Das DIPG ist eine für die Kindheit recht spezifische Neoplasie und geht aufgrund seiner Lage im Hirnstamm mit diffusen Ausbreitungsmuster, sowie fehlendem Therapieansprechen mit einer sehr schlechten Prognose einher. 90% der betroffenen Kinder versterben innerhalb der ersten beiden Jahre nach Diagnosestellung. Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden ob es bildgebende oder epidemiologische Merkmale gibt, die einen Einfluss auf die Überlebenszeiten zeigen und somit als prognostische Marker genutzt werden können. Die Daten der 253 Studienteilnehmer mit neudiagnostizierten DIPG stammen aus der HIT-HGG-2007-Studie, sowie den 4 Vorgängerstudien HIT-GBM-A-D über einen Untersuchungszeitraum von 1998 - 2012. Alle Erst-MRTs und alle 3-monatige follow-up-Untersuchungen wurden statistisch ausgewertet und mit Hilfe von Kaplan-Meier-Kurven Überlebenswahrscheinlichkeiten für das OS und EFS bestimmt, sowie anschließendem Gruppenvergleich im Log- Rank-Test. Als prognostisch günstig erwiesen sich ein Erkrankungsalter bei Diagnosestellung unter 3 Jahren, sowie eine Therapie nach SKK-Schema. Auch eine fehlende Kontrastmittelaufnahme bei Diagnosestellung und eine große Tumorfläche zeigten bessere Überlebenszeiten. Dagegen hatten weder das Geschlecht, noch die Histologie, noch eine max. Flächen- oder Volumenreduktion Einfluss auf die Überlebenszeiten der betroffenen Kinder. / Brainstem tumors are the most common solid neoplasm in childhood. Especially diffuse intrinsic brainstem gliomas occure diffusely in the pons. Subsequently they are difficult to treat and characterized by a dismal prognosis. More than 90% of children die within 2 years of diagnosis. The aim of this retrospective study was to find any predictive imaging or epidemiological features of overall and progression free survival, which could be used as prognostic markers. Data were analyzed from 253 children with newly diagnosed pontine glioma registered in HIT-GBM database, including the prospective multi-center studies HIT- GBM A-D and HIT-HGG 2007, from 1998-2012. To evaluate prognostic values, we performed a Kaplan-Meier survival analysis (log- rank test) that incorporated all initial MRIs and 3 month-follow-up MRIs. Favorable prognostic factors seemed to be an age younger than 3 years, as well as a therapy according to SKK, a large tumor area and absence of enhancement at baseline. But there was no survival difference between males and females. Neither histological grade, nor a maximum reduced tumor area or volume have shown a prognostic relevance.

Les gliomes infiltrants du tronc cérébral (DIPG) sont les gliomes pédiatriques les plus agressifs. Leur localisation dans le pont de Varole et leur caractère infiltrant les rendent inopérables. Le manque de matériel biologique et l’absence de modèles pertinents ont longtemps freiné le développement de nouvelles thérapies. Le séquençage du génome entier de ces tumeurs a identifié la substitution K27M des gènes d’histone HIST1H3B/C et H3F3A comme mutation somatique initiatrice des DIPG. Bien que partageant la mutation sur le même résidu, notre laboratoire a montré que les tumeurs mutées dans le gène codant H3.1 ou H3.3 définissent des sous-groupes de DIPG avec des programmes oncogéniques, propriétés d’invasion et survies différents.Dans ce contexte, le premier objectif de ma thèse a consisté à développer des modèles in vitro et in vivo pertinents de la maladie. Pour ce faire, nous avons dissocié des biopsies fraiches de DIPG naïves de tout traitement et avons, de manière systématique, mis en culture une moitié de la suspension dans du milieu sans sérum pour permettre l’expansion de cellules souches de gliomes (GSC). En parallèle, l’autre moitié a été directement injectée par stéréotaxie dans le cerveau de souris immunodéprimées, pour obtenir des modèles de xénogreffes dérivés de patients (PDX). De plus, nous avons obtenu un second type de modèle in vivo de DIPG à partir des cellules tumorales en culture greffées dans le tronc par stéréotaxie (CDX). Au préalable, les GSC ont été modifiées pour exprimer de manière stable la protéine fluorescente mKate2 et l’enzyme Luciférase, permettant le suivi longitudinal de la croissance tumorale. Nous avons pu générer des GSCs issues de 26 patients différents mutées dans le gène codant H3.1 ou H3.3 et qui maintiennent leurs propriétés de cellules souches in vitro. De plus, nous