Les carcinomes rénaux (RCC) sont subdivisés en plusieurs sous-types, définis selon des critères histologiques, phénotypiques et génétiques. Le diagnostic différentiel de ces tumeurs est primordial avec des conséquences pronostiques et thérapeutiques. Génétique et diagnostic : Nous avons étudié les données cliniques, histologiques, immunohistochimiques et génétiques d'une série de RCC papillaires (PRCC) de type 1 et 2. Une caractérisation génomique exhaustive complétée par NGS nous a permis de classer les PRCC de type 2 dans plusieurs groupes d'évolution variable. Nos résultats fournissent des informations inédites sur la pathogenèse des PRCC qui donnent des pistes pour un traitement personnalisé. Métabolisme, grade tumoral et phénotype : Dans une série de RCC à cellules claires (ccRCC), nous avons analysé les caractéristiques de ces tumeurs et l'expression des protéines impliquées dans le métabolisme et les isoformes de HIF. Cette étude nous a permis de mettre en évidence quantitativement une corrélation entre l'expression de MCT1, GLUT1 et CAXII et le grade de Fuhrman, et qualitativement une localisation périphérique de HIF2alpha et la co-localisation des protéines HIF2alpha et HAF. Stratégies théranostiques : Dans l’optique de définir les traitements les plus appropriés pour les patients atteints de RCC, nous avons fait un parallèle entre la sensibilité aux thérapies ciblées des patients (in vivo) et de cellules dérivées de la tumeur initiale (in vitro). Nous avons démontré que la réponse chez les patients et dans les cellules était équivalente et donc que des tests in vitro sont une piste pour définir des traitements personnalisés des patients atteints de ccRCC. / Renal carcinomas (RCC) are divided into several subtypes, defined by histological, genetic and phenotypic criteria. The differential diagnosis of these tumors is important with prognostic and therapeutic implications. Genetics and diagnosis: We studied the clinical, histological, immunohistochemical and genetic of papillary RCC (PRCC) type 1 and 2 cohort. An extensive genomic characterization completed by NGS has allowed us to classify type 2 PRCC in several groups of variable clinical evolution. Our results provide new information on the pathogenesis of PRCC that provide perspectives for personalized treatment. Metabolism, tumor grade and phenotype: In a series of clear cell RCC (ccRCC), we analyzed the characteristics of these tumors and the expression of proteins involved in the metabolism and isoforms of HIF. This study allowed us to demonstrate quantitative correlation between the expression of MCT1, GLUT1 and CA XII and Fuhrman grade, and qualitatively peripheral HIF2alpha localization and co-localization of proteins HIF2alpha and HAF. Theranostic strategies: In order to define the most appropriate treatment for patients with RCC, we made a parallel between sensitivity to targeted therapies of patients (in vivo), and cells derived from the original tumor (in vitro). We have demonstrated that the response in patients and in cells and was similar, thus in vitro assays are a way to define personalized treatment for ccRCC.

Le syndrome de Gorlin est une maladie rare caractérisée par de nombreuses anomalies du développement. Ces manifestations cliniques, dues à des mutations d'un acteur essentiel de la voie de signalisation sonic hedgehog, incluent aussi une hyper-radiosensibilité et une forte prédisposition à développer des carcinomes basocellulaires. Etant donné l'implication de défaut de la réparation de l'ADN au niveau des affections liées à l'hyper-radiosensibilité, nous avons décidé d'étudier l'effet des mutations du gène PTCH1 sur la réponse aux dommages de l'ADN afin de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant au phénotype Gorlin.Cette étude permet de mettre en évidence une défaillance globale des systèmes de réparation des dommages de l'ADN dans les fibroblastes issus de patients Gorlin par rapport à des fibroblastes normaux. Elle met notamment en exergue un écroulement de la réparation par excision de bases (BER) responsable de la réparation des dommages oxydatifs. / The Gorlin syndrome is a rare genetic disorder characterized by several developmental abnormalities. Due to mutations in PTCH1, a key player of the sonic hedgehog signaling pathway, clinical manifestations also includes hyper-radiosensitivity and an increased predisposition to the development of basal cell carcinomas. Given the implication of DNA repair system defects in hyper-radiosensitivity pathologies, we decided to study the effect of PTCH1 mutations on the DNA damage response in order to better understand the cellular and molecular mechanisms leading to Gorlin's phenotype.This study demonstrate a global failure of the DNA damage repair systems in Gorlin fibroblasts with respect to controls. It highlights in particular the collapse of the base excision repair pathway (BER) responsible for the repair of oxidative DNA damage.

