Introduction : Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale primitive la plus fréquente et la plus grave de l’adulte. Des études épidémiologiques ont mis en évidence que les antécédents d’allergie sont un facteur protecteur, soulignant le possible impact de l’immunité sur le GBM. Plusieurs études transcriptomiques ont également mis en évidence des signatures immunes plus ou moins associées à la survie. Matériel et méthodes : Pour clarifier ce lien et déterminer quels gènes immuns étaient les plus impliqués dans le GBM, nous avons étudié l’expression de 791 gènes immuns dans des échantillons de GBM et de cerveaux normaux. Les interactions entre les gènes immuns ont été étudiées par une analyse de co-expression. Nous avons ensuite recherché une association entre les gènes immuns et la survie selon 3 méthodes statistiques, avant d’établir un modèle de risque mathématique validé sur plusieurs jeux de données. Enfin, nous avons étudié les cellules immunes infiltrantes sur des échantillons de gliomes dont 73 GBM par cytométrie de flux. Résultats : Un profil d’expression génique différent significativement entre le cerveau normal et le GBM a été établi de manière robuste, mais pas au sein des GBM. L’analyse de co-expression a mis en évidence 6 modules dont 5 sont enrichis en gènes ayant un lien avec la survie. Cent huit gènes immuns ont une association significative avec la survie et un prédicteur de risque à 6 gènes immuns a permis de distinguer deux groupes de patients en fonction de leur survie, y compris chez les patients dont la tumeur a un promoteur MGMT méthylé et dans le sous-groupe de GBM proneuraux. Enfin, nous avons mis en évidence, dans tous les échantillons de GBM analysés, une infiltration leucocytaire par des cellules macrophagiques/microgliales et parfois par des cellules lymphocytaires ou granulocytaires. L’infiltration de lymphocytes uniquement est associée significativement avec la survie dans notre cohorte. Conclusion : Des gènes, impliqués dans diverses fonctions immunes, sont différentiellement exprimés entre le cerveau normal et le GBM et au sein des GBM. Un prédicteur à 6 gènes robuste a été établi, il sépare les patients en 2 groupes bas et haut risque y compris ceux ayant un bon pronostic. Nous avons enfin mis en évidence dans une série de GBM une infiltration de cellules immunes, dont une infiltration lymphocytaire associée positivement à la survie. / Background: Glioblastoma is the most common and lethal primary brain tumor in adults. Epidemiological studies have revealed that a history of allergies is a protective factor, thereby underlining the likely impact of the immune system on GBM. A number of transcriptomic studies have also identified immune signatures more or less associated with patient survival. Methods: In order to clarify and identify which immune-associated (IA) genes were the most involved in GBM, we studied the expression of 791 immune genes in GBM and normal brains samples. Interactions between IA genes were studied through an analysis of co-expression network. We then searched for a link between IA genes and patient survival according to 3 statistical methods, before defining a mathematical risk model based on different data sets. Finally, we studied the infiltrative immune population of 73 GBM by cytometry. Results: A significantly different profile of IA genes expression between healthy brains and GBM was consistently defined, but not among GBM. The analysis of co-expression network revealed 6 modules, 5 of which were enriched by genes associated with patient survival. 108 IA genes have a significant association with patient survival and the 6-IA gene risk predictor allowed us to distinguish two groups of patients according to their survival, including patients whose tumor had a methylated MGMT gene promoter and in the subset of proneural GBM. Finally, in every analyzed GBM sample, we have shown that there was a leukocyte infiltration by macrophages/microglial cells and sometimes by lymphocytes or granulocytes. Only the lymphocytes infiltration was significantly associated with the survival in our group of patients. Conclusion: IA genes that are involved in various immune functions are expressed differentially between healthy brains and GBM and amongst GBM. A robust 6-IA gene risk predictor was defined: it divides patients into two low and high risk groups, including those who have a good prognosis. Finally, we revealed an infiltration of immune cells in a series of GBM, only the lymphocytic infiltration was positively associated with patient survival.