avons généré 8 modèles PDX et 6 modèles CDX développant des tumeurs infiltrantes et présentant les mêmes symptômes neurologiques que les patients. Conformément aux données cliniques, nos modèles in vivo mutés H3.3 ont développé des tumeurs infiltrant le parenchyme plus rapidement que les modèles H3.1. En somme, ces résultats indiquent que nous avons réussi à générer des modèles de DIPG à partir d’échantillons naïfs de tout traitement, et qui récapitulent les aspects cliniques et moléculaires de ce cancer.Nous avons ensuite profité des modèles GSCs pour étudier les mécanismes moléculaires qui conduisent au phénotype invasif. Dans un premier temps, nous avons montré que l’expression de CXCR4, un récepteur de chimiokines, est corrélée à la capacité migratoire des GSC in vitro. Cependant, l’inhibition de CXCR4 par un antagoniste n’a montré d’efficacité que dans une partie des GSC testées, suggérant l’implication d’autres voies de signalisations dans leur motilité. Aussi, dans le but d’identifier de manière non biaisée de nouveaux mécanismes moléculaires impliqués dans la migration des GSC, nous avons analysé le profil transcriptomique de 13 GSC présentant une mutation K27M dans les gènes codant H3.1 ou H3.3 par séquençage de l’ARN. Nous avons ensuite sélectionné les gènes dont le niveau d’expression était corrélé à la vitesse de migration des différentes GSCs. Ainsi, nous avons découvert plusieurs candidats, parmi lesquels CXCL10, le ligand du récepteur aux chimiokines CXCR3, et SPSB4, une ubiquitine-ligase, qui sont surexprimés dans les tumeurs migrant rapidement. L’implication de ces 2 gènes dans la migration sera étudiée in vitro et in vivo dans des expériences de perte de fonction en utilisant des constructions exprimant des shARN inductibles.Au total, ce travail a permis le développement de modèles pertinents de DIPG qui récapitulent les caractéristiques de la tumeur dont ils dérivent et qui reflètent l’hétérogénéité interindividuelle observée chez les patients. De plus, cette étude a permis la découverte de nouveaux mécanismes moléculaires qui favorisent la migration de ces cellules tumorales très particulières. / Diffuse Instrincic Pontine Gliomas (DIPG) are the most aggressive form of pediatric gliomas. They are infiltrative tumors originating from the brainstem. The lack of biological material and the absence of relevant models have for long hampered the development of new therapeutics. Whole genome sequencing of tumor DNA identified a K27M substitution in the histone genes HIST1H3B/C and H3F3A as a recurrent somatic driver mutation in DIPG. Despite sharing the mutation on the same residue, our lab demonstrated that H3.1- and H3.3-mutated tumors define distinct subgroups of DIPG with different oncogenic programs, overall survival or invasion properties.Thus, the first goal of my PhD project consisted in developing relevant in vitro and in vivo models from treatment-naive primary specimen of DIPG that would mimic the disease. To do so, our strategy has been to dissociate fresh biopsies upon reception from the operating room and systematically place one-half of the cell suspension in serum-free culture to allow the expansion of Glioma Stem-like cells (GSCs) while the other half is directly stereotactically injected into the brain of Nude mice to develop Patient-derived xenograft models (PDX). We also obtained a second type of in vivo DIPG models, Cell-derived Xenograft models (CDX), after stereotactic xenografting of GSCs. Cells were modified beforehand to stably express a fluorescent protein as well as the Firefly luciferase enzyme, thus allowing the longitudinal record of tumor growth. We succeeded in generating GSCs from 26 different patients harboring a K27M mutation either in H3.1 or H3.3, that maintained stemness properties in culture. In addition, we generated 8 PDX and 6 CDX models that developed infiltrative tumors with maintenance of DIPG hallmarks. All tumor-bearing mice displayed neurological disorders like impaired walking and/or hemi-paralysis, as observed in patients. In accordance with the clinical data, our H3.3-K27M in vivo models developed tumors faster than H3.1-K27M, as well as they infiltrate the parenchyma faster and deeper than H3.1-K27M models. Taken together, these results showed that we succeeded in generating models of DIPG from treatment-naïve samples that mimic the clinical and