Cette thèse présente des travaux de modélisation mathématique de la croissance tumorale. On détaille dans ce manuscrit la construction d’indicateurs de bio-imagerie, destinés à quantifier l’hétérogénéité tumorale. Un modèle d’équations aux dérivées partielles constitué de deux types de cellules tumorales est étudié par la suite. Le paramétrage de ce modèle est propre à chaque patient et à chaque lésion. Il est effectué grâce à des données d’imagerie médicale (IRM ou scanner), ce qui constitue une méthode non invasive pour le patient. Les indicateurs ainsi que le modèle décrit ont été utilisés dans le cadre du suivi des métastases des lésions rénales de 5 patients traités avec un médicament anti-angiogénique. Enfin, la dernière partie a pour objectif de distinguer différents types de lésions rénales (malignes ou non) grâce à l’imagerie afin de limiter les chirurgies inutiles. On s’est particulièrement attaché à distinguer les carcinomes rénaux à cellules claires des angiomyolipomes pauvres en graisse. / This document deals with mathematical modelling of tumour growth. Biological indicators based on medical images are constructed in order to quantify tumoral heterogeneity. In the first part, a partial differential equations model made of two distinct cell subtypes is being studied. The model’s parameters are unique for each patient and each lesion. They are computed thanks to medical images (MRI or scan), which is a non-invasive method for the patient. Both the indicators and the model described are used on the cases of 5 patients treated with an anti-angiogenic medicine. The last part of the document aims at distinguishing different renal tumour subtypes that can be malignant or benign. Angiomyolipomas and renal cells carcinomas were particulary studied in the last part of the document.

Les carcinomes rénaux représentent environ 3% des cancers chez l’adulte. Les plus fréquents parmi ces tumeurs sont les carcinomes rénaux à cellules claires (CRCC) (70% des cas). Dans une première partie, nous avons analysé le caryotype de 89 patients ayant subi une néphrectomie pour CRCC et avons corrélé les déséquilibres chromosomiques avec les principaux facteurs histo-pronostiques et cliniques de ces tumeurs. Cette étude nous a permis de confirmer l’impact diagnostique et/ou pronostique d’anomalies chromosomiques. Certaines étaient déja connues dans la littérature comme la perte du bras court d’un chromosome 3 à impact diagnostique ou la perte d’un chromosome 9 ou de son bras court associée à un pronostic défavorable. Nous avons ensuite, dans une seconde partie, sélectionné selon des critères cliniques et histologiques, deux lignées cellulaires R-180 et R-305 établies à partir de prélèvements chirurgicaux de CRCC de patients dont l’évolution clinique était défavorable pour le patient R-180 (survie de 1 an) et favorable pour le patient R-305 (survie de 7 ans). Nous avons analysé les profils cytogénétiques des deux lignées cellulaires et recherché des marqueurs d’intérêt. Nous avons mis en évidence une amplification du gène pard3 dans la lignée R-180 correspondant au patient qui est décédé 1 an après le diagnostic. Cette amplification a été associée à la surexpression de la protéine correspondante PAR-3 et à des modifications de l’organisation du cytosquelette. La diminution de l’expression de PAR-3 par transfection de siRNA dans les cellules R-180 a permis la restauration de l’organisation du cytosquelette et la réduction des capacités de migration cellulaire par rapport aux cellules non transfectées. Ce résultat suggère un rôle de PAR-3 dans la migration cellulaire des cellules R-180. Afin de valider la pertinence de ce nouveau biomarqueur dans le CRCC, nous avons étudié 101 tumeurs par immunohistochimie. Nous avons montré une corrélation significative entre la surexpression de PAR-3 dans la tumeur primitive des patients