans les lésions précancéreuses et cancéreuses de l'arbre bronchique nous permettrait d’identifier de nouvelles cibles de détection et éventuellement de chimioprévention pour le cancer bronchique. L'objectif de nos travaux a donc été de caractériser les modifications moléculaires successives et/ou cumulatives sous-jacentes à la transition entre les différents stades histologiques de la carcinogenèse épidermoïde bronchique (épithélium bronchique normal du fumeur, hyperplasie, métaplasie, dysplasies légère, modérée et sévère, CIS et les carcinomes invasifs). Différentes techniques complémentaires ont été successivement utilisées à cet effet :1) étude de l’expression protéique par immunohistochimie (IHC) et immunofluorescence (IF), 2) étude de l’expression des ARNs messagers par microdamiers, 3) étude de l’expression des microARNs par RT-PCR quantitative.<p><p>Travaux réalisés<p><p>Afin de sélectionner les protéines à étudier aux différents stades de la carcinogenèse épidermoïde bronchique, nous avons réalisé une étude méthodologique de la littérature chez les patients atteints de cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC). En effet, d’une part, la petite taille des biopsies bronchiques que nous projetions d’étudier et, d’autre part, le faible taux de découvertes de lésions de haut grade lors de la réalisation de bronchoscopies en fluorescence limitent le nombre d’analyses réalisables. Les revues systématiques de la littérature, intégrant une analyse méthodologique des études publiées et une méta-analyse de leur impact pronostique en terme de survie, ont permis de choisir une série de marqueurs sur base de leur intérêt potentiel grâce à la puissance apportée par l’agrégation de grands nombres de cas. <p><p>La mutation de KRAS identifiée par PCR constitue un facteur péjoratif pour la survie des patients atteints de CBNPC et plus spécifiquement des adénocarcinomes (ADC). Etant donné que notre projet est consacré à la genèse du carcinome épidermoïde bronchique (CEB), nous n’avons pas étudié ce facteur dans nos biopsies. <p><p>Par contre, les revues systématiques ont montré un impact en terme de survie dans les CBNPC, y compris dans les CEB, pour l’angiogenèse, des récepteurs de facteurs de croissance épithéliale (EGFR et c-erbB-2) et des marqueurs de la prolifération cellulaire (Ki-67). Nous avons donc étudié l’expression de ces protéines par IHC dans les lésions précurseurs de CEB et dans les CEB. L’expression de Ki-67 est augmentée aux stades de dysplasie sévère et de CIS par rapport à ceux de dysplasies légère et modérée. La mesure de l’expression de Ki-67 dans ces biopsies aide donc à les classifier en lésions de bas et de haut grade. L’étude de la corrélation de l’expression de plusieurs protéines (EGFR, c-erbB-2 et Ki-67) dans les mêmes lésions bronchiques a montré que la majorité des biopsies de haut grade (dysplasies sévères et CIS) expriment anormalement EGFR et/ou Ki-67. Par contre, l’homologue d’EGFR, c-erbB-2, n’apparaît que plus tardivement, dans les carcinomes invasifs. <p><p>Nous avons également caractérisé l’expression de protéines impliquées dans les voies de l'apoptose dans les lésions précurseurs de CEB. L’expression du facteur suppresseur de tumeurs p53 s’est avérée être un marqueur pronostique péjoratif important pour la survie des patients atteints de CNBPC et augmente dès les premières étapes de la tumorigenèse bronchique et même déjà dans l’épithélium morphologiquement normal du fumeur. L'altération de l'expression de p53 est donc un événement très précoce dans la genèse du CEB et la positivité de p53 augmente ensuite avec la sévérité des lésions. Dans le but de caractériser les voies de contrôle de p53 au cours de la carcinogenèse épidermoïde bronchique, nous avons analysé l'expression de 3 autres protéines, MDM2, p14arf et la nucléophosmine (NPM), dans une série de 200 biopsies. L’expression de MDM2, NPM et p14arf est respectivement altérée aux stades de dysplasie légère, modérée et sévère. Au stade de dysplasie sévère, l’expression de p14arf, inhibiteur de MDM2, peut soit disparaître, soit se concentrer dans les nucléoles. Tant la perte de p14arf que sa concentration dans les nucléoles sont associées à une augmentation de l’expression de MDM2. Nous avons également observé que la délocalisation de NPM depuis le nucléoplasme vers le nucléole est hautement corrélée à celle de p14arf. En IF, NPM et p14arf colocalisent dans le nucléoplasme dans les échantillons de bas grade ou dans les nucléoles dans les lésions de haut grade. Par contre, la protéine MDM2 n’est détectée dans les nucléoles quelles que soient les localisations de p14arf ou de NPM et quel que soit le stade. Ces données sont en faveur de l’hypothèse selon laquelle la localisation de p14arf dans les nucléoles empêcherait la formation des complexes p14arf–MDM2 et pourrait ainsi faciliter la carcinogenèse pulmonaire. Nos résultats suggèrent également que la présence de NPM dans le nucléoplasme pourrait jouer un rôle protecteur contre le dommage cellulaire et la transformation maligne tandis que sa délocalisation vers les nucléoles et ce, peut-être par la délocalisation de p14arf, favoriserait la carcinogenèse bronchique. Enfin, suite à la réalisation d’une méta-analyse montrant le rôle de la cyclooxygénase 2 (COX-2) en tant que facteur pronostique dans les CBNPC de stade précoce, l’expression de la protéine COX-2 a été analysée par IHC dans 106 biopsies. Cette étude montre que cette protéine s’accumule exclusivement à partir du stade de dysplasie sévère, permettant ainsi de séparer les lésions bronchiques de bas et de haut grade. Avec une haute valeur prédictive positive (100 %) et une bonne valeur prédictive négative (82,35 %), COX-2 apparaît donc comme un marqueur précoce potentiel à tester pour le dépistage du cancer bronchique.