molecular aspects of the disease.We then took advantage of such GSCs models to decipher the molecular mechanisms driving the invasive phenotype of patients with DIPG. First, we showed that CXCR4 expression, a chemokine receptor, is correlated with the in vitro migration capacity of our cellular models of DIPG. However, inhibition using CXCR4-antagonist CXCR4 was only efficient in a subset of our models, suggesting that other signaling pathways could be involved in their motility. To further identify the molecular mechanisms involved in migration of GSCs in vitro in an unbiased manner, we profiled the transcriptome of 13 GSCs harboring both H3.1- and H3.3-K27M genotype by RNA-sequencing. We then selected genes which expression levels correlated with the migration speed of the different GSCs. We uncovered several candidates among which CXCL10, the ligand of the chemokine receptor CXCR3, and SPSB4, an ubiquitin-ligase, up-regulated in highly migrating tumor cells. The involvement of these 2 genes in migration will be investigated in vitro and in vivo in loss of function experiments using doxycycline-inducible shRNA expressing constructs.Altogether, this work allowed for the development of pertinent DIPG models that resemble the primary tumors they derive from and also reflect the inter-individual heterogeneity observed in patients. Additionally, we gained new insights on the molecular mechanisms promoting cell migration in these particular cells.

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Les DIPG représentent les tumeurs cérébrales pédiatriques les plus sévères. Aucun progrès dans leur prise en charge n’a été accompli au cours des 50 dernières années et la radiothérapie ne demeure que transitoirement efficace. Récemment, une mutation somatique de l’histone H3 (K27M) spécifique des DIPG a été trouvée chez environ 95% des patients. Elle est aujourd’hui considérée comme l'événement oncogénique initiateur de ces tumeurs. Deux sous-groupes majeurs de patients présentant des programmes oncogéniques et une réponse à la radiothérapie distincts peuvent être définis en fonction du gène dans lequel l’altération survient, codant les variantes protéiques H3.1 ou H3.3. Nous avons réalisé deux cribles de létalité synthétique par ARN interférence ciblant le kinome humain afin d'identifier d’une part les gènes nécessaires à la survie des DIPG et d’autre part les gènes dont l’inhibition sensibilise ces tumeurs à la radiothérapie. Le double objectif de ce projet était de mieux comprendre la biologie sous-jacente à l’oncogenèse des DIPG et de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques.Nous avons mis en évidence 41 gènes requis pour la survie des DIPG sans effet délétère majeur sur des cellules contrôles normales. Parmi eux, nous avons identifié VRK3 codant une serine thréonine kinase dont les fonctions restent peu décrites à ce jour et qui n'avait jamais été associée préalablement à l'oncogenèse de DIPG. Nous avons pu confirmer par la suite que son inhibition conduit à un arrêt total de la prolifération des cellules de DIPG associé à d’importants changements morphologiques, plus particulièrement dans les tumeurs mutées pour H3.3-K27M. VRK3 constitue par conséquent une nouvelle cible thérapeutique prometteuse dans cette pathologie à l’issue fatale pour la totalité des patients.En parallèle, un crible de survie similaire a été réalisé en conjonction avec l’irradiation des cellules. Très peu d’ARN interférents ont permis de sensibiliser les cellules H3.3-K27M à la radiothérapie contrairement aux cellules H3.1-K27M. Ce travail nous a permis de mettre en évidence une différence significative de radiosensibilité des modèles vitro de DMG en fonction du sous-groupe de tumeurs considéré, H3.1- ou H3.3-K27M muté, conformément à la survie des patients observée suite à la radiothérapie. Ces résultats inédits laissent entrevoir des perspectives d’amélioration du traitement de référence des patients atteints de DIPG actuellement identique quelle que soit leur génotype. / DIPG is one of the most severe paediatric brain tumours. No progress has been made in their management over the past 50 years and radiotherapy remains only transiently effective. Recently, a specific somatic mutation in the histone H3 (K27M) has been found in approximately 95% of DIPG patients and can be considered as the oncogenic driver of these tumours. Two