et une diminution de la survie globale et de la survie sans progression indépendamment d’autres facteurs pronostiques importants comme les métastases. De plus la surexpression de PAR-3 a été significativement associée aux facteurs histopathologiques et cliniques de mauvais pronostic : grades nucléaires de Fuhrman III ou IV, nécrose tumorale, composante sarcomatoide, atteinte surrénale, invasion de la graisse rénale ou hilaire, composante éosinophile, statut non-inactivé du gène VHL, grade tumoral plus élevé, envahissement ganglionnaire ou métastatique, et score ECOG (Eastern Cooperative Oncology Group) péjoratif. L’ensemble de nos résultats suggèrent que la surexpression de PAR-3 est associée à un risque significatif de progression et de mortalité dans le CRCC. Sa mise en évidence par immunohistochimie en routine hospitalière pourrait être utile pour identifier les patients à haut risque de progression, même en l’absence des paramètres pronostiques habituels. Des études complémentaires sont en cours pour intégrer ce biomarqueur dans les nomogrammes ainsi que pour évaluer l’impact de cette dérégulation dans la résistance des CRCC aux thérapies ciblées. / Kidney cancers represent about 3% of all adults’ malignancies. The most common form of kidney cancer is renal carcinoma of which 70 % of cases are defined as clear cell Renal Cell Carcinoma (ccRCC). We undertook a systematic review of all ccRCCs with a total of 89 patients who underwent nephrectomy surgery. We assessed the karyotype profile of all patients that we correlate with an immunohistochemical features and tumor symptoms. This study demonstrates a high impact of chromosomal abnormalities on patients’ diagnosis and prognosis. Some of these abnormalities have been submitted in other publications as the loss of the chromosome 3 p-arm which has a diagnosis impact, and the loss of the chromosome 9 or it s p-arm that have a poor prognosis impact. We selected two cell lines (R-180 and R-305) derived from ccRCC surgical specimens of a patient with unfavorable clinical course (R-180 cells) and a patient with favorable prognosis (R-305 cells) to identify genetic and molecular features that may explain the survival difference of the two patients. The cytogenetic analysis of these cell lines revealed that the pard3 gene was amplified only in the R-180 cell line that was derived from an aggressive ccRCC. The pard3 gene amplification was associated with overexpression of the encoded protein and altered cytoskeleton organization. PAR-3 knockdown in R-180 cell restored the cytoskeleton organisation and reduced cell migration in comparison to non-transfected cells. These results suggest PAR-3 role in R-180 migration cells line. With a view to corroborate the relevance of this new biomarker PAR-3 in ccRCC, we have studied 101 tumors using immunohistochemical methods. We proved a significant correlation between PAR-3 overexpression in the primitive tumor and, the decreasing of overall and free progression survival independently of other risk factors as metastasis. We also fund that the overexpression of PAR-3 is associated with an unfavorable clinical and immunohistochemical prognosis factors such as: stage III -IV in fuhrman system grading ,tumor necrosis, sarcomatoide component, supra renal metastasis, cancer spreading (surrounding fat and hilar), eosinophil component , none inactivate VHL gene, high tumor stage, lymph nodes spread, metastasis and ECOG scale. Our results reveal that the PAR-3 overexpression is associated with significant risk of ccRCCs mortality and spreading tumor. Immunohistochemical screening may be usefulness to identify patient’s high spreading risk whether the lack of the habitual prognosis parameters. Other studies are in progress to integrate this biomarker in nomograms and also to evaluate the impact on ccRCC’s resistance to targeted therapy.