<p><p>En parallèle à ces travaux, nous avons collecté des biopsies fraîchement congelées aux différents stades de la carcinogenèse épidermoïde pour une analyse du transcriptome. La première étape a consisté à définir le profil d’expression génique par la technique des microdamiers. Après son extraction et sa rétrotranscription, l’ARN a été marqué et hybridé sur des lames commercialisées par Agilent Technologies. Au total, 122 échantillons, dont minimum 12 de chaque catégorie, ont été hybridés avec un contrôle commun (issu d’un mélange de biopsies bronchiques normales de non-fumeurs). Une analyse en composante principale a montré que la hiérarchie de la classification histologique était bien représentée par les profils d’expression génique des biospies aux différents stades. Quelle que soit la liste de gènes de départ sélectionnée pour réaliser le regroupement hiérarchisé, nous avons observé, de manière constante et robuste, une différence majeure de profil d’expression génique entre, d’une part, les tissus bronchiques les plus « normaux » (normal normofluorescent, histologiquement normal mais hypofluorescent et hyperplasie) et, d’autre part, toutes les autres catégories histologiques dites « anormales ou modifiées » à partir de la métaplasie jusqu’au carcinome invasif. Parmi les épithéliums bronchiques « modifiés », deux grands groupes se distinguent :d’un côté, les métaplasies et dysplasies légères, qui sont très souvent bénignes et réversibles pour la plupart, et de l’autre côté, les dysplasies sévères, les CIS et les carcinomes invasifs, lésions à risque beaucoup plus élevé d’évoluer vers un cancer ou déjà malignes. Les échantillons au stade de dysplasie modérée se classent tantôt dans le deuxième groupe avec les dysplasies légères tantôt dans le troisième avec les dysplasies sévères. Il semble donc que le stade histologique de la dysplasie modérée soit un groupe hétérogène n’ayant pas de réalité biologique et qu’il serait plus adéquat de les reclasser dans un des 2 autres groupes sur base des arguments moléculaires. Nous avons obtenu les listes de gènes dont l’expression varie de manière statistiquement significative entre les différentes étapes de la carcinogenèse épidermoïde bronchique. Par ailleurs, nous avons pu mettre en évidence un profil d’expression génique permettant de discriminer les lésions bronchiques de mauvais pronostic (dysplasies sévères ou plus) de celles de meilleur pronostic (tissu normal et anomalies morphologiques de bas grade). Les gènes qui constituent ce profil permettant d’identifier les lésions de mauvais pronostic sont des candidats pour la détection précoce du cancer bronchique. De plus, nos données de génomique confirment la surexpression de certains ARNs messagers correspondant à des protéines dont la surexpression a été rapportée dans les études d’IHC comme COX-2, MDM2, Ki-67, les cytokératines, les métallopeptidases, les cyclines. Par ailleurs, certaines protéines dont le rôle dans les cancers pulmonaires invasifs a déjà été décrit mais pas aux stades pré-invasifs, parmi lesquelles la protéine PTH-like, des protéines liées à TNF ou d’autres liées à IGF, E2F ou à Wnt, semblent impliquées aux stades précoces de la carcinogenèse épidermoïde bronchique. Enfin, de nouveaux acteurs possibles de ce processus ont été mis en évidence.<p><p>Nous avons également étudié l’évolution de l’expression des microARNs au cours de la carcinogenèse bronchique par des RT-PCR quantitatives (LDA) sur 60 des biopsies dont nous avons étudié le transcriptome (6 par catégorie) et en utilisant la classification en 3 groupes issue des analyses des microdamiers d’expression génique. Cette étude montre que plusieurs miARNs sont différentiellement exprimés durant la carcinogenèse bronchique. De plus, deux étapes successives et distinctes ont été mises en évidence pour l’évolution de l’expression des miARNs au cours de la carcinogenèse bronchique. Aux stades les plus précoces, correspondant à la progression de l’épithélium normal du non-fumeur vers l’épithélium histologiquement normal du fumeur et l’hyperplasie jusqu’au groupe des anomalies morphologiques relativement bénignes (métaplasie, dysplasies légère et modérée), on observe une réduction significative de l’expression de la grande majorité des miARNs. Aux stades plus tardifs de la carcinogenèse (dysplasie sévère, CIS et CEB), même si 74 % des miARNs altérés restent encore régulés négativement par rapport à leur niveau d’expression dans l’épithélium normal du non-fumeur, la proportion de miARNs dont l’expression est augmentée (43 %) s’accroît par rapport à leur niveau d’expression dans les stades qui les précèdent (métaplasie, dysplasies légère et modérée). En outre, lorsque l’on compare ce dernier groupe à celui des