L’altération des mécanismes impliqués dans l’homéostasie intestinale peut conduire au développement de cancers colorectaux (CCR). Les CCR se situent au 2nd rang des décès par cancer en France et il est donc nécessaire d’améliorer nos connaissances pour mieux les soigner. L’objectif de ces travaux était de comprendre les mécanismes impliqués dans l’homéostasie intestinale par le biais de la Cadhérine atypique MUCDHL dont l’expression semble diminuée dans les CCR. Les conséquences de cette perte et le mode d’action de MUCDHL restent mal connus. Ainsi, l’étude d’une large cohorte de patients et d’un modèle murin a permis de confirmer que la perte de MUCDHL aggrave la tumorigenèse intestinale. De plus, la caractérisation de l’interaction entre MUCDHL et la β-caténine a montré que le mode d’action de MUCDHL est plus complexe qu’une simple séquestration membranaire de la β-caténine impliquant différentes voies de signalisation. Enfin ces travaux ont permis d’identifier des interactants de MUCDHL. Les résultats montrent pour la première fois le rôle de suppresseur de tumeurs de MUCDHL dans le côlon et apportent des informations sur sa régulation et son mode d’action. / The alteration of mechanisms involved in intestinal homeostasis leads to the development of colorectal cancer (CRC). In France, CRC is the second leading cause of cancer mortality, and it is therefore necessary to improve our knowledge to treat it better. The objective of this project was to understand more precisely mechanisms involved in intestinal homeostasis through the atypical Cadherin MUCDHL whose expression seems decreased in CRC. However, the consequences of this loss, as well as the mode of action and the molecular relays of MUCDHL were largely unknown. Thus, the study of a large cohort of patients and of a murine model confirmed that the loss of MUCDHL enhances intestinal tumorigenesis. In addition, the functional characterization of the interaction between MUCDHL and β-catenin showed that the mode of action of MUCDHL is more complex than a simple membrane sequestration of β-catenin involving different signaling pathways. Finally, new interactants of MUCDHL were identified. The results obtained through this work show, for the first time, the tumor suppressor role of MUCDHL in the colon, and provide informations about its regulation and mode of action.

La progression métastatique des cancers est responsable de 90% des décès liés à la maladie. Cette cascade est initiée par l’invasion des cellules cancéreuses du stroma péritumoral, et conduit à leur dissémination dans l’organisme.Mon travail de thèse a eu pour but d’identifier les mécanismes moléculaires et cellulaires régulant l’invasion des cancers colorectaux (CRC), qui est le 2ème cancer le plus répandu dans le monde. Grâce à une analyse réalisée sur des échantillons humains de tumeurs primaires, nous avons révélés que les cellules de CRC utilisent un mode d’invasion collective dans lequel elles gardent une architecture glandulaire spécifique des épithelia. Afin d’étudier les voies de signalisation régulant cette invasion, nous avons utilisé des modèles organotypiques récapitulant l’architecture des glandes de CRC (cystes de Caco-2 et tumoroïdes de xénogreffes derivés de patients) dans des tests d’invasion utilisant du collagen-I. Du fait de son rôle central dans la régulation de la motilité cellulaire, la voie des RhoGTPases était un bon candidat à la régulation de l’invasion collective des CRC. Dans un screen utilisant des siRNA ciblant tous les effecteurs connus des RhoGTPases, seule la déplétion des protéines kinases ROCK a déclenché l’invasion collective dans notre système expérimental. Nous avons démontré que l’inhibition de ROCK2 et non de ROCK1 était suffisante pour induire la formation de cellules leader, permettant la polarisation leader/follower requise pour l’invasion collective. Nos résultats montrent que l’inhibition de ROCK2 déclenche l’invasion collective par l’inhibition de MyosinII combinée à l’activation du