Introduction : Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale primitive la plus fréquente et la plus grave de l'adulte. Des études épidémiologiques ont mis en évidence que les antécédents d'allergie sont un facteur protecteur, soulignant le possible impact de l'immunité sur le GBM. Plusieurs études transcriptomiques ont également mis en évidence des signatures immunes plus ou moins associées à la survie. Matériel et méthodes : Pour clarifier ce lien et déterminer quels gènes immuns étaient les plus impliqués dans le GBM, nous avons étudié l'expression de 791 gènes immuns dans des échantillons de GBM et de cerveaux normaux. Les interactions entre les gènes immuns ont été étudiées par une analyse de co-expression. Nous avons ensuite recherché une association entre les gènes immuns et la survie selon 3 méthodes statistiques, avant d'établir un modèle de risque mathématique validé sur plusieurs jeux de données. Enfin, nous avons étudié les cellules immunes infiltrantes sur des échantillons de gliomes dont 73 GBM par cytométrie de flux. Résultats : Un profil d'expression génique différent significativement entre le cerveau normal et le GBM a été établi de manière robuste, mais pas au sein des GBM. L'analyse de co-expression a mis en évidence 6 modules dont 5 sont enrichis en gènes ayant un lien avec la survie. Cent huit gènes immuns ont une association significative avec la survie et un prédicteur de risque à 6 gènes immuns a permis de distinguer deux groupes de patients en fonction de leur survie, y compris chez les patients dont la tumeur a un promoteur MGMT méthylé et dans le sous-groupe de GBM proneuraux. Enfin, nous avons mis en évidence, dans tous les échantillons de GBM analysés, une infiltration leucocytaire par des cellules macrophagiques/microgliales et parfois par des cellules lymphocytaires ou granulocytaires. L'infiltration de lymphocytes uniquement est associée significativement avec la survie dans notre cohorte. Conclusion : Des gènes, impliqués dans diverses fonctions immunes, sont différentiellement exprimés entre le cerveau normal et le GBM et au sein des GBM. Un prédicteur à 6 gènes robuste a été établi, il sépare les patients en 2 groupes bas et haut risque y compris ceux ayant un bon pronostic. Nous avons enfin mis en évidence dans une série de GBM une infiltration de cellules immunes, dont une infiltration lymphocytaire associée positivement à la survie.

Les tumeurs solides sont infiltrées par des cellules immunes (TIIC) dont la nature, la fonction et la composition varient d’un patient à l'autre. Ces cellules inflammatoires influencent l'invasion tumorale en contrôlant la croissance et le potentiel métastatique d’une tumeur. Ainsi, il est proposé d’utiliser cette infiltration comme outil diagnostic et pronostic de routine. Certaines cellules sont bien connues pour jouer un rôle important dans le contrôle de la progression tumorale, comme c’est le cas des lymphocytes T cytotoxiques CD8+ alors que d’autres possèdent un rôle contradictoire. Étant donné la dépendance des tumeurs sur l’équilibre entre ces différentes cellules, il est important d’identifier les fonctions précises des cellules immunes au sein de la tumeur. De nombreuses études sont réalisées afin d’identifier des marqueurs descriptifs du phénotype et la fonction des cellules immunes dans la tumeur. Ce projet de doctorat se divise en deux parties : 1- Identifier la méthode de désagrégation des tissus tumoraux altérant le moins la biologie des TIIC pour leur caractérisation. 2- Caractériser l’expression de la molécule d’adhérence CD146 dans les TIIC et en identifier l’origine. L’identification de marqueurs pour la caractérisation phénotypique et fonctionnelle des TIIC a été réalisée, entre autres, par la détection de protéines exprimées par la cellule. Dans la première partie de ce projet, nous avons démontré que les méthodes utilisées pour désagréger les tissus tumoraux dans le but d’isoler les TIIC induisent des changements dans la biologie de ces cellules ce qui peut fausser les conclusions qui en dérivent. Nous avons donc comparé l'impact de trois méthodes de désagrégation : une dissociation mécanique utilisant la MédimachineTM et deux digestions enzymatiques utilisant une collagénase de type I seule ou combinée à de la collagénase de type IV et de la DNase I de type II. Nous nous sommes intéressés à l'effet de ces méthodes sur des paramètres tels que la viabilité cellulaire, l’altération des protéines de surface et la capacité des cellules à proliférer. Nous avons