major subgroup of patients with distinct oncogenic program and response to radiotherapy can be defined according to the gene in which the alteration occurs, encoding the H3.1 or H3.3 protein variants. We performed two synthetic lethality screens by RNA interference targeting the human kinome in order to identify the genes responsible for DIPG cell survival, as well as those sensitizing tumour cells to radiotherapy after inhibition. The dual purpose of this project was to better understand the biology underlying oncogenesis of DIPGs and to discover new therapeutic targets.We identified 41 genes required for DIPG cell survival with no major deleterious effect on normal control cells. Among them, we identified VRK3, a serine threonine kinase never involved in DIPG oncogenesis with functions remaining poorly described to date. We have shown that its inhibition leads to a complete arrest of DIPG cell proliferation and is additionally associated with important morphological changes, more particularly in H3.3-K27M mutated tumours. VRK3 is therefore a promising new therapeutic target for all patients in this fatal pathology.In parallel, a similar survival screen was performed in conjunction to cell radiation and very few interfering RNAs enhance H3.3-K27M cell radiosensitivity, in contrast to H3.1-K27M cells. These data highlighted a significant difference in radiosensitivity of the DMG in vitro models in H3.1- versus H3.3-K27M mutated tumours, in a concordant way with patient survival following radiotherapy. These unprecedented results suggest new opportunities for improving the current treatment of DIPG patients regardless of their genotype.

<p>Brain tumors are an incredibly diverse group of neoplasms, as evidenced by their varied locations in the brain, histological characteristics, and genetic alterations. Brain tumor heterogeneity can be potentially explained by distinct oncogenic events or cells-of-origin, or by region-specific intrinsic or extrinsic factors. Brainstem Glioma (BSG) is a particularly deadly brain tumor, afflicting 200-300 children in the United States each year. High-grade BSG (also known as Diffuse Intrinsic Pontine Glioma, DIPG) cannot be surgically removed, and the standard treatment of radiation therapy provides only temporary relief from symptoms. The past 5 years has witnessed a dramatic increase in knowledge regarding the biological basis of this disease along with the realization that BSG is distinct from other more common types of glioma, such as cerebral cortex glioma (CG). It was the goal of this study to investigate the regional differences in gliomas arising in the brainstem versus the cerebral cortex, using mice as a model system, and to begin to understand the contributions of the various possible sources of heterogeneity.</p><p> </p><p>In doing so, we have uncovered region-specific gene expression patterns in these two types of pediatric gliomas that are apparent even when the initiating genetic alterations and cell-of-origin are kept constant. Focusing on the <italic>paired box 3</italic> (Pax3) gene, which is expressed at higher levels in BSG than CG, we have found that Pax3 expression not only characterizes mouse BSGs driven by PDGF signaling, Ink4aARF-loss, p53-loss, and H3.3-K27M expression, but also identifies a novel subset of human BSGs that are associated with <italic>PDGFRA</italic> alterations and wild type <italic>ACVR1</italic> and that commonly harbor <italic>TP53</italic> alterations and the H3.3-K27M mutation. </p><p>As Pax3 plays a pro-tumorigenic role in other types of cancer, we hypothesized that Pax3 expression contributes to the brainstem gliomagenesis process as well. By utilizing mouse models, we found that Pax3 inhibits apoptosis and promotes proliferation of Nestin-expressing brainstem progenitor cells <italic>in vitro</italic> and enhances PDGF-B-driven BSG <italic>in vivo</italic>. Furthermore, we speculate that Pax3 expression may be a marker for Wnt pathway activation in BSG, which is targetable via pharmacologic agents. Indeed, a subset of Wnt inhibitors tested effectively slowed the growth of BSG cells <italic>in vitro</italic>, however cross talk with the Shh pathway might indicate that dual Wnt and Shh inhibition is necessary.