L’objectif de ce travail était de comprendre l’état moléculaire des cellules dendritiques (CD) dans le microenvironnement tumoral. En intégrant l’analyse de tumeurs humaines par cytométrie en flux, de transcriptome, de secretome tumoral et l’analyse d’une base de données d’interaction CD-lymphocyte T générées in vitro, j’ai obtenus 2 résultats majeurs. Tout d’abord, nous proposons une nouvelle classification de CD activées humaines, qui sont soit « secrétantes », c’est-à-dire spécialisées dans la production de cytokines et chemokines, soit « aidantes » c’est-à-dire spécialisées dans l’induction de la sécrétion de nombreuses cytokines T helper après co-culture. Les CD infiltrant les tumeurs ORL inflammées correspondaient au type « sécrétantes ». Au-delà du nouveau concept biologique, cette classification est base théorique importante pour l’immunothérapie à base d’adjuvants. Deuxièmement, nous avons montré que l’inflammation tumorale n’était pas un facteur pronostic majeur des cancers ORL, mais que MMP2 et l’effraction extra-capsulaire étaient des facteurs pronostiques indépendants de la survie liée à la maladie. Nous avons pu classer les patients en 4 niveaux de risque et montré qu’ils avaient des chances équivalentes de réponse à l’immunothérapie. Nos données sont une base pour un essai clinique dirigé par biomarqueur, proposant de la chimiothérapie ou de l’immunothérapie néoadjuvantes, dans le but de diminuer le pourcentage de patients présentant des récidives sévères et précoces / The objective of the thesis was to decipher the molecular state of tumor infiltrating dendritic cell (DC) and their relation to the tumor microenvironment. By combining the analysis of human tumor samples by flow cytometry and RNA sequencing, of tumor secretome and of a large dataset of in vitro DC-Tcell interactions I obtained 2 main findings. First, we reported a novel classification of human activated DC, that are either “secretory” that is specialized in secreting cytokines and chemokines, or “helper” that is specialized at inducing the secretion of a broad range of T helper cytokines after cell co-culture. DC infiltrating inflamed human head and neck cancer matched the “secretory” phenotypic and transcriptomic signatures. Beyond this novel biological concept, this classification is of importance as a theoretical basis for adjuvant-based immunotherapy. Secondly, we showed that tumor inflammation was not the main prognostic factor for oral cavity cancer (OCC) patients, but that MMP2 and the presence of extra-nodal extension were independent predictors of reduced disease-specific survival. We could stratify OCC into 4 prognostic groups and showed that they had similar expected rates of response to immunotherapy. Our data may serve to design a biomarker-driven clinical trial proposing neoadjuvant chemotherapy or immunotherapy to high-risk patients, with the goal of reducing the percentage of OCC patients that will present with early and severe recurrences.

Les tumeurs cortico-surrénaliennes bénignes et malignes sont associées à une morbidité élevée résultant de l'hypersécrétion des hormones cortico-surrénaliennes, retrouvée chez près de 60% des patients. Au delà des perturbations endocrines, les carcinomes cortico-surrénaliens (CCS) sont des tumeurs de mauvais pronostic avec 16 à 38% de survie à 5 ans. Cette agressivité résulte à la fois de la présence de métastases chez de nombreux patients, au moment du diagnostic (30 à 40% des cas) et de l'absence d'approches thérapeutiques, au delà de la résection chirurgicale de la tumeur primaire. Au début de ma thèse, les mécanismes moléculaires impliqués dans le développement des tumeurs bénignes et malignes de la cortico-surrénale, étaient largement méconnus. L'activation anormale de la voie de signalisation Wnt/ßcaténine dans 48% des tumeurs bénignes et 37% des tumeurs malignes, suggérait que cette voie pouvait, comme dans d'autres tissus, participer au développement tumoral dans la cortico-surrénale. Afin de confirmer cette hypothèse, nous avons développé et caractérisé un modèle de souris transgéniques dans lesquelles la ßcaténine est constitutivement activée, spécifiquement dans le cortex surrénalien (souris ∆Cat). Grâce à ces souris, nous avons démontré pour la première fois que la ßcaténine agit comme un oncogène dans la cortico-surrénale, mais que son activation constitutive ne suffit pas à déclencher systématiquement le développement de tumeurs malignes. Chez plus de 90% des patients, la formation des CCS est associée à la surexpression du facteur de croissance IGF2. Grâce à des modèles de souris transgéniques qui surexpriment Igf2, nous avons pu montrer que cette surexpression n'a que peu d'effet sur l'initiation ou la progression