facteur d’échange nucléotide guanine (GEF), FARP2, et de RAC1. Notre étude permet donc d’identifier FARP2 comme un nouvel effecteur de ROCK2 et le positionne comme un nouveau médiateur du crosstalk entre RhoA et RAC1 dans la régulation de l’invasion collective des CRC. En conclusion, nous avons décrit une nouvelle voie de signalisation dépendante de ROCK2 contrôlant l’invasion collective de glandes de CRC. De façon intéressante, notre étude révèle un rôle anti-invasive de ROCK2 contredisant son rôle pro-invasive décrit dans l’invasion de cellules individuelles. Cela suggère que ROCK2 assure des rôles distincts en fonction du mode d’invasion adopté par les cellules cancéreuses et remet en question le bénéfice thérapeutique de l’inhibition de ROCK proposé pour bloquer l’invasion des cellules cancéreuses. / Metastatic progression of cancer is responsible for 90% of the disease related death. It is a multi-step process which is initiated by invasion of the peritumoral stroma by cancer cells and which leads to the dissemination of cancer cells in the organism.My PhD work aimed at identifying the molecular and cellular process driving colorectal carcinoma (CRC) invasion, which is the 2nd most frequent cancer worldwide. Our analysis of live and human primary cancer specimen revealed that CRC cells used a collective mode of invasion to disseminate, in which cells retain an epithelium specific -glandular architecture. To investigate the signaling pathways regulating this mode of invasion, we used 3D organotypic models recapitulating the features of CRC glands (Caco-2 cysts and Patient derived Xenografts (PDX) tumoroids) in collagen-I based organotypic invasion assays and in microscopy-based analyses. Because of its central role in the regulation of cell motility, we postulated that RhoGTPases signaling pathways could control the collective of CRC. In a siRNA based- screen targeting all the known effectors of RhoGTPases we found that only ROCK kinases downregulation induced collective invasion in our experimental settings. We demonstrated that ROCK2 but not ROCK1 inhibition was sufficient to promote Leader cell formation, which induced the leader/follower polarization necessary for collective invasion. Our results revealed that ROCK2 inhibition triggered collective invasion through the concomitant inhibition of MyosinII and activation of the guanine nucleotide exchange factor (GEF) FARP2 and the RhoGTPase RAC1. We therefore identify FARP2 as a new effector of ROCK2 and a mediator of the RhoA-RAC1 crosstalk in the regulation of collective invasion. In conclusion our study proposes a new ROCK dependent-signaling pathway in the regulation of collective invasion of highly polarized CRC glands models. Importantly, we found ROCK2 to be an anti-invasive protein which is in contradiction with its described pro-invasive role in single cell invasion. This suggests distinct roles of ROCK which may depend on the mode of invasion adopted by the cells and questions the benefice of proposed ROCK inhibition strategies to block cancer cell invasion.

Contexte – Les cancers de la prostate, du sein, et colorectaux sont parmi les cancers les plus fréquents dans les pays développés, et, même si plusieurs facteurs de risque sont aujourd’hui bien établis pour ces cancers, leur étiologie reste encore largement à expliquer. L’inflammation chronique est fortement suspectée de jouer un rôle dans la survenue de ces cancers et la présence, dans les tissus tumoraux, d’infiltrats inflammatoires localisés pouvant être considérés comme des lésions précancéreuses, contribue à renforcer l’hypothèse d’un lien possible entre inflammation chronique et cancers. Dans ce contexte, de nombreuses études épidémiologiques se sont intéressées au rôle des Anti-Inflammatoires Non Stéroïdiens (AINS) dans les cancers. En effet, les médicaments ayant des propriétés anti-inflammatoires comme les AINS, dont l’aspirine, et les anti-inflammatoires inhibiteurs sélectifs de la cyclo-oxygénase 2 (COX-2), pourraient