Dans l'imagerie moléculaire par ultrasons, des microbulles sont fonctionnalisées avec des ligands. Après injection intraveineuse, ces microbulles ciblées s'accrochent aux marqueurs présents sur l'endothélium tumoral et permettent une détection non-invasive. Dans cette thèse, l'imagerie moléculaire par ultrasons a été développée pour la détection de la nétrine-1, qui est surexprimée dans 70% des cancers du sein et promeut la survie cellulaire. Une nouvelle thérapie moléculaire interférant avec la nétrine-1 a été développée et nécessite l'identification des patientes qui pourront bénéficier de ce traitement. Avec l'imagerie moléculaire de la nétrine-1, il a été possible de discriminer les tumeurs positives pour la nétrine-1 des tumeurs négatives. Par sa capacité à détecter de manière spécifique la nétrine-1 présentée sur l'endothélium des tumeurs, cette technique d'imagerie pourrait donc devenir un test d'accompagnement pour la thérapie d'interférence de la nétrine-1 chez les patientes atteintes de cancer du sein.La destruction ciblée des microbulles par ultrasons induit la cavitation et la sonoporation qui perméabilisent le tissu et facilite la délivrance locale de médicaments. De plus, cette destruction ciblée peut induire l'infiltration de cellules immunitaires et la libération d'antigènes tumoraux, déclenchant une réponse immunitaire anti-tumorale. Dans cette thèse, nous avons quantifié l'activation de la réponse immunitaire dans le carcinome hépatocellulaire, suivant la délivrance de nanoparticules chargés en microARN-122 et anti-microARN-21. Dans les nœuds lymphocytaires tumoraux, une baisse d'expression des cytokines pro-tumorales et une augmentation d'expression des cytokines anti-tumorales ont été observées, suggérant une réponse thérapeutique positive. L'approche thérapeutique de destruction ciblée des microbulles par ultrasons pour la délivrance de micro-ARN s'avère donc être un outil immuno-modulatoire puissant / Ultrasound molecular imaging uses microbubbles as ultrasound contrast agents which are functionalized with targeting ligands. Upon intravenous injection, targeted microbubbles bind to molecular markers presented on the tumor endothelium and enable the non-invasive assessment cancer-related biomarkers. In the present thesis, ultrasound molecular imaging was developed for detection of netrin-1, which is upregulated in 70% of metastatic breast cancer and promotes cell survival. A newly developed netrin-1 interference therapy requires the identification of patients who overexpress the target protein and, could benefit from anti-netrin-1 therapy. In vivo imaging of netrin-1 showed a significantly increased imaging signal in netrin-1-positive breast tumors compared to netrin-1-negative breast tumors and normal mammary glands. The results suggest that ultrasound molecular imaging allows accurate detection of netrin-1 on the endothelium of netrin-1-positive tumors and has the potential to become a companion diagnostic for netrin-1 interference therapy in breast cancer patients.Ultrasound-targeted microbubble destruction triggers cavitation and sonoporation thereby permeabilizing the tissue and facilitating local drug delivery. Further, immune cell infiltration and tumor antigen release are induced and trigger anti-tumor immune responses. In the present thesis, ultrasound-targeted microbubble destruction-mediated delivery of anti-cancer microRNA-122 and anti-microRNA-21 is studied for immune response activation in hepatocellular carcinoma, in which the immune microenvironment is deregulated. Tumor lymph nodes showed pro-tumor cytokine downregulation and anti-tumor cytokine upregulation, suggesting an overall positive therapy response with regard to the tumor immunology. The results identified ultrasound-targeted microbubble destruction-mediated miRNA delivery as a potent immuno-modulatory therapeutic approach

Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) permettent la destruction de tissus biologiques par élévation de la température. Cette technique reconnue est utilisée actuellement dans le monde médical afin de traiter certaines masses tumorales. Le projet décrit dans ce document détaille la mise au point et l'utilisation de deux systèmes thérapeutiques indépendants, ayant pour objectif principal le traitement peropératoire puis extracorporel des tumeurs hépatiques. Dans un premier temps, un système chirurgical existant, destiné au traitement des métastases hépatiques et en cours d'évaluation clinique, a été utilisé. La mise en place d'une modalité de traitement par focalisation électronique a permis d'augmenter le volume de coagulation initial et ainsi faciliter la procédure opératoire. Basée sur les conclusions de cette première étude, une seconde version de sonde peropératoire a été modélisée puis développée. La géométrie du transducteur utilisé a permis une modification de la forme des lésions produites. Les performances de cette sonde de traitement ont été évaluées numériquement puis validées lors d'expérience in vitro et in vivo. L'efficacité, la simplicité et la reproductibilité des traitements réalisés sur le foie ont conduit à une possible application du dispositif aux cancers du pancréas. Après étude numérique et évaluation de la faisabilité in vitro, une validation sur modèle animal a été entreprise. L'ensemble des résultats obtenus au cours de ces différents traitements peropératoires a permis d'envisager la faisabilité d'un dispositif de traitement par voie extracorporelle. Une étude théorique a donné lieu à la réalisation d'un prototype expérimental. Après calibrations et étalonnages, des résultats in vitro préliminaires ont été obtenus / High intensity focused ultrasound (HIFU) allows the destruction of biological tissue by temperature increase. This technique is commonly used in the medical world for treating certain types of tumor masses. The project described in this document details the development and use of two independent therapy systems, with the main objective to treat intraoperatively and extracorporeally liver tumors. As a first step, an existing surgical system, intended to treat liver metastases and under clinical evaluation, was used. The establishment of a treatment modality based on electronic focusing has contributed to increase the coagulation volume and thus simplify the operative procedure. Based upon the findings of this first study, a second version of intraoperative probe was modeled and developed. The geometry of this new transducer allowed to change the shape of produced ablations. The performance of this probe were evaluated numerically and then validated with in vitro and in vivo studies. The effectiveness, simplicity and reproducibility of the treatments performed in the liver led to a possible application of the device to pancreatic cancer. After numerical study and in vitro feasibility assessment, animal model validation was also undertaken. All the results obtained during the peroperative treatments was used to study the feasibility of an extracorporeal treatment. A theoretical study has led to the development of an experimental prototype. After calibration, preliminary in vitro results were obtained