tumorale, suggérant que d'autres altérations sont requises pour favoriser la transition maligne. Des résultats préliminaires encourageants suggèrent que la surexpression de l'histone méthyl-transférase EZH2 et les altérations épigénétiques résultantes, pourraient être la clé du développement des CCS. Parallèlement, nous avons montré que l'activation constitutive de la ßcaténine conduit au développement d'un hyperaldostéronisme primaire chez les souris ∆Cat, suggérant que l'activation de la voie Wnt/ßcaténine pourrait participer à la formation d'adénomes surrénaliens producteurs d'aldostérone (APA) chez les patients. Effectivement, nous avons mis en évidence que l'activation constitutive de la ßcaténine est l'altération moléculaire la plus fréquente dans les APA, avec une prévalence de 68%. Des analyses in vitro m'ont permis de montrer que la ßcaténine stimule la production d'aldostérone en contrôlant directement et indirectement l'expression de deux enzymes clés de la synthèse d'aldostérone - CYP21 et CYP11B2 - et du récepteur à l'angiotensine II (le sécrétagogue naturel de l'aldostérone), AT1R. Nous avons par ailleurs montré que la production excessive d'aldostérone chez les souris ∆Cat, pouvait être maîtrisée par un régime enrichi en quercétine, un inhibiteur naturel de l'activité transcriptionnelle de la ßcaténine. L'ensemble de ces résultats démontre l'importance de la voie Wnt/ßcaténine dans la tumorigenèse surrénalienne et dans l'hypersécrétion d'aldostérone ce qui fait d'elle une nouvelle cible thérapeutique potentielle.

Les carcinomes spinocellulaires cutanés (cSCCs) sont le deuxième type de cancer par ordre de fréquence et sont responsables de 25% des décès dus aux cancers de la peau. Il est donc essentiel de caractériser les mécanismes responsables de la cancérisation de l'épiderme afin de développer de nouveaux traitements. Dans ce contexte, les miRNAs apparaissent comme des cibles de choix pour le développement de futures thérapies anti-tumorales. Toutefois, leur implication dans la physiopathologie des cSCCs est encore peu documentée. Au cours de cette étude, j’ai identifié, par séquençage à haut débit, 112 miRNAs dont l’expression est altérée au cours du développement tumoral dans un modèle murin de carcinogénèse chimique cutanée. J’ai ensuite focalisé mon attention sur le cluster miR-193b/365a et sur miR-708 dont les niveaux diminuent au cours de la progression tumorale, suggérant des fonctions de suppresseurs de tumeur. En accord avec cette hypothèse, l’expression ectopique de ces miRNAs inhibe la prolifération, la survie et la migration de cellules tumorales, alors que le blocage de leur action par des anti-sens stimule ces fonctions cellulaires dans des kératinocytes normaux. L’association d’approches in silico et d’analyses du transcriptome de cellules de cSCC sur-exprimant ces miRNAs m’a permis d’identifier leurs gènes cibles potentiels. J’ai validé KRAS et MAX comme cibles communes de miR-193b et miR-365a, et montré par l’utilisation de siRNAs que la répression de ces cibles mime les effets de ces miRNAs. Ces résultats suggérent que le ciblage de ces gènes pourrait médier en partie les effets suppresseurs de tumeur de miR-193b et de miR-365a dans les cSCCs. / Cutaneous squamous cell carcinomas (cSCCs) are the second most common cancer and are responsible for up to 25% of all skin cancer deaths. It is therefore essential to characterize the mechanisms responsible for epidermis carcinogenesis to develop new treatments. In this context, miRNAs appear to be prime targets for the development of future anti-tumor therapies. However, their involvement in the pathophysiology of cSCCs is still poorly documented. In this study, I identified using Small RNA sequencing, 112 miRNAs whose expression is altered during tumor development in a mouse model of cutaneous two-stage chemical carcinogenesis. Then, I focused my attention on the miR-193b/365a cluster and on miR-708, that are down-regulated during tumorigenesis, suggesting tumor suppressor functions. Consistent with this hypothesis, the ectopic expression of these miRNAs inhibit the proliferation, survival and migration of tumor cells, while blocking their action with antisense oligonucleotides stimulates these cellular functions in normal keratinocytes. Combining in silico target-prediction approaches and transcriptome analyzes of cSCC cells over-expressing these miRNAs, I identified their potential target genes. I validated KRAS and MAX as direct targets of miR-193b and miR-365a, and I showed that repression of these genes using siRNAs mimics the effects of these miRNAs. These results suggest that targeting these genes might mediate, at least in part, the tumor suppressor action of miR-193b and miR-365a in cSCCs.