diminuer le risque de survenue de ces cancers.Objectifs – L’objectif général de cette thèse a été d’étudier le rôle de la consommation d’AINS, dont l’aspirine, les AINS usuels et les inhibiteurs sélectifs de la COX-2 dans la survenue des cancers de la prostate, du sein et colorectaux.Population et méthodes – Ce travail s’est appuyé sur les données de l’Echantillon Généraliste des Bénéficiaires (EGB) de l’Assurance Maladie pour les trois cancers d’intérêt et sur les données d’une étude cas-témoins réalisée en population générale dans le département de l’Hérault (EPICAP) pour le cancer de la prostate. Pour les données de l’EGB, une cohorte fixe de 426 410 personnes présentes au 1er janvier 2007 a permis d’identifier les cas incidents entre 2008 et 2012 à partir de différents algorithmes. L’exposition aux AINS a été identifiée à partir du 1er janvier 2005 jusqu’à la date de fin d’observation : date de survenue du cancer, date de décès ou date de censure fixée au 31 décembre 2012. Un temps de latence d’au moins un an a été défini entre l’exposition aux AINS et la survenue du cancer d’intérêt. Pour les données d’EPICAP, 819 cas incidents de cancer de la prostate et 879 témoins de population générale, de même âge en moyenne que les cas, ont été interrogés en face-à-face, à l’aide d’un questionnaire standardisé, notamment sur leur consommation d’AINS.Résultats – A partir de la cohorte issue de l’EGB, des résultats préliminaires montraient une augmentation du risque de cancer de la prostate (RR=1,30 [1,17-1,46]) et du sein (RR=1,29 [1,14-1,46]) chez les patients exposés aux AINS et une absence d’association pour les cancers colorectaux (RR=0,92 [0,82-1,05]). En revanche, une association négative était observée pour les cancers de la prostate (RR=0,85 [0,74-0,96]) et colorectaux (RR=0,77 [0,66-0,90]) lorsque le temps de latence considéré était de six ans. L’étude EPICAP a montré que la consommation d’AINS était associée négativement au cancer de la prostate (OR=0,77 [0,61-0,98]). Cette association était plus prononcée pour une fréquence de consommation quotidienne (OR=0,75 [0,33-0,92]) ou d’une consommation pluriquotidienne (OR=0,38 [0,18-0,79]), et pour une durée entre 5 à 10 ans (OR=0,55 [0,33-0,92]). L’association était renforcée pour une molécule ayant une activité anti-COX-2 préférentielle (OR=0,48 [0,28-0,79]). Enfin, une association négative était également observée pour les cancers de la prostate de haut grade (Gleason score =7 (4+3) ou GS>7) avec un OR de 0,62 [0,41-0,95].Conclusion – L’ensemble de ce travail de thèse a montré que la consommation d’AINS semblait être associée négativement à la survenue du cancer de la prostate et aux cancers colorectaux. Pour le cancer de la prostate cette thèse s’est appuyée sur deux bases de données et deux méthodologies différentes, permettant d’appréhender les limites et les forces de chacune. / Background – Prostate, breast, and colorectal cancers are among the most common cancers in developed countries. Many risk factors have been identified over the years but could explain only a part of the new cases. Chronic inflammation is highly suspected to play a role in the carcinogenesis of those cancers and the presence of inflammatory infiltrate in tumoral tissue, considered as precancerous lesions, reinforced this hypothesis. In this context, several epidemiological studies have investigated the potential role of Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in cancer occurrence. Indeed, NSAIDs such as aspirin and non-aspirin NSAIDS including selective inhibitors of cyclo-oxygenase 2 (COX-2) may decrease the incidence of those cancers.Objectives – The main objective of the thesis was to investigate the role of NSAIDs use including aspirin, non-aspirin NSAIDs and selective inhibitors of COX-2 in the occurrence of prostate, breast and colorectal cancers.Population and methods – This work was based on the General Sample of health insurance Beneficiaries (EGB) for the three localizations of cancer and on the data