Les cellules de la lignée d'hépatome HepaRG sont des progéniteurs bipotents capables de se différencier à confluence en cellules biliaires et en hépatocytes exprimant un large éventail de fonctions spécifiques du foie notamment plusieurs enzymes clés de détoxication. Ce système cellulaire constitue un modèle unique pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires régissant le processus de différenciation du progéniteur hépatique vers l'hépatocyte ou encore certains aspects de régulation du cycle cellulaire de l'hépatocyte. Par ailleurs, il offre un modèle cellulaire alternatif aux cultures primaires d'hépatocytes humains pour des applications en pharmacotoxicologie. Cependant, ces cellules expriment un niveau relativement limité d'un important cytochrome P450, le CYP2E1, restreignant leur utilisation pour les études de toxicologie des drogues métabolisées par cette voie. Nous avions comme objectif d'établir des protocoles efficaces de transfection afin d'augmenter l'expression du CYP2E1 dans les cellules HepaRG. Des protocoles de transfection efficaces ont été établis en utilisant l'électroporation et des lipides cationiques appartenant aux lipophosphonates et lipophosphoramidates. Ces approches nous ont permis d'augmenter significativement le niveau d'expression et d'activité du CYP2E1 dans les cellules HepaRG différenciées ouvrant de nouvelles perspectives pour des études de métabolisme et de toxicité des drogues dépendantes du CYP2E1. La mise au point de ces protocoles de transfection a été mise à profit pour aborder d'autres applications notamment la répression par siARN de l'expression du récepteur aux amines aromatiques hétérocycliques AhR. Nous avons pu par électroporation dans des cellules HepaRG différenciées démontrer que AhR est au moins en partie responsable de l'induction des CYP1A1 et 1A2 par les amines aromatiques hétérocycliques PhIP et MeIQx. Toujours en utilisant un protocole d'électroporation, nous avons également établi une lignée HepaRG recombinante exprimant de façon constitutive l'hepcidine en fusion avec la Green Fluorescent Protein (GFP). Cette lignée constitue un nouvel outil d'étude du processus de maturation et de sécrétion de l'hepcidine un régulateur hormonal central du métabolisme du fer. Enfin, dans une dernière partie du travail, nous avons abordé un nouveau type de vectorisation : des nanoparticules synthétisées à partir de poly-acide malique dans le but d'encapsuler des principes actifs anticancéreux pour des applications potentielles dans le ciblage du carcinome hépatocellulaire. Une première étape a consisté à étudier la toxicité in vitro de ces particules sur plusieurs lignées cellulaires puis d'évaluer leur potentiel d'encapsulation de principe actif en utilisant la doxorubicine comme molécule de référence.

Le traitement du virus de l'hépatite C (VHC) a connu une révolution récente, rapide et exemplaire grâce à l'arrivée des agents antiviraux directs (AAD) en plusieurs vagues depuis 2011, détrônant ainsi la bithérapie interféron-pégylé/ribavirine. Ces nouveaux traitements ont été rapidement confrontés à des limites concernant leur efficacité et leur tolérance notamment à leurs débuts avec les inhibiteurs de la protéase NS3/4A de première génération. L'arrivée de nouveaux AAD sur le marché lors d'une 2ème vague en 2014 a permis toutefois de surpasser celles-ci et de devenir le traitement de référence du VHC.Leur efficacité remarquable a laissé naître l'idée d'une potentielle élimination du VHC grâce à l'utilisation universelle de ces traitements. Cependant, leur coût élevé et les comportements à risque observés dans des sous-groupes de population (utilisateurs de drogues intraveineuses et homosexuels) restent encore des problématiques cruciales à surmonter pour espérer atteindre les objectifs fixés par l'Organisation Mondiale de la Santé en 2030 concernant l'élimination du VHC. De plus ces traitements, permettant l'élimination virale quasi-systématique et donc consécutivement une diminution du risque de complications hépatiques, ont été récemment confrontés à une polémique concernant un potentiel risque de récidive précoce de carcinome hépatocellulaire (CHC) suite à une exposition à ces derniers.Le travail présenté dans cette thèse s'articule autour de trois problématiques ayant toutes pour objectif principal d'optimiser l'utilisation de ces traitements dans l'optique de contrôler l'histoire naturelle de la maladie à l'échelle individuelle et à l'échelle populationnelle par l'intermédiaire de diverses méthodes statistiques.Nos résultats ont permis de montrer au sein d’une première problématique ayant exploré l'efficacité et la tolérance de ces traitements antiviraux à l’échelle individuelle: (i) une efficacité antivirale moindre que celle annoncée dans les essais de phase III des inhibiteurs de protéase de première génération(télaprévir et bocéprévir), (ii) un effet indésirable significatif des inhibiteurs de protéase de première génération sur la fonction rénale, (iii) une tolérance moins bonne de ces premières molécules que lors du traitement par bithérapie avec une incidence accrue d'anémie probablement liée à un surdosage en ribavirine induit par les inhibiteurs de protéase et (iv) une efficacité antivirale remarquable des AAD arrivés depuis 2014 sans impact des caractéristiques du patient ni des dosages pharmacologiques sur la réponse virologique. Dans un second temps, la problématique d'un risque de récidive de CHC accru après un traitement par AAD a également été explorée par l'analyse d'une cohorte locale, celle-ci ayant conclu à l'absence de risque accru comparé à un groupe de patients non exposés. Enfin, nos travaux basés sur la modélisation de la transmission du VHC en France dans la population coinfectée VIH-VHCont montré qu'un taux annuel de traitement par AAD de 50% était nécessaire dans la population homosexuelle ayant des pratiques à haut-risque de transmission pour contrer l'épidémie actuellement observée.Nos travaux ont donc permis d'apporter des données pour optimiser l'utilisation des nouveaux traitements anti-VHC par l'intermédiaire de diverses approches statistiques