Le stroma inflammatoire joue un rôle primordial lors de la carcinogénèse. Dans ce contexte, nous montrons que la cytokine LIF est à l'origine d'une population de fibroblastes capable de remodeler la matrice extracellulaire de manière à la rendre permissive à l'invasion collective des cellules tumorales. En effet, nous montrons que la production de LIF par les cellules tumorales et fibroblastiques, après une stimulation au TGFβ, va réguler les capacités contractiles et pro-invasives de ces dernières via la régulation du cytosquelette d'acto-myosine et de manière indépendante de l'expression de α-SMA. En effet, l'inhibition pharmacologique des kinases JAKs permet de bloquer l'environnement fibrotique des tumeurs et d'ainsi bloquer l'invasion des cellules tumorales in vitro et in vivo. Nous montrons ensuite que LIF est à l'origine d'un switch épigénétique responsable de l'activation constitutive de la voie de signalisation JAK1/STAT3. Ce processus, régulé par la forme acétylée de STAT3, et son interaction avec l'ADN methyltransférase DNMT3b permet l'hypermethylation du promoter de la phosphatase SHP1 et donc la phosphorylation constitutive de JAK1. Une fois mis en place, ce nouveau profil de méthylation est maintenu par DNMT1. La surexpression de LIF dans les carcinomes humains corréle avec un environnement fibrotique, la présence de nodules invasifs et un mauvais pronostic clinique. De même, il existe une forte corrélation négative entre l'acétylation de STAT3 et l'expression de SHP1 dans le stroma tumoral. Nos résultats montrent qu'inhiber l'activité des DNMT et des kinases JAK permet de reprogrammer les capacités pro-invasive des fibroblastes associés aux carcinomes. / Signaling crosstalk between tumor cells and fibroblasts confers proinvasive properties to the tumor microenvironment. We identify LIF as a tumor promoter that mediates proinvasive activation of stromal fibroblasts independent of alpha-smooth muscle actin expression. We demonstrate that a pulse of transforming growth factor β (TGF-β) establishes stable proinvasive fibroblast activation by inducing LIF production in both fibroblasts and tumor cells. In fibroblasts, LIF mediates TGF-β-dependent actomyosin contractility and extracellular matrix remodeling, which results in collective carcinoma cell invasion. Indeed, pharmacological inhibition of JAK activity by counteracts fibroblast-dependent carcinoma cell invasion in vitro and in vivo. We next unveil that LIF initiates an epigenetic switch leading to the constitutive activation of JAK1/STAT3 signaling, which results in sustained pro-invasive activity of fibroblasts. The process is mediated by p300-histone acetyltransferase acetylation of STAT3, and DNA methyltransferase DNMT3b, which induce the hypermethylation of SHP1 phosphatase promoter and results in constitutive phosphorylation of JAK1. Sustained JAK1/STAT3 signaling is maintained by DNMT1. Accordingly, carcinomas display strong LIF upregulation, which correlates with dense collagen fiber organization, cancer cell collective invasion, and poor clinical outcome. Moreover, we show that STAT3 acetylation and phosphorylation are inversely correlated with SHP1 expression in tumors stroma. Combined inhibition of DNMT activities and JAK signaling results in long-term reversion of CAF-associated pro-invasive activity and restoration of the wild-type fibroblast phenotype.