lésions plus sévères (dysplasie sévère et CIS), qui progressent fréquemment vers des carcinomes invasifs, 80 % des miARNs augmentent leur niveau d’expression. Par ailleurs, l’expression de certains microARNs évolue de manière linéaire. En particulier, l’expression de miR 34c, cible transcriptionnelle de p53, et celle de miR 15a, inhibiteur de Bcl2, diminuent progressivement entre les différents stades à partir du tissu bronchique normal du non-fumeur jusqu’au CEB. Enfin, les profils d’expression des miARNs permettent de prédire avec précision la classification histologique non seulement entre les lésions de bas grade (métaplasie, dysplasies légère et modérée) et de haut grade (dysplasie sévère et CIS) mais également entre les CIS et les carcinomes invasifs. Les miARNs qui constituent ces signatures sont donc des candidats potentiels pour la détection précoce du cancer bronchique.<p><p>Conclusions<p><p>Nos travaux montrent que les anomalies moléculaires apparaissent aux stades les plus précoces de la transformation maligne de l’épithélium bronchique. L’expression protéique des marqueurs étudiés -p53, MDM2, p14arf, NPM, Ki-67, COX-2, c-erbB-2, et EGFR- permet d’affiner la classification des lésions bronchiques précancéreuses et de mieux comprendre les voies de la carcinogenèse précoce. Les profils d'expression des gènes et des microARNs apportent une approche originale des étapes successives du processus de carcinogenèse épidermoïde bronchique et ont mis en évidence des signatures permettant de discriminer les lésions qui sont à très haut risque de progression vers un cancer invasif ou qui sont déjà néoplasiques de celles de meilleur pronostic. Les marqueurs qui constituent ces profils sont des candidats potentiels pour la détection précoce du cancer bronchique.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’H2O2, produit en grande quantité dans la thyroïde, est depuis longtemps suspecté de jouer un rôle dans la pathogenèse des nodules et des cancers thyroïdiens. En effet, dans une situation pathologique où la production d'H2O2 serait excessive ou lors d’un défaut de protection par les enzymes de détoxification, l’H2O2 pourrait devenir toxique. In vitro, des quantités modérées d’H2O2 sont capables de provoquer des dégâts à l'ADN similaires à ceux induits par une irradiation de 1 Gy et peuvent même provoquer des réarrangements RET/PTC trouvés dans la plupart des carcinomes papillaires de la thyroïde. <p>La première partie de ce travail visait à mieux comprendre les mécanismes de protections qui pourraient être impliqués dans la défense contre les effets néfastes de l’H2O2 ainsi que le rôle de l’H2O2 dans la cancérogenèse thyroïdienne. Nous avons utilisé des cultures primaires de thyrocytes humains et nous les avons comparées à des lignées cellulaires de diverses origines ainsi qu’à des cultures primaires de lymphocytes T. Les résultats obtenus après traitement à l’H2O2 ont été comparés à ceux obtenus après irradiation, agent carcinogène connu. <p>Nous avons montré, grâce à une méthode fluorimétrique, que le thyrocyte était capable de dégrader de façon très efficace l’H2O2.<p>L’utilisation de L-buthionine-sulfoximine (BSO), un agent qui déplète la cellule en glutathion, a conduit à un abaissement du seuil d’observation des cassures de l’ADN (test des comètes) induites par l’H2O2 dans le thyrocyte ;ce qui suggère que la glutathion peroxydase (GPx) est impliquée dans la protection des thyrocytes en réponse à une agression par l’H2O2. Ceci a été confirmé par une augmentation de l'activité enzymatique de la GPx dans le thyrocyte une heure après une exposition à de l’H2O2 et pas après irradiation. <p>Une augmentation de l’expression de l’Hème oxygénase 1 (HMOX1) a été confirmée par RT-qPCR dans le thyrocyte après un traitement à l’H2O2. Ces résultats concordaient avec les résultats précédemment obtenus par microarray. <p>Les cinétiques de réparation de l'ADN ont montré que les dégâts à l'ADN étaient réparés plus lentement quand ils étaient provoqués par l’H2O2 que par l’irradiation. Les lymphocytes T sont incapables de réparer les dommages causés à l'ADN par l’H2O2. <p>Un pré-traitement des thyrocytes avec de l’H2O2 ralentit la réparation des dégâts à l’ADN induits par l’irradiation ce qui suggère une inhibition des enzymes de réparation en cas de stress oxydant. <p>La deuxième partie du travail a consisté à étudier la réaction de Fenton dans la thyroïde. En effet, un excès de fer libre a été suspecté d’être un facteur favorisant dans la génération de divers cancers dont le cancer thyroïdien. En présence d’H2O2, un excès de fer libre entraine la génération de radicaux hydroxyl, hautement réactifs (réaction de Fenton). <p>Nous avons mesuré les dégâts à l’ADN des thyrocytes pré-incubés avec des concentrations de FeSO4 compatibles avec la survie et traités avec l’H2O2. Une augmentation des dégâts à l’ADN et un ralentissement de leur réparation ont été observés dans les cellules. Les dégâts induits par l’irradiation n’étaient pas influencés par la présence de FeSO4. <p>Enfin, la troisième et dernière partie du travail a consisté à étudier les effets d’une irradiation causée par l’iode131 (I131) et de les comparer à ceux produits par une irradiation γ sur des thyrocytes humains en culture primaire ainsi que sur des lignées thyroïdiennes de rats (FRTL5 et PCCl3). L’irradiation par l’I131 produit moins de dégâts à l’ADN sur le thyrocyte, par le test des comètes, qu’une irradiation γ (Cs137) à doses irradiantes absorbées équivalentes. Un effet dose-réponse de l’irradiation par I’131 sur les lignées cellulaires (FRTL5 et PCCl3) est observé avec des activités radioactives faibles et des temps d’incubation courts.