et ont apporté des éléments de réponse aux grandes problématiques actuelles. L'efficacité exemplaire et la tolérance quasi-parfaite des dernières molécules antivirales permettent une utilisation universelle de ces traitements dans toutes les populations de patients. Des études complémentaires robustes sont cependant nécessaires pour apporter des arguments à la question de la récidive du CHC. Des efforts sont également attendus concernant l'accès au traitement, la diminution des coûts associés et un dépistage renforcé du VHC pour espérer pouvoir éradiquer un jour cette maladie. / The arrival of direct-acting antivirals agents (DAAs) has spurred a rapid revolution in the treatment of hepatitis C virus (HCV), supplanting the previous standard of care, i.e. pegylated interferon and ribavirin. These new treatments are associated with an increased rate of virological response however they rapidly faced some limits more particularly at the beginning with the first generation NS3/4A protease inhibitors. From 2014 on the second wave of DAA was available for treatment of chronic HCV infection and surpassed previous encountered limits. These treatments are nowadays the gold standard for HCV treatment in high-income countries.The idea of HCV eradication recently emerged since DAA treatment are highly effective. However, their associated high cost and recent high-risk behaviors associated with an increased risk of HCV transmission (among intravenous drug users and homosexuals) have been reported. These issues need therefore to be addressed in order to achieve the objectives of the World Health Organization for 2030 of an HCV eradication. Moreover, these treatments allow a sustained virological response in almost all patients and consequently reduce the risk of liver-related complications, but a recent controversy regarding a potential increased risk of hepatocellular carcinoma after DAA treatment has been raised.Three issues will be extensively discussed in this manuscript regarding how these treatments can be used to optimize their effect on HCV natural history at the individual and population level through different statistical approaches.As regards the first issue, this project allowed us to demonstrate regarding the tolerance and efficacy of DAA treatment: (i) a lower antiviral efficacy than previously reported in the phase III trials for first generationprotease inhibitor regimen (telaprevir and boceprevir), (ii) impairment of renal function during first generation protease inhibitor treatment, (iii) an increased rate of reported side effects during first-generation protease inhibitor treatment and more particularly anemia, potentially related to an increased ribavirin biodisponibility induced by protease inhibitor intake and (iv) a remarkable antiviral efficacy of second generation DAAs without impact of patients' characteristics norpharmacology on virological response rate. The recent issue regarding a higher risk of HCC recurrence after DAA treatment was also explored through a local cohort study and no impact of DAA treatment was observed when comparing DAA-exposed vs non DAA-exposed patients. Finally, we conducted amodelling study on HCV transmission in the coinfected HIV-HCV French population and our results suggested that an annual DAA treatment coverage rate of 50% was required in the homosexual population with high-risk behaviors to counter the recent observed epidemic in this population.Our different works provide new insights on how to optimize the use of DAA treatment through several statistical approaches and bring new elements for discussion on the recent controversy. The new DAA have an excellent efficacy and tolerance profile and should be universally used in all populations without restriction. However, further studies are required to explore on a deeper level the question regarding HCC recurrence after DAA treatment. Efforts are also still needed regarding DAA treatment access, associated costs and HCV screening to reach the objective of HCV eradication

Le cancer du foie est le 6ème cancer le plus fréquent et le 2ème plus meurtrier dans le monde. Au Cambodge, en raison du contexte historique et économique, les données précises concernant cette pathologie manquent. A l'aide d'outils épidémiologiques, nous avons décrit les caractéristiques de 553 patients atteints de cancer du foie à l'hôpital Calmette à Phnom Penh, et ainsi mis en évidence l'importance de l'infection par les virus des hépatites B et C chez les sujets étudiés. Puis, nous avons documenté les connaissances de 42 de ces patients vis-à-vis de leur maladie. Nous avons détaillé leurs itinéraires thérapeutiques, mis en évidences des pratiques à risques (forte utilisation d'injections thérapeutiques et de techniques de dermabrasion), et le recours fréquent à des médecines dites traditionnelles. Nous avons ensuite tenté de comprendre les stratégies de prise en charge des patients souffrant de maladies hépatiques par les médecins traditionnels, et mis en évidence la variété des remèdes utilisés et l'importance de la perception khmère des propriétés des plantes. Enfin, à l'aide d'un modèle in vitro de culture de cellules cancéreuses hépatiques couplé à des outils d'analyse métabolomique, nous avons évalué 10 espèces médicinales, sélectionnées sur des critères bibliographiques et de terrain, et tenté d'identifier les composés potentiellement responsables de l'activité antiproliférative observée. / Liver cancer is the 6th most common and 2nd most lethal cancer in the world. In Cambodia, due to the historical and economic context, there is a lack of accurate data on this pathology. Using epidemiological tools, we described the characteristics of 553 patients with liver cancer at the Calmette Hospital in Phnom Penh, and thus highlighted the importance of infection with hepatitis B and C viruses in the subjects studied. Then we documented the knowledge of 42 of these patients about their disease. We have detailed their therapeutic itineraries, highlighted risky practices (high use of therapeutic injections and dermabrasion techniques) and the use of traditional medicines. We then attempted to understand strategies for the management of patients with liver diseases by traditional healers, and highlighted the variety of remedies used and the importance of Khmer perception of plant properties. Finally, using an in vitro model of liver cancer cell culture coupled with metabolic analysis tools, we evaluated 10 medicinal species, selected on the basis of bibliographic and field criteria, and attempted to identify the compounds potentially responsible for the antiproliferative activity observed.