</p><p>In addition, the regional expression pattern of Pax3 in gliomas correlates with its expression in normal murine brain development, leading us to hypothesize that Pax3 progenitor cells in the neonatal brainstem can serve as a cell-of-origin for BSG. We discovered that targeting Pax3 progenitors with PDGF-B overexpression and Ink4aARF- or p53-loss induces high-grade BSG that physiologically resemble the human disease. This novel and distinct model of BSG may be utilized in the future for preclinical studies.</p><p>The identification of Pax3 as a regional marker of mouse and human BSG has led to the discovery of a novel subset of the human disease, the identification of a novel oncogene contributing to pathogenesis, and the characterization of a novel cell-of-origin with the potential to give rise to the disease. This information contributes significantly to the current understanding of the mechanisms and cellular origins of BSG, and will hopefully instruct future investigations into how to better treat this disease.</p> / Dissertation

Paediatric high grade glioma (HGG), including diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG) are highly aggressive tumours with no effective cures. Lack of understanding of the molecular biology of these tumours, in part due to lack of well-characterised pre-clinical models, is a great challenge in the development of novel therapies. Analysis of paired cell culture/biopsy samples in this study revealed that paediatric HGG short-term cell cultures retain many of the tumour characteristics in vivo. Using a genome-wide approach, copy number, gene and miRNA expression, and methylation changes were characterised in 17 paediatric HGG-derived short-term cell cultures including 3 from DIPG. The majority of the genomic changes were unique from those arising in adult HGG. Approximately 65% (11/17) of paediatric HGG short-term cell cultures had balanced genetic profiles resembling normal karyotypes. The most frequent copy number gain and loss were detected at 14q11.2 (94%) and 8p11.23-p11.22 (59%), respectively. H3F3A (K27M) mutation was present in 2/17 (12%) cases and concurrent loss of CDKN2A and BRAFV600E in 1/17 (6%) case. Genes involved in reelin/PI3K signaling (DAB1), RTK signaling (PTPRE), and arginine biosynthesis (ASS1 and ASL) were frequently deregulated by methylation in these tumours. The anti-growth and anti-migratory properties of DAB1 and PTPRE were demonstrated in vitro. Preliminary investigations validated the therapeutic potential of ADI-PEG20 (arginine depletion), and PI-103 (PI3K/mTOR inhibition) in a subset of paediatric HGG short-term cell cultures. This study has identified novel genetic and epigenetic changes in paediatric HGG that may, following further validation, be translated into potential biomarkers and/or therapeutic targets.

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Le gliome infiltrant du tronc cérébral est une tumeur gliale pédiatrique de très mauvais pronostic. La survie médiane des patients varie entre 9 et 12 mois. Son aspect typique en imagerie permet le diagnostic sans confirmation histologique mais a limité la compréhension de la physiopathologie de ces tumeurs pendant plusieurs années. L'identification des mutations des histones H3 K27M comme identité moléculaire des gliomes infiltrants du tronc cérébral définit cette tumeur comme une entité unique en 2012 et la sépare des autres tumeurs cérébrales. Il y a deux variantes des histones H3 à l’origine des tumeurs, la variante H.3.1 et la variante H3.3 qui forment deux sous-groupes présentant des phénotypes et des pronostics différents. L'objectif de cette thèse était d'utiliser les techniques d'imagerie multimodale pour mieux comprendre la physiopathologie des gliomes infiltrants du tronc cérébral, en observant l'évolution des effets des différents traitements à différents temps. Nous avons tout d'abord montré une augmentation des index de perfusion associée à une diminution de l'oedème lésionnel en post- radiothérapie. Puis nous avons décrit en imagerie le phénomène de pseudo-progression. Ce phénomène, qu’il ne faut pas prendre pour une vraie progression tumorale, est caractérisé par une augmentation du volume et du rehaussement tumoral associé à une augmentation importante des index de perfusion. Le ratio d’augmentation du flux sanguin lésionnel dans les suites de la radiothérapie permet identifier une pseudo-progression avec une sensibilité et une spécificité élevées. Ces 2 groupes de patients (sans et avec