Die Patientenbestrahlung stellt eine wichtige Therapiesäule in der onkologischen Behandlung von Hirntumoren dar. Das Hauptaugenmerk wird dabei auf die Erreichung einer vorgegebenen Zieldosis im Tumorgebiet und die ausreichende Schonung von sensiblen Strukturen gerichtet. Wir verglichen insgesamt 4 Bestrahlungstechniken untereinander, welche in ihrer Segmentierung und Feldzahl variiert werden können: KoPlanar (Komplettbestrahlung in einer Ebene), KoPlanar+1 (Bestrahlung in einer Ebene mit einem Zusatzfeld in einer anderen Ebene), 2-Ebenen (Bestrahlung auf 2 unterschiedliche Ebenen verteilt), Quasi-Isotrop (Bestrahlung mit Zentralstrahlen in mehreren unterschiedlichen Ebenen). Die Feldzahl kann zwischen wenigen Feldern (9F oder 10F) und vielen Feldern (15F oder 16F) gewählt werden. Die Segmentanzahl wird entweder bei 64 oder 120 Segmenten festgelegt, alternativ wurde eine freie Optimierung der Feldfluenz ermöglicht. Dabei zeigte die Quasi-Isotrope Technik eindeutige und signifikante Vorteile gegenüber allen anderen Techniken sowohl bei niedrigen als auch hohen Feldzahlen. Die koplanare Bestrahlung schnitt bei unserer Auswertung am schlechtesten ab. Die 2-Ebenen Technik und KoPlanar+1 Technik können bei hohen Feldzahlen als gleichwertig betrachtet werden, bei niedrigen Feldzahlen zeigt die KoPlanar+1 Technik Vorteile. Aus unserer Sicht sollten die unentschiedenen Vergleiche in weiteren Studien untersucht werden, die das Patientengut weiter einengen. Weiterhin wäre eine Erweiterung der Untersuchungen auf die schneller applizierbaren nonkoplanaren Volumetric Arc –Techniken (VMAT) wünschenswert. / Radiation therapy is an important option in the oncological treatment of brain tumors. The main focus is on achieving a specified target dose in the tumor area and on adequate protection of sensitive structures. We compared 4 irradiation techniques with each other, which were varied in their segmentation and in the number of fields: KoPlanar (complete irradiation in one level), KoPlanar + 1 (irradiation in one level with an additional field in another level), 2-levels (irradiation on 2 different planes distributed), quasi-isotropic (irradiation with central rays in several different planes). The number of fields were varied (9F/10F or 15F/16F). The number of segments was set to either 64 or 120 segments; alternatively, the field fluence was optimized without any restriction. The quasi-isotropic technique showed clear and significant advantages over all other techniques with both low and high field numbers. The KoPlanar technique was inferior to the other techniques in our evaluation. The 2-level technique and the KoPlanar + 1 technique can be regarded as equivalent in the case of high numbers of fields; the KoPlanar + 1 technique is beneficial for low numbers of fields. From our point of view, the non-conclusive comparisons should be examined in further studies with a more consistent patient population. Furthermore, future investigations should include the non-coplanar volumetric arc techniques (VMAT) which can be applied more quickly.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 48-55.

Thèse de doctorat : Neurosciences : Paris 12 : 2005. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de la version papier. Bibliogr. : 356 réf.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Biologie, médecine, santé, spécialité Physiologie : Poitiers : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 321 réf.

Thèse doctorat : Neurosciences : Paris 12 : 2003. / Version électronique uniquement consultable au sein de l'Université Paris 12 (Intranet). Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. : 349 réf.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Titre de l'écran-titre (visionné le 5 mai 2008). Bibliogr.

Une des difficultés rencontrées lors de l'administration d'agents thérapeutiques au sein du parenchyme cérébral peut être résolue par l'utilisation de nouvelles formes galéniques implantables. Nous montrons dans ce travail la biocompatibilité dans le cerveau de rat des microsphères synthétisées par Biocompatibles facilement injectées par stéréotaxie et chargées en doxorubicine (1mg/ml) (CM-BC1) ou en irinotécan (100mg/ml) (CM-BC2). Nous avons ensuite rapporté l'efficacité des CM-BC2 sur le gliome 9L du rat avec une amélioration significative de la survie par rapport aux groupes non traité ou traité par microsphères blanches. La combinaison des traitements n'améliore pas significativement la survie par rapport à la radiothérapie seule. La récente expansion des nanotechnologies associée aux progrès des méthodes mini-invasives d'administration intracérébrale de médicaments offre l'opportunité d'améliorer ces résultats. Nous avons étudié, toujours sur lemodèle 9L, l'effet radiosensibilisant du paclitaxel, injecté en intratumoral par Convection-Enhanced Delivery (CED) et vectorisé par des nanocapsules lipidiques (LNC) développées par le laboratoire. Une tendance à l'augmentation se profile en faveur des LNC de paclitaxel qui permettent l'obtention de la meilleure médiane de survie (+10 jours par rapport au groupe irradié seul). Bien que les résultats soient non significatifs, l'association d'une chimiothérapie locale à la radiothérapie est intéressante. Il reste maintenant à optimiser les connaissances sur ce vecteur avec notamment possibilité d'adressage subcellulaire et amélioration de la cinétique de libération du principe actif.

Les gliomes sont les tumeurs cérébrales primitives les plus fréquentes de l'adulte. Le glioblastome (grade IV) en est la forme la plus agressive, caractérisé par sa résistance aux traitements actuels (chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie). La mortalité de cette pathologie est quasi constante (survie médiane de 15 mois), ce qui justifie l'importance de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques. Le challenge est d'arriver à identifier des marqueurs spécifiques pour proposer un schéma thérapeutique alignant des stratégies de thérapies ciblées qui vont améliorer la prise en charge clinique, la survie globale et la survie sans progression des patients atteints de ces pathologies. Deux axes sont au centre des recherches fondamentales, translationnelles et cliniques. Le premier axe se définit autour du développement de molécules inhibitrices des voies de signalisation et le second autour du concept de cellules souches tumorales (CST) de glioblastomes (GBM) découvertes récemment dans le cerveau et qui révolutionnent la conception de la transformation tumorale.ASPM (Abnormal Spindle Like Microcéphaly Associated) est une cible candidate pertinente susceptible de participer au développement des gliomes (Horvath et al., 2007 ; Hagmann et al., 2008). Cette protéine régule la prolifération des neuroblastes, elle est fortement exprimée au stade embryonnaire, mais, reste faiblement exprimée dans le cerveau adulte. Par ailleurs, ASPM est impliquée dans divers processus de cancérisation (surexprimée dans les cancers du sein, du foie et du cerveau...), toute fois, le mécanisme responsable de cette dérégulation n'est pas encore bien caractérisé.Nos études menées sur une série de 169 gliomes humains, sélectionnés à partir de notre cohorte de patients, montrent que le gène ASPM est un marqueur de la progression vers la malignité, les grades les plus élevés exprimant le plus fortement ASPM. En outre, nous avons également montré que le niveau des transcrits d'ASPM est augmenté dans les récidives de gliomes et qu'en in vitro, ASPM contrôle la formation des gliomasphères (CST de GBM) avec une augmentation de l'expression de ses transcrits dans les cultures in vitro au fil des passages. En continuité de ces observations, nous avons alors développé un sh-miR-RNA spécifique d'ASPM permettant l'extinction post-transcriptionnelle de ce gène. Les résultats obtenus in vitro montrent que la perte d'expression d'ASPM conduit à un arrêt de la prolifération et aboutit à une mort cellulaire massive.Actuellement, des modèles de greffe de gliomasphères chez la souris (orthotopique) sont en cours de développement pour confirmer les effets observés in vitro et vérifier in vivo la validité de notre approche thérapeutique. En perspective, nous tenterons d'étudier les effets du silencing d'ASPM sur la voie de signalisation la plus dérégulée (pRB / E2F ou PI3K / AKT). Enfin, nous étudierons le rôle potentiel de cette protéine dans le contrôle du cycle cellulaire, et, in fine la mise en évidence de ses partenaires...

Gliomas constitute 36% of all primary brain tumors and 81% of all primary malignant brain tumors. The overall prognosis in patients with gliomas depends mainly on the location and histologic grade of the tumor.<p>The World Health Organization classification of gliomas is the primary basis for guiding therapy and assessing overall prognosis in gliomas. This classification system, based on histological features, often falls short of predicting therapeutic response of individual tumors within the same histological grade. Yet, it still remains the grading method for both research and clinical prospects.<p>Unlike any other organ the brain has multiple protective layers such as the skull that ensure a homeostatic environment. The resulting reduced access to the brain and the absence of plasmatic brain tumor markers bring neuroimaging in a central position in diagnosis and management of brain tumors. Moreover, neuroimaging has evolved from a purely morphologic investigation into a diagnostic tool that allows characterization of particular physical alterations within brain tissue. Understanding the relationship between the physical characteristics of tumor tissue, studied by MR imaging, and biological characteristics of the tumor is therefore important for the appropriate integration of neuroimaging in brain tumor management. The general objective of this work is to define the relationship between physiologybased MR imaging and biological features of glial tumors. Diffusion and perfusionweighted imaging, physiologybased MR techniques provide the data based on physical characteristics of the tissues. Diffusion weighted imaging (DWI) allows the measurement of water molecules diffusivity within the brain tissue by means of apparent diffusion coefficient (ADC) measurements. Perfusion weighted imaging (PWI) is based on changes of MR signal during the passage of contrast material through the intravascular space and allows hemodynamic measurements such as those of cerebral blood volume (CBV)within the brain tissue.<p>Highgrade diffuse gliomas are currently differentiated from low grade diffuse gliomas by increased cellularity with nuclear atypia, mitotic activity, endothelial proliferation and necrosis. Components of the extracellular matrix and angiogenesis constitute some other features of gliomas, which have established links with oncogenic processes that influence the proliferative and infiltrative potentials of these tumors. We have specifically targeted these features in our comparative studies with the working hypothesis that physiologybased MR measurements, obtained in vivo, might provide information that is pertinent in terms of tumor malignancy.<p>We chose to approach the biology of brain tumors in two ways: in vivo, by means of metabolic imaging techniques such as positron emission tomography (PET) and ex vivo, by means of histological and immunohistochemical analyses of tumor specimens.<p>Many studies have investigated the relation between ADC values and cellularity in gliomas. The underlining theory is based on the premise that water diffusivity within the 9 extracellular compartment is inversely related to the content and attenuation of the constituents of the intracellular space. Therefore when cellularity increases, intracellular space volume increases with a relative reduction of the extracellular space, leading to restricted diffusion of water molecules. However other factors may affect the value of ADC in gliomas such as the extracellular matrix which contains various amounts of hydrophilic macromolecules susceptible to change water molecules diffusivity. Hyaluronic acid is one highly hydrophilic component of the extracellular matrix of gliomas and its level of expression changes significantly during the progression to anaplasia in gliomas. Our hypothesis was that hyaluronan may influence ADC values in high and low grade gliomas.<p>We demonstrated a positive correlation between ADC values and the immunohistochemical level of hyaluronan in glial tumors.<p>Previous studies have confirmed the utility of positron emission tomography using C11 Methionine (PETMET) as a prognostic tool in patients with gliomas. Higher MET uptake is associated with greater proliferative potential and a higher level of malignancy in gliomas.<p>The increased aminoacid uptake in gliomas seems to reflect increased transport mediated by aminoacid carriers located in the endothelial cell membrane. Our hypothesis was that CBV measurements, index of tumor vascularity, may be related to tumor aminoacid metabolism.<p>We found a positive correlation between maximum CBV values and maximum MET uptake values in gliomas.<p>A limitation to these preliminary studies was lack of direct correlation between MRbased measurements and histologic and metabolic data. Indeed, glial tumors are known for their remarkable tissue heterogeneity across different grades, within the same grade, and even within a single given tumor. Therefore we used image coregistration and stereotactic biopsies to further assess the relationship between MRbased imaging data and both metabolic and histologic analysis.<p>The second part of our studies was based on measurements at the exact same localization on both MR and PET images where biopsy specimens were performed. We found a local relationship between CBV and MET uptake values. Both measurements correlated with mitotic activity and endothelial proliferation; two features of tumor aggressiveness.<p>In order to quantify tumor cellularity and tumor angiogenesis, we respectively measured cell density and vessel density using immunohistochemical markers to identify vessels. We found a regional relationship between CBV and cell density, as well as vessel density in gliomas whereas no correlation was found regionally between ADC and cell density.<p>We concluded that CBV measurements may be used locally as indices of angiogenesis and cellularity in gliomas; whereas local ADC measurements are more variable and may not be used as a marker of cellularity in heterogeneous tumors such as gliomas. / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les gliomes sont des tumeurs du système nerveux central. Leur plus haut degré de malignité est le glioblastome (GBM), le plus fréquent des cancers du cerveau. Les patients atteints de GBM sont d’abord opérés (si possible) puis traités par la radiothérapie avec témozolomide concomitant et adjuvant. Ce traitement n’est cependant pas curatif, en partie en raison d’une radiorésistance primaire élevée des cellules de GBM. La voie de signalisation JAK/STAT3 (Janus Kinase/Signal Transducer and Activator of Transcription 3) semble contribuer à la gravité des GBM. STAT3 est une protéine intracellulaire de transduction du signal. Elle est activée par phosphorylation de ses résidus tyrosine 705 (pSTAT3-Y705) et sérine 727 (pSTAT3-S727). L’activation de la tyrosine 705 se produit en aval du signal induit par la liaison de la cytokine interleukine 6 (IL-6) à son complexe récepteur transmembranaire gp130-IL-6Rα. Les mécanismes d’activation de la sérine 727 sont moins bien caractérisés. Le rôle de l’activation de STAT3 dans la radiorésistance des GBM a été ici étudié. Une évaluation du niveau basal de pSTAT3-Y705, pSTAT3-S727 et de la radiorésistance intrinsèque a été faite sur un panel de 15 lignées de GBM humain. L’activation de STAT3 dans les lignées cellulaires de gliomes a été évaluée par western blot et la radiorésistance par la survie cellulaire à l’irradiation. En plus de la description de l’état basal d’activation de STAT3 dans les lignées cellulaires de gliomes, cette étude a mis en évidence pour la première fois, une corrélation de pSTAT3-S727 avec la radiorésistance intrinsèque des GBM. Une stratégie de blocage pharmacologique de STAT3 nous a permis d’identifier le Gö6976 comme inhibant la phosphorylation Y705 de STAT3 dans les cellules de GBM. Celui-ci s’est avéré inhiber aussi la phosphorylation S727 mais seulement dans les lignées de GBM pSTAT3-Y705 négatives. Le traitement par le Gö6976 ralentit la croissance des cellules de GBM, indépendamment du statut d’activation de STAT3. De façon intéressante, le Gö6976 a montré un pouvoir radiosensibilisant très significatif sur les lignées pSTAT3-Y705 négatives, ce qui est concordant avec la baisse du niveau de pSTAT3-S727. La pertinence de ces résultats est confortée par un marquage immunohistochimique sur des échantillons cliniques de GBM, montrant la présence à des degrés variables de pSTAT3-S727 dans toutes les cellules cancéreuses de tous les patients. En parallèle, une étude in vitro des fonctions de pSTAT3-S727 utilisant des dominants positif et négatif est en cours. En somme, nous avons démontré que pSTAT3-S727 participe à la radiorésistance intrinsèque et que pSTAT3-Y705 est un marqueur prédictif négatif de la réponse des cellules de GBM au Gö6976 à la fois comme inhibiteur de pSTAT3-S727 et radiosensibilisant. L’ensemble de nos résultats conforte l’intérêt d’une inhibition spécifique de pSTAT3-S727 pour radiosensibiliser les GBM et ainsi améliorer le traitement des patients. / Gliomas are tumors of the central nervous system. The highest degree in glioma malignancy is Glioblastoma (GBM) that is the most frequent of the brain cancers. GBM patients are treated by surgery at first (if it is possible), followed by radiotherapy and concomitant and adjuvant temozolomide. However, this treatment is not curative in part because GBM cells display an outstanding primary radioresistance. The JAK/STAT3 (Janus Kinase/Signal Transducer and Activator of Transcription 3) signaling pathway seems to be involved in the GBM aggressiveness. STAT3 is an intracellular signal transducer protein. It is activated by phosphorylation on its tyrosine 705 (pSTAT3-Y705) and serine 727 (pSTAT3-S727) residues. The tyrosine 705 activation is produced downstream the signal induced by the binding of interleukine-6 (IL-6) cytokine to its gp130-IL-6Rα transmembrane receptor complex. The mechanisms of the serine 727 phosphorylation are less characterized. The role of STAT3 activation in the radioresistance of GBM was studied here. Basal levels of pSTAT3-Y705, pSTAT3-S727 and intrinsic radioresistance were evaluateded in a panel of 15 GBM cel lines. Activation of STAT3 in the glioma cell lines was assessed by western blotting and radioresistance through cell surviving fraction to irradiation. In addition to the description of the basal activation of STAT3 in the glioma cell lines, this study evidenced, for the first time, a correlation between pSTAT3-S727 and GBM intrinsic radioresistance. Using a pharmacological inhibition strategy, we identified Gö6976 as a chemical blocking Y705 phosphorylation of STAT3 in GBM cells. Gö6976 also inhibited pSTAT3-S727 but only in the pSTAT3-Y705-negative cell lines. Treating GBM cell with Gö6976 slowed their growth regardless of STAT3 activation status. Interestingly, Gö6976 showed a highly significant radiosensitizing effect on pSTAT3-Y705-negative cell lines that was consistent with the down-modulation of pSTAT3-S727. The relevance of these results is strengthened by immunohistochemical assay performed of GBM clinical samples that showed a variable level of pSTAT3-S727 positive staining in all tumor cells of all the patients. Furthermore, we are currently running on an in vitro study of the pSTAT3-S727 biological function by the mean of STAT3 dominant positive and dominant negative proteins. In summary, we showed that pSTAT3-S727 is involved in the intrinsic radioresistance and that pSTAT3-Y705 is a negative predicting marker of GBM cell response to Gö6976 as both a pSTAT3-S727 inhibitor and a radiosensitizer. Altogether, our results strengthen the clinical relevance of a specific inhibition of pSTAT3-S727 to radiosensitize GBM and then improve the patient treatment.