<p>En conclusion, le thyrocyte a développé plusieurs mécanismes de protection efficaces contre le stress oxydant, en particulier contre l’H2O2. Une augmentation du stress oxydant suite à un excès d’H2O2, de fer libre ou d’un défaut d’un des mécanismes de protection pourrait favoriser l'apparition de cancers sporadiques de la thyroïde.<p><p><p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les virus sont utilisés depuis longtemps dans la recherche sur le cancer et ont grandement contribué à l’avancement des connaissances de même qu’à l’établissement de préceptes importants encore valables aujourd’hui dans le domaine. L’un des défis actuels est de mieux définir les étapes menant à la transition d’une cellule normale à une cellule transformée et c’est sur cette problématique que nous nous sommes penchés. Pour ce faire, nous avons tiré profit de l’utilisation de l’antigène grand-T du virus de polyome (PyLT), un virus capable d’induire des tumeurs chez les rongeurs. Cet oncogène viral à lui seul possède des propriétés intéressantes qui suggèrent que, en plus de l’immortalisation, il peut également contribuer aux événements précoces de la carcinogénèse. Ceci repose principalement sur la capacité de PyLT à induire des tumeurs en souris transgéniques et ce, avec une certaine latence ce qui suggère que des événements supplémentaires sont nécessaires. Ainsi, l’utilisation de PyLT dans un modèle de culture cellulaire permet de disséquer les changements qui lui sont attribuables. Dans un premier temps, l’établissement du profil d'expression génique associé à l'expression de PyLT dans un modèle murin nous a permis de sélectionner un bon nombre de gènes, parmi lesquels figurait Necdin. Nous avons choisi d’étudier Necdin plus en détail puisque peu d’attention était accordée à cette protéine dans le domaine du cancer, malgré que différentes données de la littérature lui suggèrent à la fois des fonctions suppresseurs de tumeur et oncogéniques. Nous avons démontré que, malgré sa fonction proposée de suppresseur de croissance, l’expression de Necdin n’est pas incompatible avec la prolifération dans la lignée cellulaire de souris NIH 3T3 et les cellules primaires humaines (IMR90), bien que l’inhibition de son expression par shARN confère un avantage prolifératif. Nous avons confirmé que Necdin est un gène cible de p53 induit par différents agents génotoxiques, toutefois son expression peut également être régulée de façon p53-indépendante. De plus, Necdin agit négativement sur l’arrêt du cycle cellulaire en réponse à l’activation de p53. Ceci suggère que Necdin est impliqué dans une boucle de régulation négative de la voie de p53 et que l’augmentation anormale de l’expression de Necdin pourrait contribuer à la perturbation la voie du suppresseur de tumeur p53. L’activation de p53 permet l’arrêt transitoire du cycle cellulaire en condition de stress, mais est aussi impliquée dans l’établissement d’un arrêt permanent nommé sénescence. La sénescence est un mécanisme de protection contre l’accumulation de mutations qui peut contribuer à l’initiation du cancer. Vu l’intéressante implication de Necdin dans la régulation de l’activité de p53, nous avons transposé les connaissances acquises du modèle murin à un modèle humain, plus adapté pour l’étude de la sénescence. La caractérisation de l’expression de Necdin dans des fibroblastes primaires humains à différents passages montre que les jeunes cellules en prolifération active expriment Necdin et que son niveau diminue avec l’établissement de la sénescence réplicative. Le même phénomène est observé lors de la sénescence prématurée provoquée par l’expression d’un oncogène et par l’exposition aux radiations ionisantes. De plus, dans des conditions normales de prolifération, la modulation de Necdin par des essais de gain et de perte de fonction n’affecte pas la durée de vie des cellules primaires. Toutefois, en condition de stress génotoxique dû à l’exposition aux irradiations, les cellules surexprimant Necdin présentent une radiorésistance accrue de la même façon que lorsque p53 est inactivé directement. Ce résultat en cellules humaines vient appuyer l’effet observé dans les cellules de souris sur l’impact qu’aura le niveau de Necdin sur la réponse de p53 en condition de stress. Un bref survol a été fait pour aborder de quelle façon nos résultats en culture cellulaire pouvaient se traduire dans des modèles de cancer chez l’humain. Nous avons caractérisé l’expression de Necdin dans deux types différents de cancer. D’abord, dans le cancer de l’ovaire, le niveau élevé de Necdin dans les tumeurs à faible potentiel de malignité (LMP) en comparaison aux cancers agressifs de l’ovaire de type séreux suggère que l’expression de Necdin se limite aux cellules de cancer LMP, qui présente généralement un p53 de type sauvage. Son expression est aussi retrouvée dans deux lignées cellulaires du