pseudo-progression) ont un comportement en imagerie très différents en fin de vie. Nous avons ensuite comparé les paramètres d'imagerie aux données histologiques pour mieux appréhender les deux types de mutation d'histones. Les tumeurs H3.1 présentent plus d'oedème, plus de nécrose et une perfusion moins élevée. Les tumeurs H3.3 ont une perfusion plus élevée et moins d'oedème. La valeur du volume sanguin lésionnel est positivement corrélée à la charge tumorale. L’imagerie multimodale est essentielle dans le suivi et la compréhension des mécanismes physiopathologiques des DIPG. Elle devra être incluse dans les protocoles de recherches (efficacité des nouvelles chimiothérapies ciblées et nouvelles techniques d’application, modèles murins, radiomics, corrélation avec les nouvelles quantifications histologiques) dans le but d’avancer puis un jour de guérir ces petits patients. / Diffuse Intrinsic Pontine Glioma is a pediatric tumor with very poor prognosis. Median survival is 9-12 months. Its typical MRI appearance allows for diagnosis without histological confirmation, but has limited understanding its pathophysiology for years. DIPGs molecular identity identified as histone H3K27M mutations in 2012 defined them as a separate entity. Two subgroups with different phenotypes and prognoses are associated with mutations in one of the two variants H3.1/H3.3 of histone H3. The aim of this thesis was to use multimodal imaging techniques to better understand the pathophysiology of DIPG, by observing the evolution of the effects of different treatments over time. 1st, we showed an increase in perfusion indices associated with decreased edema after radiotherapy. Secondly, we have described the phenomenon of pseudo-progression in MRI, an increase in tumor volume and enhancement associated with a significant increase in perfusion index. This shouldn’t be confused with true tumor progression. The ratio of increase in lesion’s blood flow after radiotherapy has high sensitivity and specificity to identify pseudo-progression. 3rd, we compared the imaging parameters with the histological data to better understand the differences between the histone mutations. The mutated tumors H3.1 have more edema, more necrosis and a lower perfusion. While mutated H3.3 tumors have a higher tumor burden. Tumor burden is positive correlated to lesion blood volume. Multimodal imaging is essential in monitoring and understanding the physiopathological mechanisms of DIPG. It should be included in the research protocols in order to advance and then one day to cure these small patients.

Purpose: The aim of this study is to investigate the spectrum of neurological triad improvement in patients with diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG) treated by reirradiation (re-RT) at first progression. Methods: We carried out a re-analysis of the SIOP-E retrospective DIPG cohort by investigating the clinical benefits after re-RT with a focus on the neurological triad (cranial nerve deficits, ataxia, and long tract signs). Patients were categorized as “responding” or “non-responding” to re-RT. To assess the interdependence between patients’ characteristics and clinical benefits, we used a chi-square or Fisher’s exact test. Survival according to clinical response to re-RT was calculated by the Kaplan–Meier method. Results: As earlier reported, 77% (n = 24/31) of patients had any clinical benefit after re- RT. Among 25/31 well-documented patients, 44% (n = 11/25) had improvement in cranial nerve palsies, 40% (n = 10/25) had improvement in long-tract signs, and 44% (11/25) had improvement in cerebellar signs. Clinical benefits were observed in at least 1, 2, or 3 out of 3 symptoms of the DIPG triad, in 64%, 40%, and 24%, respectively. Patients irradiated with a dose ≥20 Gy versus <20 Gy may improve slightly better with regard to ataxia (67% versus 23%; p-value = 0.028). The survival from the start of re-RT to death was not different between responding and non-responding DIPG patients (p-value = 0.871). Conclusion: A median re-irradiation dose of 20 Gy provides a neurological benefit in twothirds of patients with an improvement of at least one symptom of the triad. DIPG patients receiving ≥20 Gy appear to improve slightly better with regard to ataxia; however, we need more data to determine whether dose escalation up to 30 Gy provides additional benefits.