Le cancer du foie est la deuxième cause de mortalité due au cancer dans le monde, avec près de 83% des cas et 84% des décès ayant lieu dans les pays en voie de développement. Le type histologique de cancer du foie le plus fréquemment répandu est le carcinome hépatocellulaire (HCC). Selon la littérature disponible, le HCC affecte électivement des sujets masculins de plus de 50 ans ayant développé préalablement une cirrhose hépatique. Nos objectifs étaient donc i) de confirmer au niveau moléculaire la singularité du HCC chez les patients péruviens, ii) d'évaluer les stratégies d'intervention chirurgicale dans le contexte clinique iii) d'étudier les pratiques de médecine traditionnelle, complémentaire et alternative (TCAM) chez les patients iv) d'étendre cette étude à d'autres pays en développement afin d'obtenir une vision plus globale de la problématique liée au cancer du foie. Nous avons montré que le HCC péruvien présentait un spectre de mutations unique. De plus, nous avons démontré que les arbres décisionnels thérapeutiques développés jusqu'alors ne sont pas adaptés au contexte clinique rencontré au Pérou, et qu'ils sont susceptibles d'être réévalués afin d'augmenter la proportion de patients pouvant être candidats à une intervention chirurgicale. Nous avons caractérisé le fait que la majorité des patients avec un HCC a recours à la phytothérapie de manière complémentaire et alternative. Enfin, nous avons réalisé une étude d'épidémiologie clinique préliminaire sur le cancer du foie au Cambodge. Nous avons décrit une situation clinique distincte de celle rencontrée au Pérou, mais qui nécessite également des recherches scientifiques et cliniques plus approfondies. / Liver cancer is the second leading cause of cancer related death in the world. About 83% of liver cancer cases occur in the developing world. The preeminent histotype of liver cancer is hepatocellular carcinoma (HCC). According to the relevant literature, HCC is defined by patient profile corresponding grossly to cirrhotic males over 50 years old. The aims of the present work were thus to i) confirm at the molecular level the pecularity of Peruvian HCC; ii) evaluate the surgical intervention strategies for HCC in the clinical context encountered in Peru; iii) study the practices of traditional, complementary and alternative medicine ( TCAM) among patients; iv) widen the study to other low- and middle income countries in order to provide deeper insights on liver cancer. We found that Peruvian HCC displayed a unique mutation spectrum. Furthermore, we demonstrated that current therapeutic algorithms for liver cancer are not suited to the clinical context found in Peru. These therapeutic algorithms should be reevaluated in order to increase the number of patients who could be eligible for surgical intervention. Moreover, we characterized the fact that the majority of Peruvian HCC patients rely on phytotherapy in a complementary and alternative way. Finally, we undertook a preliminary clinical, epidemiological study on liver cancer in Cambodia. We delineated a clinical context distinct from the one described in Peru that also requires further clinical and scientific investigation.

L’infection par le virus de l’hépatite C (VHC) représente un problème majeur de santé publique du fait de sa prévalence élevée et de la sévérité de ses complications, cirrhose et carcinome hépatocellulaire (CHC). Les objectifs du projet de thèse sont (i) de mettre en place et caractériser des modèles orthotopiques de CHC chez le petit animal (xénogreffe orthotopique de la lignée de CHC humaine Huh-7 exprimant le gène rapporteur de la luciférase chez la souris immunodéficiente) et chez le gros animal (transplantation autologue d’hépatocytes de cochon préalablement transformés ex vivo par transfert par voie lentivirale d’une combinaison de six oncogènes) et (ii) d’apporter la preuve de concept d’une approche innovante d’immunothérapie adoptive allogénique du CHC et de l’infection chronique par le VHC, par administration de lymphocytes génétiquement modifiés (LGM) allogéniques exprimant un gène de toxicité conditionnelle, ou gène suicide. Un tel gène suicide permet le contrôle des LGM, conduisant à leur élimination conditionnelle en cas d’effets secondaires indésirables. Ainsi, nous avons montré que, à dose élevée, ces LGM exercent in vitro une activité cytotoxique vis-à-vis de lignées de CHC humaines et in vivo une activité anti-tumorale vis-à-vis de tumeurs orthotopiques Huh-7. A faible dose, les LGM présentent une activité anti-virale vis-à-vis du VHC sans induire de toxicité. Ces résultats ouvrent la perspective à une approche originale d’immunothérapie du CHC, associée aux traitements actuels et de prévention de la réinfection du greffon hépatique par le VHC lors de la transplantation. / The hepatitis C virus (HCV) infection is a major problem of public health, due to its high prevalence and to the severity of its complications, cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). The aims of the thesis project are (i) to set up and characterize orthotopic HCC models in the small animal (orthotopic transplantation in immunodeficient mice of the human HCC cell line Huh-7, expressing the luciferase reporter gene) and in the large animal (autologous transplantation of porcine hepatocytes previously ex vivo-transformed by lentiviral-meidated transfer of a combination of six oncogenes) and (ii) to provide the proof-of-concept of an innovative adoptive allogeneic immunotherapy approach for the treatment of HCC and prevention of liver graft reinfection by HCV, through the administration of allogeneic suicide gene-modified lymphocytes (GML). Such a suicide gene allows for the control of GML, leading to their conditional elimination in case of undesirable side effects. Thus, we have demonstrated that, at high dose, these GML present an in vitro cytotoxic activity toward HCC cell lines and an in vivo antitumoral effect against orthotopic Huh-7 tumors. At low level, the GML have an antiviral activity against HCV, without toxicity against target cells. These results open the perspective for an original approach of immunotherapy for the treatment of HCC in association with current treatments and for the prevention of liver graft reinfection by HCV at time of liver transplantation.