Contexte. Les carcinomes des voies aérodigestives supérieures (VADS) arrivent en 6ème position parmi les cancers les plus fréquents au niveau mondial. La fonction du récepteur TLR3 dans les cellules de carcinomes des VADS est encore très mal comprise. Objectifs et méthodes. 1) Déterminer le niveau d’expression du récepteur TLR3 dans les lignées et les biopsies de carcinomes des VADS par western blot et par immunohistochimie. 2) Etudier le rôle de TLR3 dans la croissance tumorale de ces tumeurs, en utilisant notamment des lignées invalidées de façon conditionnelle pour TLR3. 3) Evaluer in vitro les effets cytotoxiques de ligands artificiels de TLR3 soit seuls, soit utilisés en combinaisons avec un inhibiteur d’IAP (inhibitor of apoptosis protein).Résultats. La protéine TLR3 est détectée à un niveau élevé en western blot dans les lignées de carcinomes des VADS étudiées, comparativement à un panel d’autres tumeurs épithéliales humaines. TLR3 est également constamment détecté en immunohistochimie dans les biopsies. TLR3 semble jouer un rôle dans la croissance tumorale des carcinomes des VADS : dans certaines conditions de culture (culture en hypoxie ou en milieu pauvre en SVF et en nutriments), la stimulation de TLR3 par un ligand exogène, le poly(A:U), favorise la croissance des cellules tumorales. Nous avons étudié l’effet de la stimulation de TLR3 sur le métabolisme glucidique dans ces mêmes cellules en utilisant un appareil de type Seahorse® qui mesure la consommation d’oxygène et la production de protons à partir de cellules cultivées en microplaques. Ces expériences montrent que la stimulation de TLR3 fait augmenter l’activité des voies du métabolisme cellulaire anaérobie (glycolyse extra-mitochondriale). Une étude métabolomique a mis en évidence des différences significatives dans le profil métabolique des cellules tumorales stimulées par le poly(A:U) comparativement aux cellules non traitées. Par ailleurs, nous avons montré que la stimulation de TLR3 permettait de détecter le facteur de transcription HIF1 en Western blot, même en conditions normoxiques. Sachant que des ARN libérés par des cellules en état de nécrose peuvent stimuler TLR3, il est tentant de penser que ce récepteur pourrait favoriser la survie des cellules malignes en zone hypoxique au voisinage de cellules nécrotiques. Néanmoins, l’expression de TLR3 représente aussi un facteur de vulnérabilité pour les cellules de carcinome des VADS : en effet les ligands artificiels de TLR3 utilisés en combinaison avec un inhibiteur d’IAP (Inhibitor of Apoptosis Protein) produisent des effets cytotoxiques sur les lignées de carcinomes des VADS étudiées. / Background. Head and Neck (HN) carcinomas are the 6th most frequent type of cancer worldwide. The role of the TLR3 receptor in HN carcinomas remains poorly understood.Objectives and Methods. 1) To assess the expression level of TLR3 in HN carcinoma cell lines and biopsies by Western blot and immunohistochemistry, respectively. 2) To study the role of TLR3 in tumour growth using specific cell lines with conditional knock-down of TLR3. 3). To assess in vitro the cytotoxic effects of artificial ligands of TLR3 used either alone or in combination with an IAP (inhibitor of apoptosis protein) inhibitor.Results. TLR3 protein was detected at a high level by Western blot analysis in HN carcinoma cell lines, by comparison with a panel of other human epithelial cancer cell lines. TLR3 was also consistently detected by immunohistochemistry in tumour biopsies. TLR3 seem to play a role in HN carcinoma cell growth: under certain culture conditions (hypoxic or low fetal calf serum/low nutrient culture conditions), TLR3 stimulation by a synthetic ligand, the poly(A:U), favours tumour cell growth. We investigated the effects of TLR3 stimulation on glucose metabolism using a Seahorse® analyzer, which measures the oxygen consumption and the proton production in living cells. Our results indicate that TLR3 stimulation induces an increase in anaerobic metabolism (extra-mitochondrial glycolysis). A metabolomic study revealed significant changes in the metabolic profile of cancer cells treated by poly(A:U) by comparison with untreated cells. We also showed that under TLR3 stimulation, HIF1 became detectable by Western blot analysis, even in normoxia. Given the fact that RNA fragments released by dying cells are able to trigger TLR3, one can assume that TLR3 might favour cancer cell survival in hypoxic areas located near the necrotic core of the tumour. However, TLR3 expression is also a factor of vulnerability for HN carcinoma cells: indeed, the combination of TLR3 artificial ligands with an IAP inhibitor has a strong cytotoxic effect on HN carcinoma cells in vitro.