cancer de l’ovaire non-tumorigéniques en xénogreffe de souris, dont l’une possède un p53 fonctionnel. De plus, la caractérisation de Necdin dans les lignées cellulaires du cancer de la prostate suggère une relation entre son expression et la présence de p53 fonctionnel. Dans le cancer de la prostate, tout comme pour le cancer de l’ovaire, Necdin semble être présent dans les lignées représentant un stade moins avancé de la maladie. L’utilisation de l’oncoprotéine virale PyLT nous a permis de révéler des propriétés intéressantes de Necdin. Nous proposons que dans certains contextes, l’expression constitutive de Necdin pourrait contribuer au cancer en retardant une réponse par p53 appropriée et possiblement en participant à l’augmentation de l’instabilité génomique. La fonction potentiellement oncogénique de Necdin quant à sa relation avec p53 que nous avons révélée requiert davantage d’investigation et les cancers caractérisés ici pourraient constituer de bons modèles à cette fin. / Viruses have been used extensively in cancer research and have contributed greatly to the advancement of knowledge as well as to the establishment of important concepts still valid in the field today. Currently, one of the challenges in cancer research is to better define the individual steps that contribute to the transition of a normal cell to a transformed cell. To address this important issue, we characterized a model system based on the expression of polyomavirus large-T antigen (PyLT), derived from a virus capable of inducing tumors in rodents. Importantly, PyLT is able to induce tumors in transgenic mice, although only after a latent period, suggesting that additional transforming events are necessary. Hence, the PyLT viral oncogene possesses several interesting properties, which suggest that, beside its role in immortalization, PyLT can contribute to the early events of carcinogenesis. Here, we used a cell culture model to dissect the early changes associated with the presence of PyLT. The establishment of a gene expression profile associated with PyLT expression in a mouse cell line model allowed us to select a number of genes whose levels were modulated by the presence of this viral oncogene. Among candidate genes, we chose to further study Necdin in more details because even if only a limited number of reports existed for this protein, there was evidence suggesting that Necdin displays either tumor suppressor or oncogenic functions within different contexts. We demonstrated that, despite the proposed growth suppressor function of Necdin, its expression was not incompatible with the proliferation in the mouse NIH 3T3 cell line and in human IMR90 primary cells. Nonetheless, the inhibition of Necdin expression by shRNA confered a proliferative advantage. We confirmed that Necdin was a p53 target gene inducible by different genotoxic stresses, although its expression was also regulated in a p53-independent manner. Moreover, Necdin acted negatively on cell cycle arrest in response to p53 activation. These results suggest that Necdin is involved in a negative feedback loop of the p53 pathway and that abnormal elevation of Necdin expression could contribute to the disruption of the p53 tumor suppressor pathway. p53 activation allows transitory cell cycle arrest under stress conditions and it is also involved in the establishment of a permanent growth arrest called senescence. Senescence represents a protective mechanism preventing the accumulation of mutations that could contribute to cancer initiation. As our research supports a role for Necdin in the regulation of p53 activity, we transposed the knowledge acquired from our mouse model to a human model more suitable to study senescence. The characterization of Necdin expression in human primary fibroblasts at different passages revealed that Necdin was expressed in actively proliferating young cells and its expression decreased gradually during the establishment of replicative senescence. The same phenomenon was observed during premature senescence induced by both oncogene expression and ionizing radiation exposure. Moreover, in normal growth conditions, Necdin modulation by gain- and loss-of-function assays did not affect the life span of primary cells. However, in a genotoxic stress conditions caused by irradiation, Necdin overexpressing cells presented an increase radioresistance comparable to when p53 was directly inactivated. These results in human cells supports the effect observed in mouse cells relative to the impact of Necdin levels on a p53 response under stress conditions. We initiated preliminary experiments to address whether our results in cell culture could be translated to human cancer models. We characterized Necdin expression in two types of human cancers. First, in ovarian cancer, we observed elevated levels of Necdin expression in low malignant potential serous ovarian cancers (LMP) when compared to aggressive serous ovarian cancers. Our results suggest that Necdin expression was limited to LMPs, which usually present a wild type p53 gene. Necdin expression was also found in two ovarian cancer cell lines, which were both non-tumorigenic in a mouse xenograft assay, and interestingly one of the cell line had a functional p53. Moreover, the characterization