Les adénomes hépatocellulaires (AHC) sont des tumeurs bénignes rares qui se développent le plus souvent chez la femme jeune suite à la prise de contraceptifs oraux. Les complications principales sont l’hémorragie et plus rarement, la transformation maligne en carcinome hépatocellulaire (CHC). Des travaux récents ont permis d’identifier 3 groupes moléculaires principales d’AHC qui se définissent par (1) l’inactivation du facteur de transcription HNF1A (H-HCA), (2) l'activation de la voie Wnt/ß-caténine (bHCA) ou (3) la présence d’infiltrats inflammatoires (IHCA).Afin d’identifier les voies de tumorigenèse associées au développement d’AHC inflammatoires (IHCA), une analyse transcriptomique comparant des IHCA à des foies non tumoraux a été réalisée au laboratoire, ce qui a permis d’identifier dans ce groupe tumoral une activation de la voie IL-6/JAK/STAT3. Nous avons recherché de nouvelles altérations géniques et nous avons caractérisé le mécanisme d'activation de la voie IL-6/JAK/STAT dans les IHCA. Les conséquences fonctionnelles sur la voie STAT3 des différents mutants ont été analysées par une modélisation de leur expression dans des lignées hépatocellulaires. Par ailleurs, nous avons réalisé des études génomiques intégrées (analyse CGH-SNP, méthylome et séquençage exome) sur une large série de 250 AHC avec pour objectif d’affiner la classification moléculaire des AHC, d’identifier de nouveaux gènes altérés dans ces tumeurs et d’élucider les mécanismes de transformation maligne des AHC en CHC.Dans le groupe des IHCA, ces analyses nous ont permis d’identifier de nombreux oncogènes activés par mutation somatique ; de plus, trois de ces gènes n’avaient jamais été décrits comme étant mutés dans des tumeurs humaines. Nous avons identifié des mutations activatrices du récepteur à l’IL-6, gp130 dans 60% des IHCA. Nous avons aussi retrouvé des mutations de FRK, une src-like kinase, dans 10% des IHCA, du facteur de transcription STAT3 dans 5% des IHCA, du gène GNAS dans 5% des cas, et de la tyrosine kinase JAK1 dans 1% des cas. Toutes les mutations identifiées étaient somatiques, monoalléliques et mutuellement exclusives. Nous avons pu montrer, dans des systèmes de lignées cellulaires hépatocellulaires, que l'expression des formes mutées de ces gènes est capable d’activer la voie IL-6/STAT3 en absence du ligand IL-6, contrairement aux protéines sauvages. Nous avons identifié des inhibiteurs pharmacologiques qui permettent d’inhiber de façon spécifique ces mutants et qui pourraient être utilisés en clinique pour le traitement des IHCA.Grâce à une technique de CGH-SNP, nous avons identifié des événements récurrents de pertes et gains de chromosomes associés aux groupes moléculaires d’AHC. De façon similaire, l’étude de la méthylation dans les AHC a permis de mettre en évidence un pattern spécifique à chaque sous groupe. Nous avons montré que l’instabilité chromosomique augmente progressivement dans les lésions borderline et dans les CHC développés sur AHC comparés aux AHC classiques. Le séquençage exome de 5 transformations malignes de AHC en CHC a identifié un nombre plus important de mutations dans les AHC qui ont transformé comparé aux AHC classiques ; ce nombre est significativement augmenté dans la partie CHC des tumeurs. La comparaison de la partie bénigne et maligne des tumeurs a mis en évidence l'activation de ß-caténine comme un évènement précoce dans le processus de transformation et a révélé la présence de mutations somatiques fréquentes dans le promoteur de la télomèrase (TERT), identifiées principalement dans la partie maligne des tumeurs.En conclusion, cette étude a permis d’identifier des mécanismes distincts conduisant à l'activation de STAT3 dans les IHCA, renforçant le rôle de la voie JAK-STAT3 dans la tumorigenèse bénigne hépatocellulaire ainsi que le lien entre Src kinases et inflammation. Ces travaux ont permis d’affiner la classification moléculaire des AHC avec des corrélations étroites... / Hepatocellular adenomas (HCA) are rare benign tumors that develop most often in young women after taking oral contraception. The main complications are hemorrhage and rarely, malignant transformation to hepatocellular carcinoma (HCC). Recent work in the laboratory identified three main HCA molecular groups that are defined by (1) inactivation of the transcription factor HNF1A (H-HCA), (2) activation of the Wnt/ß-catenin pathway (bHCA) or (3) the presence of inflammatory infiltrates (IHCA).To identify tumorigenesis pathways associated with the development of inflammatory HCA (IHCA), a transcriptome analysis comparing IHCA to non-tumor liver was performed in the laboratory, leading to the identification of an activation of the IL-6/JAK/STAT3 pathway in these tumors. We sought new gene alterations and we characterized the activation mechanism of the IL-6/JAK/STAT pathway in IHCA. The functional consequences of the different mutants on the STAT3 pathway were analyzed by modeling their expression in hepatocellular cell lines. In addition, we performed