démontré que ces méthodes affectent la viabilité des cellules de manière comparable, alors que la détection de certaines protéines de surface et la capacité de proliférer est réduite/inhibée par les traitements enzymatiques. Nous concluons qu’une méthode mécanique utilisant la MédimachineTM est mieux adaptée à la caractérisation des TIIC afin de conserver leurs propriétés. Dans la deuxième partie de notre projet, nous avons adapté cette méthode à la caractérisation des TIIC. Nous avons porté une attention particulière à la molécule d’adhérence CD146 dont l’implication dans la migration des cellules immunes à travers l’endothélium vers les sites d’inflammation est de plus en plus étudiée dans les maladies autoimmunes. Nous avons mis en évidence une augmentation des proportions de cellules immunes exprimant CD146 dans les tumeurs comparativement au sang de patients de cancers. Cette expression est induite par les cellules tumorales tout en étant accrue par la nécrose de celles-ci. Nous démontrons que ces cellules sont majoritairement des lymphocytes T CD4+ présentant un profil immunosuppressif. En conclusion, nos résultats suggèrent que CD146 participe à la mise en place du contexte immunitaire dans la tumeur et augmente la capacité de migration des lymphocytes T CD4+. L’induction par les cellules tumorales de cette molécule d’adhérence dans les cellules suppressives pourrait contribuer aux mécanismes immunorégulateurs mis en place par la tumeur. CD146 pourrait être un marqueur d’intérêt pour l’identification des cellules immunosuppressives et pour le développement de nouvelles thérapies. / Solid tumors are infiltrated by immune cells (TIIC), which vary in function and proportion from patient to patient. These inflammatory cells may contribute positively or negatively to tumor invasion, by controlling the growth and the metastatic potential of tumors. It has therefore been proposed to use infiltration as a diagnostic and prognosic tool. Certain cells play an important role in the control of tumor progression, as is the case of cytotoxic CD8+ T lymphocytes, whereas others present an ill-defined role. Since the progression of tumors depends on the balance between these cell types, it is important to identify their specific functions within the tumor. Many studies have therefore focused on identifying markers, which are suggestive of phenotype and function of immune cells in the tumor. This project is divided into two parts: 1 – The identification of a tumor tissue disaggregation method which induced minimal effects on TIIC biology. 2 – The characterization of the expression of the adhesion molecule CD146 in TIIC and understand its regulation. Marker identification for phenotypic and functional characterization of TIIC is carried out by detection of cell proteins. In the first part of this project, we showed that methods used to disaggregate tumor tissue in order to isolate TIIC induce changes in cell biology, which may alter results. We thus compared the effects of three disaggregation methods: mechanical disruption using MedimachineTM and two enzymatic digestions using a type I collagenase alone or combined with type IV collagenase and type II DNase I, on parameters such as cell viability, cell surface marker detection and cell proliferation. We showed that these methods affect cell viability in a comparable manner, whereas the detection of certain surface proteins and proliferative capacity of cells was reduced by enzymatic treatments. We concluded that a mechanical method using MedimachineTM is more suitable for the characterization of TIIC. In the second part of our project, we adapted this method to the characterization of TIIC. We focused on CD146, an adhesion molecule that was shown to be involved in immune cell migration in autoimmune disease. We demonstrated an increase of CD146+ immune cells in tumors compared to the blood of the same patients. This expression was shown to be induced by tumor cells and increased by necrosis. We showed that these cells are predominantly CD4+ T lymphocytes with an immunosuppressive profile. In conclusion, our results suggest that CD146 is involved in the establishment of the tumor immune environment and may increase the migratory capacity of CD4+ T cells toward tumors. Tumor cell induction of this adhesion molecule by suppressor cells could contribute to the immunoregulatory mechanisms established by tumors. CD146 may be a useful marker for the identification of immunosuppressive cells and development of new therapies.