of Necdin expression in four prostate cancer cell lines also suggested a relationship between its expression and the presence of functional p53. In prostate cancer, as in ovarian cancer, Necdin expression seems to be detected in cell lines representing less aggressive forms of the disease. The use of the PyLT viral oncoprotein allowed us to reveal interesting properties for Necdin. We propose that, in some contexts, the constitutive expression of Necdin could contribute to cancer promotion by delaying appropriate p53 responses and possibly promoting genomic instability. The potential oncogenic function of Necdin, and its relationship with p53 as revealed by the research described in this dissertation, requires more investigation. Preliminary results suggest that human ovarian and prostate cancers could be good models to address the role of Necdin in carcinogenesis.

Les virus sont utilisés depuis longtemps dans la recherche sur le cancer et ont grandement contribué à l’avancement des connaissances de même qu’à l’établissement de préceptes importants encore valables aujourd’hui dans le domaine. L’un des défis actuels est de mieux définir les étapes menant à la transition d’une cellule normale à une cellule transformée et c’est sur cette problématique que nous nous sommes penchés. Pour ce faire, nous avons tiré profit de l’utilisation de l’antigène grand-T du virus de polyome (PyLT), un virus capable d’induire des tumeurs chez les rongeurs. Cet oncogène viral à lui seul possède des propriétés intéressantes qui suggèrent que, en plus de l’immortalisation, il peut également contribuer aux événements précoces de la carcinogénèse. Ceci repose principalement sur la capacité de PyLT à induire des tumeurs en souris transgéniques et ce, avec une certaine latence ce qui suggère que des événements supplémentaires sont nécessaires. Ainsi, l’utilisation de PyLT dans un modèle de culture cellulaire permet de disséquer les changements qui lui sont attribuables. Dans un premier temps, l’établissement du profil d'expression génique associé à l'expression de PyLT dans un modèle murin nous a permis de sélectionner un bon nombre de gènes, parmi lesquels figurait Necdin. Nous avons choisi d’étudier Necdin plus en détail puisque peu d’attention était accordée à cette protéine dans le domaine du cancer, malgré que différentes données de la littérature lui suggèrent à la fois des fonctions suppresseurs de tumeur et oncogéniques. Nous avons démontré que, malgré sa fonction proposée de suppresseur de croissance, l’expression de Necdin n’est pas incompatible avec la prolifération dans la lignée cellulaire de souris NIH 3T3 et les cellules primaires humaines (IMR90), bien que l’inhibition de son expression par shARN confère un avantage prolifératif. Nous avons confirmé que Necdin est un gène cible de p53 induit par différents agents génotoxiques, toutefois son expression peut également être régulée de façon p53-indépendante. De plus, Necdin agit négativement sur l’arrêt du cycle cellulaire en réponse à l’activation de p53. Ceci suggère que Necdin est impliqué dans une boucle de régulation négative de la voie de p53 et que l’augmentation anormale de l’expression de Necdin pourrait contribuer à la perturbation la voie du suppresseur de tumeur p53. L’activation de p53 permet l’arrêt transitoire du cycle cellulaire en condition de stress, mais est aussi impliquée dans l’établissement d’un arrêt permanent nommé sénescence. La sénescence est un mécanisme de protection contre l’accumulation de mutations qui peut contribuer à l’initiation du cancer. Vu l’intéressante implication de Necdin dans la régulation de l’activité de p53, nous avons transposé les connaissances acquises du modèle murin à un modèle humain, plus adapté pour l’étude de la sénescence. La caractérisation de l’expression de Necdin dans des fibroblastes primaires humains à différents passages montre que les jeunes cellules en prolifération active expriment Necdin et que son niveau diminue avec l’établissement de la sénescence réplicative. Le même phénomène est observé lors de la sénescence prématurée provoquée par l’expression d’un oncogène et par l’exposition aux radiations ionisantes. De plus, dans des conditions normales de prolifération, la modulation de Necdin par des essais de gain et de perte de fonction n’affecte pas la durée de vie des cellules primaires. Toutefois, en condition de stress génotoxique dû à l’exposition aux irradiations, les cellules surexprimant Necdin présentent une radiorésistance accrue de la même façon que lorsque p53 est inactivé directement. Ce résultat en cellules humaines vient appuyer l’effet observé dans les cellules de souris sur l’impact qu’aura le niveau de Necdin sur la réponse de p53 en condition de stress. Un bref survol a été fait pour aborder de quelle façon nos résultats en culture cellulaire pouvaient se traduire dans des modèles de cancer chez l’humain. Nous avons caractérisé l’expression de Necdin dans deux types différents de cancer. D’abord, dans le cancer de l’ovaire, le niveau élevé de Necdin dans les tumeurs à faible potentiel de malignité (LMP) en comparaison aux cancers agressifs de l’ovaire de type séreux suggère que l’expression de Necdin se limite aux cellules de cancer LMP, qui présente généralement un p53 