Il est maintenant bien établi que le système immunitaire joue un rôle majeur dans le contrôle des tumeurs, y compris dans les carcinomes pulmonaires. Cependant, les interactions entre les cellules tumorales et les cellules immunitaires du microenvironnement tumoral sont mal connues. Dans ce travail, nous avons étudié les caractéristiques morphologiques et moléculaires des cellules tumorales provenant d’adénocarcinomes pulmonaires et leur association avec la composition du microenvironnement immunitaire. Nous avons rapporté la valeur pronostique des paramètres morphologiques de ces tumeurs, comme le grade histologique des adénocarcinomes, et leur association avec le statut moléculaire EGFR et KRAS. Nous avons émis l’hypothèse que la diversité morphologique et moléculaire de ces tumeurs pouvait être associée à une signature immunitaire intra-tumorale spécifique et que cela pourrait avoir un impact pronostique. Nous avons mis en évidence que la densité des cellules dendritiques matures, situées au sein de structures lymphoïdes tertiaires, variait en fonction du statut moléculaire EGFR et KRAS des tumeurs. De même, l’impact pronostique des cellules dendritiques matures et des lymphocytes CD8+ variait en fonction du statut moléculaire des tumeurs. Nous avons également retrouvé la valeur pronostique de l’environnement immunitaire, représenté par la densité en cellules dendritiques matures et en lymphocytes CD8+, sur la survie à long terme des carcinomes pulmonaires de stade III-N2 opérés après chimiothérapie néoadjuvante. Enfin, nous avons démontré que la chimiothérapie n'est pas associée à de profondes modifications de l’infiltrat immunitaire, alors qu’elle entraîne des modifications des cellules tumorales. L’ensemble de ces résultats suggère que l’infiltrat immunitaire est intimement lié à la cellule tumorale et que la composition du microenvironnement immunitaire varie avec les caractéristiques de la tumeur. Cette interaction entre les cellules tumorales et les cellules immunitaires contribue au pronostic de ces tumeurs. Ces données démontrent l’intérêt d’utiliser des traitements combinant des drogues cytotoxiques, telle la chimiothérapie conventionnelle, à des traitements immunomodulateurs permettant de favoriser une réponse immunitaire anti-tumorale efficace. / The major role of the immune system against tumor development is now clearly established, including lung carcinoma. Nevertheless, interaction between tumoral cells and immune environment is less well-defined. In that study, we have studied morphological and molecular tumoral cells characteristics from lung adenocarcinoma and their role in the composition of immune environment. We reported the prognostic value of morphological parameters, as histological grade of adenocarcinoma, and their association with molecular EGFR and KRAS status. We hypothesized that morphological and molecular diversity of these tumors could be associated with a specific intratumoral immune signature, and could have an impact in prognosis. We showed that mature dendritic cells density, located in tertiary lymphoid structures, differed according to EGFR and KRAS status. Morever, molecular status of tumors modified the pronostic value of mature dendritics cells and CD8+ T cells. We found a prognostic value of immune environment, represented by dendritic cells and T CD8+ cells, in operated stage III-N2 lung carcinomas treated by neoadjuvant chemotherapy. At last, we demonstrated that chemotherapy is not associated with wide modifications in immune infiltrate, whereas it induced modifications in tumoral cells. All together, these data strongly argue for a close link between tumoral cells and immune environment, which seems to depend on tumoral cell characteristics. This interaction between tumoral cells and immune cells contribute to the prognosis of these tumors. These results show the evidence that combine cytotoxic treatment, like conventional chemotherapy, with immunomodulators, favour a protective anti-tumor immune response.