Le gliome infiltrant du tronc cérébral est une tumeur rare, non opérable et inéluctablement fatale. En raison du manque de ressource biologique disponible, aucun progrès dans la compréhension de la biologie de ces tumeurs n’a été fait jusqu’à ces dernières années, laissant la radiothérapie pour seul traitement efficace, et seulement transitoirement. Enfin, grâce à la mise en place de collecte d’échantillons de gliomes infiltrant du tronc cérébral au diagnostic ou à l’autopsie, un nombre sans précédent d’analyses biologiques et génomiques a pu être mené et améliorer la connaissance de ces tumeurs. Si ces études ont montré que ces gliomes pédiatriques étaient bien différents de ceux de l’adulte, elles ont aussi fait apparaître la présence d’anomalies génétiques récurrentes spécifiques de ces tumeurs sous-tentorielles. Ainsi le Platelet-Derived Growth Factor Receptor Alpha (PDGFRα) est apparu comme cible prédominante dans ces tumeurs compte tenu des nombreuses anomalies génétiques constatées. La recherche d’un médicament efficace pouvant inhiber cette voie nous a conduit à évaluer l’effet du dasatinib qui est un inhibiteur multi-ciblé. Nous en rapportons ici l’efficacité in vitro sur de nouvelles lignées cellulaires de gliomes infiltrants du tronc cérébral établies à partir de biopsies stéréotaxiques réalisées au diagnostic. Sachant néanmoins que les thérapies ciblées restent peu efficaces en clinique quand elles sont utilisées seules, nous mettons en évidence l’intérêt de combiner le dasatinib avec un inhibiteur de MET, 2ème oncogène fréquemment amplifié dans ces tumeurs. D’autre part, une stratégie originale de criblage médicamenteux a été mise en œuvre. Celle-ci a permis de définir de manière fonctionnelle de nouveaux médicaments potentiellement efficaces dans les gliomes infiltrants du tronc cérébral, incluant les inhibiteurs d’Histone deacetylases (HDAC), les inhibiteurs des Cyclin-Dependent Kinases (CDK) ou encore les inhibiteurs du protéasome. Enfin par la technique de séquençage génome-entier, de nouvelles anomalies génétiques jamais rencontrées dans aucun autre cancer ont été détectées. Parmi celles-ci se trouvent des mutations d’histone H3K27M dont la fréquence élevée (80%) suggère leur rôle fondamental dans la genèse de ces tumeurs. Des mutations activatrices d’ACVR1/ALK2 ont été également mises en évidence. Celles-ci représentent désormais de nouvelles cibles à explorer.Ce travail de thèse rapporte la recherche de nouvelles cibles thérapeutiques d’une part, via une approche exploratoire par criblage médicamenteux et recherche d’anomalies génétiques par séquençage « génome-entier », et d’autre part, via une approche de validation préclinique sur le plan des thérapies ciblées de type inhibiteurs de tyrosine-kinases. / Diffuse Intrinsic Pontine Glioma (DIPG) is a rare, unresectable and universally fatal tumor. Due to the lack of available material, no improvements have been made in the knowledge of the biology of this tumor until recent years, leaving radiotherapy as the only efficient treatment, and only transiently. Recently, the effort engaged for collecting samples in this disease at the diagnosis or at the autopsy resulted in an unprecedented number of analyses consequently improving our knowledge in DIPG. Those studies bring evidences for their differences with adult gliomas, but also with other pediatric supratentorial glioma showing specific genomic alterations. Thus, Platelet-Derived Growth Factor Receptor Alpha (PDGFRα) appeared to be one of the major target given its frequent aberrations found in those tumors. Investigating an effective drug to inhibit this pathway led us to evaluate the effect of dasatinib, which is known as a multi-targeted inhibitor. We report here the in vitro efficacy of dasatinib on new cell lines of DIPG developed from stereotaxic biopsy at diagnosis. Because therapies are largely inefficient in the clinic when they are used as a monotherapy, we bring out our interest on combining dasatinib with an inhibitor of MET, which is the 2nd most common amplified oncogene in these tumors.Additionally, an innovative strategy of pharmacological screening has been successfully tested. New drugs, potentially efficient in DIPG, have been fonctionnaly-defined, including Histone deacetylase inhibitors (HDACi), Cyclin-Dependent Kinases inhibitors (CDKi) and proteasome inhibitors as well.Finally, by using whole genome sequencing (WGS), we have been able to discover new genetic abnormalities, never encountered before in other cancers. Among those, mutations of histone H3K27M with a high frequency of 80% were found, suggesting that they have a fundamental role in tumors genesis. Moreover, ACVR1/ALK2 activating mutations have been identified as well. And this gene now represents a new target to explore. This work reports the research of new therapeutic targets through an exploratory approach using drug screening and WGS on the one hand, and on the other hand through a preclinical validation approach in terms of targeted therapies with tyrosine-kinases inhibitors.