de type sauvage. Son expression est aussi retrouvée dans deux lignées cellulaires du cancer de l’ovaire non-tumorigéniques en xénogreffe de souris, dont l’une possède un p53 fonctionnel. De plus, la caractérisation de Necdin dans les lignées cellulaires du cancer de la prostate suggère une relation entre son expression et la présence de p53 fonctionnel. Dans le cancer de la prostate, tout comme pour le cancer de l’ovaire, Necdin semble être présent dans les lignées représentant un stade moins avancé de la maladie. L’utilisation de l’oncoprotéine virale PyLT nous a permis de révéler des propriétés intéressantes de Necdin. Nous proposons que dans certains contextes, l’expression constitutive de Necdin pourrait contribuer au cancer en retardant une réponse par p53 appropriée et possiblement en participant à l’augmentation de l’instabilité génomique. La fonction potentiellement oncogénique de Necdin quant à sa relation avec p53 que nous avons révélée requiert davantage d’investigation et les cancers caractérisés ici pourraient constituer de bons modèles à cette fin. / Viruses have been used extensively in cancer research and have contributed greatly to the advancement of knowledge as well as to the establishment of important concepts still valid in the field today. Currently, one of the challenges in cancer research is to better define the individual steps that contribute to the transition of a normal cell to a transformed cell. To address this important issue, we characterized a model system based on the expression of polyomavirus large-T antigen (PyLT), derived from a virus capable of inducing tumors in rodents. Importantly, PyLT is able to induce tumors in transgenic mice, although only after a latent period, suggesting that additional transforming events are necessary. Hence, the PyLT viral oncogene possesses several interesting properties, which suggest that, beside its role in immortalization, PyLT can contribute to the early events of carcinogenesis. Here, we used a cell culture model to dissect the early changes associated with the presence of PyLT. The establishment of a gene expression profile associated with PyLT expression in a mouse cell line model allowed us to select a number of genes whose levels were modulated by the presence of this viral oncogene. Among candidate genes, we chose to further study Necdin in more details because even if only a limited number of reports existed for this protein, there was evidence suggesting that Necdin displays either tumor suppressor or oncogenic functions within different contexts. We demonstrated that, despite the proposed growth suppressor function of Necdin, its expression was not incompatible with the proliferation in the mouse NIH 3T3 cell line and in human IMR90 primary cells. Nonetheless, the inhibition of Necdin expression by shRNA confered a proliferative advantage. We confirmed that Necdin was a p53 target gene inducible by different genotoxic stresses, although its expression was also regulated in a p53-independent manner. Moreover, Necdin acted negatively on cell cycle arrest in response to p53 activation. These results suggest that Necdin is involved in a negative feedback loop of the p53 pathway and that abnormal elevation of Necdin expression could contribute to the disruption of the p53 tumor suppressor pathway. p53 activation allows transitory cell cycle arrest under stress conditions and it is also involved in the establishment of a permanent growth arrest called senescence. Senescence represents a protective mechanism preventing the accumulation of mutations that could contribute to cancer initiation. As our research supports a role for Necdin in the regulation of p53 activity, we transposed the knowledge acquired from our mouse model to a human model more suitable to study senescence. The characterization of Necdin expression in human primary fibroblasts at different passages revealed that Necdin was expressed in actively proliferating young cells and its expression decreased gradually during the establishment of replicative senescence. The same phenomenon was observed during premature senescence induced by both oncogene expression and ionizing radiation exposure. Moreover, in normal growth conditions, Necdin modulation by gain- and loss-of-function assays did not affect the life span of primary cells. However, in a genotoxic stress conditions caused by irradiation, Necdin overexpressing cells presented an increase radioresistance comparable to when p53 was directly inactivated. These results in human cells supports the effect observed in mouse cells relative to the impact of Necdin levels on a p53 response under stress conditions. We initiated preliminary experiments to address whether our results in cell culture could be translated to human cancer models. We characterized Necdin expression in two types of human cancers. First, in ovarian cancer, we observed elevated levels of Necdin expression in low malignant potential serous ovarian cancers (LMP) when compared to aggressive serous ovarian cancers. Our results suggest that Necdin expression was limited to LMPs, which usually present a wild type p53 gene. Necdin expression was also found in two ovarian cancer cell lines, which were both non-tumorigenic in a mouse xenograft assay, and