of a population-based case-control study carried out in the département of Herault (EPICAP) for prostate cancer. In the EGB study, a cohort of 426 410 persons present in the database in January 1st, 2007 allowed to identify incident cases between 2008 and 2012 based on different algorithms. Exposure to NSAIDs was determined from January 1st, 2005 until the end of the follow up defined as either cancer incident date, date of death, or censure date fixed as December 31st, 2012. A latency of at least one year between the beginning of exposure to NSAIDs and the cancer occurrence was taken into account. For the EPICAP study, 819 incident prostate cancer cases and 879 population-based controls, frequently matched by age to the cases, were face-to-face interviewed using a standardized questionnaire, specifically on their NSAIDs use.Results – From the EGB cohort, preliminary results showed a positive association between all NSAIDs use and prostate or breast cancer occurrence (RR=1,30 [1,17-1,46], RR=1,29 [1,14-1,46], respectively), while no association was found with colorectal cancer occurrence (RR=0,92 [0,82-1,05]). These associations became negative associations when a latency of six years was taken into account in prostate and colorectal cancer (RR=0,85[0,74-0,96], RR=0,77 [0,66-0,90], respectively). In the EPICAP study, NSAIDs use was negatively associated with prostate cancer (OR=0,77 [0,61-0,98]). This association was more pronounced with daily intake (OR=0,75 [0,33-0,92]) or more than once a day (OR=0,38 [0,18-0,79]), and for a duration of five to ten years (OR=0,55 [0,33-0,92]). The negative association was reinforced for preferential anti-COX-2 NSAIDs (OR=0,48 [0,28-0,79]), and for patient with high grade prostate cancer (Gleason score, GS=7 (4+3) or GS>7 : OR=0,62 [0,41-0,95]).Conclusion – This work showed that NSAIDs use was negatively to prostate and colorectal cancer occurrence. For prostate cancer, this thesis was based on two different databases (a medical and administrative database and a case-control study) and used two different methodologies, allowing comparison about strengths and limits of both.

Yes / The seAFOod polyp prevention trial was a randomised, placebo-controlled, 2 × 2 factorial trial of aspirin 300 mg and eicosapentaenoic acid (EPA) 2000 mg daily in individuals who had a screening colonoscopy in the English Bowel Cancer Screening Programme (BCSP). Aspirin treatment was associated with a 20% reduction in colorectal polyp number at BCSP surveillance colonoscopy 12 months later. It is unclear what happens to colorectal polyp risk after short-term aspirin use. To investigate colorectal polyp risk according to the original trial treatment allocation, up to 6 years after trial participation. All seAFOod trial participants were scheduled for further BCSP surveillance and provided informed consent for the collection of colonoscopy outcomes. We linked BCSP colonoscopy data to trial outcomes data. In total, 507 individuals underwent one or more colonoscopies after trial participation. Individuals grouped by treatment allocation were well matched for clinical characteristics, follow-up duration and number of surveillance colonoscopies. The polyp detection rate (PDR; the number of individuals who had ≥1 colorectal polyp detected) after randomization to placebo aspirin was 71.1%. The PDR was 80.1% for individuals who had received aspirin (odds ratio [OR] 1.13 [95% confidence interval 1.02, 1.24]; p = 0.02). There was no difference in colorectal polyp outcomes between individuals who had been allocated to EPA compared with its placebo (OR for PDR 1.00 [0.91, 1.10]; p = 0.92). Individuals who received aspirin in the seAFOod trial demonstrated increased colorectal polyp risk during post-trial surveillance. Rebound elevated neoplastic risk after short-term aspirin use has important implications for aspirin cessation driven by age-related bleeding risk. ISRCTN05926847. / Efficacy and Mechanism Evaluation Programme. Grant Number: NIHR128210.

Yes / The naturally-occurring omega (ω)-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) eicosapentaenoic acid (EPA) reduces colorectal adenoma (polyp) number and size in patients with familial adenomatous polyposis. The safety profile and potential cardiovascular benefits associated with ω-3 PUFAs make EPA a strong candidate for colorectal cancer (CRC) chemoprevention, alone or in combination with aspirin, which itself has recognized anti-CRC activity. Colorectal adenoma number and size are recognized as biomarkers of future CRC risk and are established as surrogate end-points in CRC chemoprevention trials. The seAFOod Polyp Prevention Trial is a randomized, double-blind, placebo-controlled, 2 × 2 factorial ‘efficacy’ study, which will determine whether EPA prevents colorectal adenomas, either alone or in combination with aspirin. Participants are 55–73 year-old patients, who have been identified as ‘high risk’ (detection of ≥5 small adenomas or ≥3 adenomas with at least one being ≥10 mm in diameter) at screening colonoscopy in the English Bowel Cancer Screening Programme (BCSP). Exclusion criteria include the need for more than one repeat endoscopy within the three-month BCSP screening period, malignant change in an adenoma, regular use of aspirin or non-aspirin non-steroidal anti-inflammatory drugs, regular use of fish oil supplements and concomitant warfarin or anti-platelet agent therapy. Patients are randomized to either EPA-free fatty acid 1 g twice daily or identical placebo AND aspirin 300 mg once daily or identical placebo, for approximately 12 months. The primary end-point is the number of participants with one or more adenomas detected at routine one-year BCSP surveillance colonoscopy. Secondary end-points include the number of adenomas (total and ‘advanced’) per patient, the location (left versus right colon) of colorectal adenomas and the number of participants re-classified as ‘intermediate risk’ for future surveillance. Exploratory end-points include levels of bioactive lipid mediators such as ω-3 PUFAs, resolvin E1 and PGE-M in plasma, urine, erythrocytes and rectal mucosa in order to gain insights into the mechanism(s) of action of EPA and aspirin, alone and in combination, as well as to discover predictive biomarkers of chemopreventive efficacy. The recruitment target is 904 patients. / Medical Research Council (MRC) and managed by the National Institute for Health Research (NIHR) on behalf of the MRC-NIHR partnership

Despite the evidence that colorectal cancer screening is effective in reducing the incidence of and mortality from colorectal cancer, racial and ethnic disparities in colorectal cancer screening persist in the United States. African-born immigrants in the United States have lower colorectal cancer screening rates than native-born Americans. The purpose of this quantitative, retrospective, cross-sectional study was to examine how family income, health insurance status, language of interview, length of stay in the United States, perceived health status, level of education, and having a usual place for medical care affect colorectal cancer screening among African-born immigrants in the United States. The immigrant health services utilization model provided the framework for the study. Secondary data collected in 2010, 2013, and 2015 through the National Health Interview Survey from 349 African-born immigrants age 40 years and above were analyzed using logistic regression and a chi-square test of independence. A stratified multistage sampling procedure was used to select the sample for the study. Results showed a significant association between colorectal cancer screening and health insurance status, length of stay in the United States, perceived health status, and having a usual place for medical care. However, no association was found between colorectal cancer screening and family income, education level, and interview language. Findings may be used to impact positive social change and guide policy decisions on colorectal cancer preventive interventions targeting African-born immigrants living in the United States.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Umeå : Umeå universitet, 2009. / Härtill 5 uppsatser. Även tryckt utgåva.

La voie KRAS/BRAF/MEK/ERK MAP Kinase joue un rôle clé dans le contrôle de la prolifération des cellules épithéliales intestinales normales et cancéreuses. En effet, on retrouve des mutations du gène KRAS dans près de 35 à 40% des cancers colorectaux et une mutation du gène BRAF dans 10 à 15% des cas. Ces mutations de type gain-de-fonction sont mutuellement exclusives, ce qui suggère que la signalisation MEK/ERK qui est en aval de BRAF joue possiblement un rôle crucial dans le développement de plus de 60% des cancers colorectaux. Notre laboratoire a d’ailleurs rapporté que l’expression d’une forme mutante hyperactive de MEK1 est suffisante pour induire la transformation des cellules épithéliales intestinales normales en culture. Cette transformation est caractérisée par une transition épithélium-mésenchyme (EMT) conférant aux cellules des capacités tumorales, invasives et métastatiques. Afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans les effets transformant de MEK1, une analyse comparative par micropuces d’ADN (Affymetrix) a été effectuée et celle-ci a montré que le gène codant pour la protéine CDK8, une kinase dépendante des cyclines, est un des gènes les plus induits (12 fois) par l’hyperactivation de MEK1. Ce résultat suggèrerait l’implication de CDK8 dans l’oncogenèse colorectale induite par l’hyperactivation de la voie KRAS/MAP Kinase. De manière intéressante, nous avons d’abord mis en évidence que CDK8 était surexprimée dans des tumeurs de patients atteints de cancer colorectal de différents stades ainsi que dans des lignées cancéreuses colorectales humaines. Parmi ces lignées cellulaires analysées, nous avons mis en évidence que cette surexpression était en partie dépendante de l’activité MEK. Nous avons aussi confirmé la surexpression de CDK8 dans des lignées de cellules épithéliales intestinales de rat exprimant les oncogènes KRAS ou BRAF ou le mutant de MEK1 constitutivement actif. La baisse d’expression de CDK8 par l’utilisation d’un shARN a révélé que CDK8 contribue à l’hyperprolifération cellulaire ainsi qu’à la croissance en indépendance d’ancrage induite par l’expression du mutant hyperactif de MEK1. De plus, la baisse d’expression de CDK8 atténue le phénotype fibroblastique des cellules transformées par l’oncogène BRAF ou le mutant de MEK1 constitutivement actif, qui exhibent un phénotype plus épithélial. Nous avons pu mettre en évidence que CDK8 serait impliqué dans l’expression de gènes liés à la morphologie cellulaire tel que Snail1, Snail2 et Gem. Nos résultats montrent donc que CDK8 contribue au potentiel oncogénique de la voie MAP Kinase dans les cellules épithéliales intestinales en modulant leurs capacités prolifératives et leur transformation morphologique.

Plusieurs évidences cliniques et expérimentales soutiennent un rôle important de la dérégulation du récepteur à activité tyrosine kinase (RTK) Met dans l’étiologie et la progression du cancer colorectal (CCR). En effet, Met contrôle plusieurs fonctions biologiques nécessitant une étroite régulation telles que la prolifération, la survie cellulaire, la migration et l’invasion. Lorsqu’une forme constitutivement active de Met, Tpr-Met, est exprimée dans des cellules épithéliales intestinales (CEI), celles-ci se transforment et acquièrent des pouvoirs oncogéniques. Par des analyses de protéomique quantitative, notre équipe a démontré que la transformation induite par Tpr-Met dans les CEI était accompagnée d’une modulation des niveaux de protéines impliquées dans la régulation du cytosquelette, incluant une diminution de 31,2 fois de transgéline (TAGLN). Étant une protéine régulant plusieurs processus cellulaires de par sa capacité à réorganiser le cytosquelette d’actine, nous avons émis l’hypothèse que la perte de TAGLN dans le CCR serait due à la suractivation du récepteur Met et que celle-ci contribuerait aux fonctions oncogéniques de Met. Nos travaux de recherche indiquent, pour la première fois, que Met régule négativement la protéine TAGLN de façon dépendante et indépendante de MEK, notamment par le recrutement des protéines Shc et Grb2 aux résidus tyrosine du récepteur. De plus, par la réexpression de TAGLN dans les CEI transformées par Tpr-Met, nous démontrons que la perte de TAGLN contribue aux fonctions oncogéniques de Met, telles que la croissance au-delà de la confluence et en indépendance d’ancrage, la migration, ainsi que la croissance de tumeurs in vivo chez la souris. De plus, cette étude valide cliniquement la corrélation inverse entre l’expression de Met et de TAGLN dans le CCR. Étonnamment, à des faibles niveaux d’expression de MET, l’expression de TAGLN est corrélée de façon négative avec la survie des patients. Au contraire, à des hauts niveaux de MET, l’expression de TAGLN ne permet pas une stratification des patients selon leur pronostic de survie. En conclusion, nous démontrons que le RTK Met régule négativement TAGLN. Cependant, chez les patients où cette régulation n’a pas lieu, l’expression de MET protègerait ceux-ci d’un mauvais pronostic. Cette étude suggère que les niveaux de TAGLN et de MET pourraient représenter des biomarqueurs permettant d’identifier en clinique les patients atteints de CCR susceptibles de bénéficier de thérapies ciblant le récepteur Met.