integrated genomic studies (CGH-SNP analysis, methylome and exome sequencing) on a wide range of 250 HCA with the aim to refine the molecular classification of HCA, to identify new genes altered in these tumors and to elucidate the mechanisms of malignant transformation of HCA to HCC.In the group of the IHCA, we identified many oncogenes activated by somatic mutation; in addition, three of these genes were never been described as mutated in human tumors. We identified activating mutations in the IL-6 receptor gp130 in 60% of IHCA. We also found mutations in FRK, a src-like kinase, in 10% of IHCA, of the transcription factor STAT3 in 5% of IHCA, of the GNAS gene in 5% of cases, and of the tyrosine kinase JAK1 in 1% of the cases. All identified mutations were somatic and monoallelic and were mutually exclusive. We have shown in hepatocellular cell lines that the expression of mutated forms of these genes is able to activate the IL-6/STAT3 pathway in the absence of the IL-6 ligand, in contrast to wild-type proteins. We have identified pharmacological inhibitors that specifically inhibit the mutants and that could be used for the clinical treatment of IHCA.Using a CGH-SNP technique, we identified recurrent chromosomes gains and losses associated with the HCA molecular groups. Similarly, the study of methylation in HCA highlighted a specific pattern in each subgroup. We showed that chromosomal instability increases gradually in borderline lesions and in HCC developed on HCA compared to classical HCA. Exome sequencing of 5 malignant transformation of HCA to HCC identified a large number of mutations in the transformed HCA compared to classical HCA; and this number is significantly increased in HCC tumors counterpart. Comparison of benign and malignant tumors highlighted the activation of ß-catenin as an early event in the transformation process and revealed frequent somatic mutations in the promoter of the telomerase gene (TERT), identified mainly in the malignant part of tumors.In conclusion, this study has led to the identification of distinct mechanisms leading to the activation of STAT3 in IHCA, strengthening the role of the JAK-STAT3 pathway in benign hepatocellular tumorigenesis and the relationship between Src kinases and inflammation. This work helped to refine the molecular classification of HCA with tight correlations between genotype and phenotype, and led to advances in the identification of major genetic determinants involved in the process of malignant transformation.

Contexte: Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la plus fréquent des tumeurs primitives du foie. Près de 50% des CHC sont causés par une infection par le virus de l'hépatite B (VHB). Au cours des différents stades de l’infection par le VHB, des multiples altérations génétiques et/ou chromosomiques s'accumulent et favorisent ainsi le développement tumoral. Objectives: a) étudier, in vitro et in vivo, le rôle potentiel d’un nouveau gène susceptible d’être impliqué dans la carcinogénèse hépatique : IRF-2 (Interferon regulatory factor 2). Ce gène a été identifié comme fréquemment délété par analyse CGH-SNP dans les CHC liés à l’infection par le VHB. b) caractériser une série de CHC liés au VHB en étudiant le statut viral, les altérations génétiques et l’expression de différents gènes afin de mieux comprendre le rôle du VHB dans l’hépato-carcinogenèse et comparer ces différents paramètres avec une série de CHC non liés au VHB. Résultats : a) Dans une série de 125 CHC, Sandrine Imbeaud, au sein du laboratoire, a effectué une analyse CGH-SNP microarray et a identifié une région commune de délétion homozygote localisée en 4q34.3-35 comprenant le gène IRF-2 dans 4 échantillons. Nous avons ensuite mis en évidence par séquençage des mutations somatiques inactivatrices dans 2 autres tumeurs. In vitro, la sousexpression d’IRF-2 a entrainé une augmentation de la prolifération cellulaire et sa sur-expression a induit une promotion de l'apoptose cellulaire. In vivo, l’extinction d’IRF-2 était responsable de la formation de tumeurs de grande taille. Les 6 tumeurs inactivées pour IRF-2 étaient associées au VHB (p = 0.0003), et les mutations de TP53 et d’IRF-2 étaient mutuellement exclusives. La sousexpression de IRF-2 induisait une sous-expression de TP53 et une forte corrélation entre les expressions protéiques de p53 et de IRF-2 a été observée (r2 = 0,72, p = 0,004). En plus, on a observé que l’expression des gènes cibles directs de TP53 était modulée par le niveau d‘expression d’IRF-2. Nous avons émise l'hypothèse que IRF-2 pourrait altérer la fonction de p53 car IRF-2 est connue pour se lier à MDM2, un régulateur négatif de l’expression de p53. Le traitement des cellules inactivées pour IRF-2 avec MG132, un inhibiteur du protéasome, a induit la restauration de l'expression de p53. In vivo, le traitement avec bortézomib, un inhibiteur du proteasome utilisé en oncologie, a entrainé une régression des tumeurs inactivées pour IRF-2. b) Nous avons caractérisé sur le plan