interestingly one of the cell line had a functional p53. Moreover, the characterization of Necdin expression in four prostate cancer cell lines also suggested a relationship between its expression and the presence of functional p53. In prostate cancer, as in ovarian cancer, Necdin expression seems to be detected in cell lines representing less aggressive forms of the disease. The use of the PyLT viral oncoprotein allowed us to reveal interesting properties for Necdin. We propose that, in some contexts, the constitutive expression of Necdin could contribute to cancer promotion by delaying appropriate p53 responses and possibly promoting genomic instability. The potential oncogenic function of Necdin, and its relationship with p53 as revealed by the research described in this dissertation, requires more investigation. Preliminary results suggest that human ovarian and prostate cancers could be good models to address the role of Necdin in carcinogenesis.

Dans un premier temps, nous avons réalisé des revues systématiques de la littérature avec méta-analyses des données de survie. Ceci nous a conduits à sélectionner 4 marqueurs de mauvais pronostic pour la survie des CBNPC: le récepteur au facteur de croissance épidermique (EGF-R), un autre récepteur de cette famille (c-erbB-2) ainsi que deux autres facteurs potentiellement témoins de leur activité, Ki-67 (impliqué dans la prolifération) et le nombre des micro-vaisseaux (témoins de la néoangiogenèse).<p>Dans une deuxième phase, nous avons étudié au laboratoire diverses questions sur des tumeurs bronchiques invasives.<p>Premièrement, nous avons investigué le mécanisme de surexpression d’EGF-R et de c-erbB-2 et évalué si des anomalies génétiques pouvaient prédire cette surexpression, en recourant à des techniques d’immunohistochimie et de FISH. Ceci nous a permis d’observer que, si la majorité des CBNPC réséqués présentent des anomalies génétiques d’EGF-R et/ou de c-erbB-2, une amplification de ces gènes n’est présente que dans une minorité d’entre eux et n’est pas strictement corrélée à l’expression protéique. D’autre part, la survie de ces patients exprimant ou ayant une anomalie génique d’EGF-R et/ou c-erbB-2 est plus courte sans atteindre le seuil de signification statistique.<p>Deuxièmement, nous avons recherché sur des tumeurs opérées d’éventuels liens entre les expressions d’EGF-R, de c-erbB-2 et de Ki-67. Aucune corrélation n’a été mise en évidence entre l’expression de ces 3 facteurs. Par contre, chez ces patients, l’expression de Ki-67 dans la tumeur s’est avérée être un facteur de mauvais pronostic pour la survie.<p>Troisièmement, nous avons voulu savoir si un de ces marqueurs (EGF-R) présentait une valeur pronostique dans un groupe plus restreint de tumeurs plus avancées, les CBNPC de stade III. Pour mener cette recherche sur des biopsies, nous avons d’abord démontré que l’évaluation des marqueurs biologiques (EGF-R, c-erbB-2 et Ki-67) sur biopsie ne différait pas de celle réalisée sur des tumeurs réséquées. Comme les résultats étaient équivalents, nous avons pu étudier EGF-R sur les biopsies de CBNPC au stade III et montrer qu’EGF-R n’était pas un facteur pronostique pour la survie dans ce groupe assez homogène de tumeurs avancées.<p>Dans la dernière phase, nous avons étudié des lésions représentatives des différents stades prénéoplasiques et néoplasiques précoces radiooccultes. Ces lésions ont été prélevées lors d’examens endoscopiques de photodétection. EGF-R, c-erbB-2, Ki-67 et le nombre des micro-vaisseaux ont été étudiés par immunohistochimie dans ces différents stades de lésions prénéoplasiques et néoplasiques précoces. Nous avons observé qu’EGF-R et Ki-67 sont statistiquement plus exprimés dans les dysplasies sévères et les carcinomes in que dans les dysplasies légères suggérant que, au moins pour ces 2 marqueurs, les dysplasies sévères se rapprochent plus des carcinomes in situ que des dysplasies légères. Alors que l’expression d’EGF-R est présente dès le stade de dysplasie sévère, une augmentation du nombre des micro-vaisseaux n’est présente qu’au stade de tumeurs micro-invasives. C-erbB-2 n’est quant à lui pas exprimé dans ces lésions bronchiques prénéoplasiques et néoplasiques précoces. <p>En conclusion, les facteurs biologiques, EGF-R, c-erbB-2 et Ki-67 et le nombre des micro-vaisseaux s’avèrent des facteurs de mauvais pronostic dans le CBNPC. La surexpression d’EGF-R et de c-erbB-2 dans les cancers réséqués résulte très rarement d’une amplification génique et nous n’avons pas trouvé dans ces tumeurs de corrélation entre l’expression des marqueurs moléculaires étudiés. Dans les tumeurs plus avancées de stade III, EGF-R n’est pas un facteur discriminant pour le pronostic. Les anomalies de certains de ces marqueurs (EGF-R et Ki-67) apparaissent précocement, dès les stades prénéoplasiques, avec un seuil se situant entre les lésions bronchiques de bas et de haut grades. La néoangiogénèse, évaluée par le nombre des micro-vaisseaux, s’observe à partir des cancers micro-invasifs tandis que c-erbB-2 n’apparaît qu’au stade invasif. Dans la séquence d’apparition des anomalies génétiques conduisant au cancer invasif, l’atteinte d’EGF-R précède la néoangiogénèse.<p> / Doctorat en sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished