Le cancer colorectal (CCR) représente la seconde cause de mortalité par cancer dans le monde. Les tumeurs sont classées selon les grades histologiques (état de différenciation cellulaire), en bas et haut grades. Les grades les plus avancés sont associés à de faibles taux de survie globale après chimiothérapie à base de 5-Fluorouracile (5-FU). Les taux de réponse aux traitements basés sur l’utilisation du 5-FU en première ligne de traitement demeurent relativement faibles (20–30%) et associés à de mauvais pronostics et des échappements thérapeutiques, dus à la résistance des cellules cancéreuses. Ces données soulignent donc la nécessité d’identifier de nouveaux biomarqueurs de résistance des cellules de CCR au 5-FU. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont porté sur l’étude de la sortiline, une protéine « multi-tâches » appartenant à la famille des récepteurs à domaine VPS10P avec sorLA et sorCS1-3, qui agit comme un (co)récepteur et un régulateur du traffic et de la sécrétion de protéines. La sortiline (et non sorLA), constitue un biomarqueur d’agressivité dans le CCR et est de mauvais pronostique. In vivo et in vitro, au sein des tumeurs et des cellules de CCR (lignées cellulaires et cultures primaires) résistantes au 5-FU, seule la sortiline apparait surexprimée au niveau transcriptomique et protéique. Ces données indiquent que la sortiline constitue également un biomarqueur de résistance au 5-FU, quels que soient les grades, stades et statuts mutationnels. Cette surexpression de la sortiline est majoritairement localisée au sein de l’appareil de Golgi des cellules résistantes et semble être régulée transcriptionnellement via une down-régulation d’ATF-3. L’inhibition génétique (shRNA) ou pharmacologique (CADA) de la sortiline potentialise les effets cytotoxiques du 5-FU, résultant en une forte augmentation de la mort cellulaire. La sortiline semble donc être également impliquée dans la résistance des cellules de CCR au 5-FU ; l’expression de sorLA ne variant pas après son inhbition. Ces résultats suggèrent que la sortiline pourrait constituer un biomarqueur d’agressivité et de résistance des cellules de CCR au 5-FU, mais aussi une nouvelle cible thérapeutique potentielle. / Worldwide, colorectal cancer (CRC) is the second leading cause of cancer-related deaths. Colorectal adenocarcinomas are divided into low and high grades. More advanced tumor grade is associated with poorer global survival following 5-fluorouracil (5-FU)-based systemic chemotherapy. Even when 5-FU is used as the first-line molecule, responsiveness is only 20–30%, and drug resistance contributes to both poor patient prognosis and relapses, emphasizing the need to identify biomarkers involved in this process. In this study, we focused on sortilin, a multifunctional protein among VPS10P domain-related receptors with sorLA and sorCS1-3, that acts as a receptor and co-receptor as well as a regulator of intra- and extracellular protein sorting and trafficking. We obtained evidence that sortilin, but not sorLA, is a biomarker of CRC aggressiveness associated with poor clinical outcomes. In vivo and in vitro, in both 5-FU–resistant CRC cell lines and primary cultures, only sortilin was overexpressed at both protein and mRNA levels, indicating that it could serve as a biomarker of 5-FU resistance regardless of tumor grade and mutational status. Sortilin overexpression is especially localized in Golgi apparatus of 5-FU resistant cells and seems to be transcriptionally regulated through ATF-3 downregulation. Genetic (shRNA) and pharmacological (CADA) inhibition of sortilin potentiated 5-FU–induced cytotoxicity, resulting in a significant increase in cancer cell eradication, implying that sortilin is also actively involved in 5-FU resistance. Moreover, sorLA expression is unchanged upon sortilin inhibition. Our findings indicate that sortilin is a promising biomarker of 5-FU resistance in CRC, as well as a potential therapeutic target for overcoming 5-FU resistance.