clinique et moléculaire une série de CHC liés au VHB et, ensuite, nous avons comparé nos résultats avec ceux d’une série de CHC liés à autres étiologies. Nous avons montré que les CHC liés au VHB présentaient des caractéristiques cliniques et pathologiques différentes de celles des CHC non liés au VHB : ils survenaient chez des patients plus jeunes (P < 0.0001), d'origine Africaine ou Asiatique (P < 0.0001), avec un taux sérique d'alpha-foeto protéine élevé (P = 0.008) et étaient sur le plan histologique des tumeurs peu différenciés (P = 0.04). Nous avons identifié des mutations inactivatrices du gène HBX dans 71% des tumeurs et dans 33% des tissus non tumoraux adjacents (P < 0.0001). Dans 63% des cas, le nombre de copies virales dans les tumeurs était plus faible que dans les tissus non tumoraux adjacents (P < 0.0001). Le gène TP53 était le gène le plus fréquemment muté dans les CHC liés au VHB (41%, P = 0.0002), avec des mutations R249S présentes dans 14 échantillons (16%, p < 0.0001). Ce type de mutation est classiquement associé à l'aflatoxine B1. Nous avons observé que les mutations de TP53 étaient un prédicteur indépendant de survie uniquement pour les patients infectés par le VHB. Enfin, ... / Pas de résumé en anglais / Introduzione: Il carcinoma epatocellulare (HCC) è il tumore primitivo più comune del fegato. Nel mondo, quasi il 50% di tutti gli HCC sono causati dal virus dell'epatite B (HBV). Durante le fasi dell’ infezione da HBV, si possono accumulare alterazioni genetiche e / o cromosomiche e quindi promuovere lo sviluppo del tumore. Obiettivi: a) analizzare in vitro e in vivo il ruolo potenziale di un nuovo gene potenzialmente coinvolto nella carcinogenesi epatica: IRF-2 (Interferon regulatory factor 2). Questo gene è stato identificato mediante l’analisi CGH-SNP come frequentemente deleto negli HCC correlati all’ HBV. b) caratterizzare una cohorte di HCC correlati all’HBV studiandone lo stato virale, le alterazioni genetiche e l’espressione di differenti geni al fine di comprendere meglio il ruolo di HBV nella carcinogenesis epatocellulare e confrontare questi parametri con una cohorte di HCC a diversa eziologia. Risultati: a) In laboratorio, Sandrine Imbeaud ha condotto un'analisi SNP-CGH microarray su una cohorte di 125 HCC che ha evidenziato una regione deleta in maniera omozigote localizzata sul braccio lungo del cromosoma 4 (4q34.3-35) in 4 campioni tumorali. La regione comprende un unico gene: IRF2. In altri due campioni sono state identificate mutazioni somatiche inattivatrici mediante sequenziamento della regione codante di IRF-2. In vitro, la soppressione di IRF-2 ha indotto un aumento della proliferazione cellulare, al contrario, la sua sovra-espressione ha causato un aumento dell’apoptosi cellulare. In vivo, la soppressione di IRF-2 è responsabile della formazione di tumori più grandi nei topi nude. I 6 tumori mutati per IRF2 sono tutti correlati all’ HBV (p = 0,0003. Nella cohorte di tumori studiati, le mutazioni di TP53 e di IRF-2 erano vicendevolmente esclusive. Inoltre, la soppressione dell’espressione della proteina IRF-2 induceva una riduzione dell’espressione della proteina p53 ed una stretta correlazione tra l’espressione delle due proteine è stata osservata (r2 = 0,72, p = 0,004). Inoltre, abbiamo dimostrato che il livello di espressione di IRF-2 è in grado di modulare l'espressione di alcuni geni target di TP53. Abbiamo, quindi, ipotizzato che IRF2 possa alterare la funzione di p53. Come è noto IRF2 può legarsi a MDM2, un regolatore negativo di p53 che induce la sua degradazione proteasomica. Il trattamento di cellule inattivate per IRF2 con MG132, un inibitore del proteasoma, induceva il restauro dell’espressione di p53. In vivo, il trattamento con bortezomib, chemioterapico inibitore del proteasoma, ha determinato la regressione del tumore inattivato per IRF2. b) 86 HCC correlati all’HBV sono stati caratterizzati dal punto di vista clinico e molecolare ed in seguito sono stati confrontati una serie di 90 HCC correlati ad altre eziologie. Gli HCC correlati all’HBV hanno delle caratteristiche cliniche e patologiche diverse da quelle degli HCC d’altra eziologia: insorgenza in pazienti più giovani (p <0,0001), di origine africana o asiatica (P <0.0001), alfa-fetoproteina sierica elevata (P = 0.008) e scarsa differenziazione istologica (P = 0,04). Mutazioni inattivatrici del gene HBX sono state identificate nel 71% dei tumori e il 33% dei tessuti non tumorali adiacenti (P <0.0001). Nel 63% dei casi, il numero di copie virali nel tessuto tumorale era inferiore rispetto al tessuto non tumorale adiacente (p <0,0001). Il gene TP53 è stato il gene più frequentemente mutato nella serie di HCC correlati a HBV (41%, p = 0,0002), con una considerevole presenza di mutazioni al codone 249 (R249S) (16%, p <0,0001). Questo tipo di mutazione è associate classicamente all’ aflatossina B1. Abbiamo osservato, inoltre, che TP53 mutato era un predittore indipendente di sopravvivenza solo per i pazienti infetti da HBV. Infine, ...

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la première néoplasie létale du foie, représentant 80 à 90% des cas. Actuellement, la majeure partie des patients bénéficient de solutions thérapeutiques avec des efficacités très modestes. La haute variété étiologique, l’hétérogénéité des tumeurs ainsi que l’absence de médiateurs oncogéniques clés connus dans le développement de cette pathologie sont responsables du manque d’options thérapeutiques. À partir d’un crible génétique du kinome humain, nous avons identifié la tyrosine kinase Yes comme un acteur majeur de la prolifération des cellules de CHC. Yes appartient à la famille des kinases Src qui contrôlent de nombreux processus cellulaires notamment la prolifération, la motilité et la survie. La sur-expression ou activation anormale de Yes est retrouvée dans de nombreux cancers et est souvent associée à un mauvais pronostic. Nous avons démontré par des expériences in vitro et in vivo l’activité pro-proliférative de Yes ainsi que son potentiel oncogénique. Notamment, dans un modèle murin de carcinogenèse hépatique induit par le diéthylnitrosamine, la déplétion génétique de Yes abolit totalement la formation de tumeurs. Grâce aux profils transcriptionnels obtenus dans plusieurs modèles cellulaires de CHC, nous avons découvert que l’activité de Yes est associée à une augmentation des signatures géniques des régulateurs transcriptionnels YAP et TAZ ainsi que du facteur transcriptionnel c-Myc. Ces observations ont abouti à identifier YAP, TAZ et c-Myc comme des nouveaux substrats de la tyrosine kinase Yes. Nous avons montré que la phosphorylation par Yes de YAP et TAZ médie leur recrutement dans le noyau ce qui conduit à une hausse de leur activité transcriptionnelle. Nous avons d’ailleurs confirmé l’importance de YAP et TAZ dans les propriétés prolifératives de Yes, notamment dans différents modèles murins de carcinogenèse hépatique. De manière intéressante, nous avons observé que près de 50% de CHCs humains présentent une activation anormale des kinases Src qui corrèle avec la phosphorylation et activation de YAP. Enfin, nous avons observé in vitro et in vivo que Yes stabilise c-Myc. En effet, l’expression transgénique de Yes constitutivement actif dans des hépatocytes entraine la stabilisation de c-Myc à des stades précoces du développement tumoral et une induction de plusieurs de ses gènes cibles à des stades plus tardifs. En plus de leur synergie d’action, cette étude propose que la tyrosine Yes intervient dans les propriétés oncogéniques de c-Myc. Finalement, nous avons découvert que la kinase Yes joue un rôle dans la progression de la stéatose hépatique. En effet, la progression de la pathologie est abolie à la suite de la déplétion de Yes ou suivant l’inhibition pharmacologique des kinases Src. De plus, la survie des cellules tumorales face à leur élimination par le système immunitaire semble être favorisé par la signalisation Yes qui induit l’expression des points de contrôle immuns PD-L1/2. En conclusion nous avons découvert et caractérisé trois nouveaux effecteurs clés de la signalisation oncogénique de la tyrosine kinase Yes dans le CHC. D’ailleurs, la signature génique induite par Yes permet de prédire la survie des patients atteints de CHC. Ces données fournissent de robustes évidences qui placent la tyrosine kinase Yes comme une cible thérapeutique de choix pour la maladie du CHC. / Hepatocellular carcinoma (HCC) is the first lethal neoplasia of the liver, representing 80 to 90% of cases. Currently, for most patients the therapeutic option only provides modest efficiencies. The high etiological variety and heterogeneity of the tumors as well as the absence of known key oncogenic mediator in the development of this pathology is mainly responsible for the lack of therapeutic option. Based on a genetic screen of the human kinome, we identified the tyrosine kinase Yes as a major player in the proliferation of HCC cells. Yes belongs to the family of Src kinases which control many cellular processes including proliferation, motility and survival. The over-expression or abnormal activation of Yes is detected in many cancers and is often associated with poor prognosis. We have demonstrated in vitro and in vivo the pro-proliferative activity of Yes as well as its oncogenic potential. In particular, in a mouse model of hepatic carcinogenesis induced by diethylnitrosamine, the genetic depletion of Yes completely abolishes the formation of tumors. Thanks to the transcriptional profiles obtained in several cellular models of CHC, we discovered that the activity of Yes is associated with an increase in the gene signatures of the transcriptional regulators YAP and TAZ as well as of the transcriptional factor c-Myc. These observations led to the identification of YAP, TAZ and c-Myc as new substrates for the tyrosine kinase Yes. We have shown that the phosphorylation of YAP and TAZ by Yes mediates their recruitment into the nucleus associated with an increase in their transcriptional activity. We have also confirmed the importance of YAP and TAZ in the proliferative properties of Yes in various mouse models of hepatocarcinogenesis. Interestingly, we observed that nearly 50% of human CHCs exhibit an abnormal activation of Src kinases that correlates with phosphorylation and activation of YAP. Moreover, in vitro and in vivo experiments revealed that Yes stabilizes c-Myc. Indeed, the transgenic expression of constitutively active Yes into hepatocytes leads to the accumulation of c-Myc protein at early stages of tumor development and to the induction of several of its target genes at later stages. In addition to their synergistic action, this study suggests that Yes is involved in the oncogenic properties of c-Myc. Finally, we discovered that Yes kinase plays a role in the progression of fatty liver diseases. Indeed, the progression of the pathology is abolished following the depletion of Yes or the pharmacological inhibition of Src kinases. In addition, the survival of Yes-active tumor cells is associated with the induction of PD-L1/2 immune checkpoints that protect cells from immune elimination. In conclusion, we have discovered and characterized three new key effectors of the oncogenic tyrosine kinase Yes in HCC. Interestingly, the gene signature induced by Yes can predict the survival of patients with HCC. These data provide strong evidence for targeting the tyrosine kinase Yes in HCC.