Des mutations acquises du gène TET2 ont été décrites dans les hémopathies malignes humaines. La fréquence de ces anomalies dans les hémopathies myéloïdes est de 10 à 20%, atteignant 50% dans les échantillons de leucémies myélo-monocytaires chroniques (LMMC). Les mutations observées sont inactivatrices, ce qui suggère que TET2 est un gène de type suppresseur de tumeur et que les mutations retrouvées conduisent à une perte de fonction de la protéine. Ce gène code pour une enzyme capable de modifier les cytosines méthylées. Il participerait ainsi au contrôle de la méthylation de l'ADN et donc à la régulation épigénétique de l’expression génique. Afin de mieux comprendre son rôle au cours de l’hématopoïèse, deux modèles murins d'inactivation du gène Tet2 ont été développés. Des expériences de greffe de cellules médullaires dans des souris syngéniques montrent que les cellules déficientes pour ce gène présentent un avantage compétitif par rapport aux cellules sauvages. L’analyse des souris invalidées pour ce gène montre une amplification des populations hématopoïétiques immatures, ainsi que des anomalies de la différenciation des lignages myéloïdes et également des lignages lymphoïdes. Une fraction des souris invalidées pour Tet2 âgées de plus de six mois développe des hémopathies malignes ressemblant à la LMMC humaine. Des anomalies équivalentes sont retrouvées dans les souris hémizygotes pour Tet2 et dans des souris portant un allèle hypomorphe du gène. L’ensemble de ces résultats montre qu’une dérégulation de l'activité de Tet2 conduit à des anomalies précoces de l'hématopoïèse, mais n'entraine pas directement la transformation des cellules progénitrices immatures. La latence du développement de ces tumeurs suggère la nécessité d'une coopération avec d'autres évènements oncogéniques, comme des anomalies d’autres acteurs épigénétiques / Acquired loss-of-function mutations of TET2 gene are frequently observed in patients with myeloid malignancies, including acute myeloblastic leukemia, myeloproliferative neoplasm, myelodysplastic syndrome, and chronic myelomonocytic leukemia (CMML). The Ten-Eleven-Translocation (TET) family proteins are 2-oxoglutarate/Fe(II)-dependent dioxygenases that catalyze the conversion of 5-methyl-cytosine into 5-hydroxymethyl-cytosine, which is proposed to constitute a first step toward cytosine demethylation. To study the function of Tet2 in murine hematopoiesis, we developed two mouse models in which the catalytic domain of the protein is disrupted. In both models, Tet2 deficiency leads to the progressive expansion of the immature hematopoietic compartment that includes stem cell and multipotent progenitors. In addition, both Tet2-deficient animals display abnormalities of erythroid, megakaryocytic, myelo-monocytic and lymphoid lineages, recapitulated in competitive transplantation assays. With age, Tet2-deficient mice develop bona fide myeloid tumors. All these properties were shown to be cell-autonomous by bone marrow cells transplantation and in vitro assays. Together these data suggest that TET2 activity is essential for normal homeostasis of the hematopoietic system. Its inactivation results in the development of hematologic disorders resembling human CMML myeloid disorders. TET2 deficiency endows the cells with a competitive advantage over wild type cells, induces hematopoietic differentiation abnormalities but is not responsible for full cellular transformation. The latency observed for CMML development in mouse models of Tet2 deficiency suggests a requirement for cooperating mutations, such other epigenetic regulator alterations.

Les mécanismes épigénétiques, tels que la méthylation et les modifications d'histones, sont impliqués dans le contrôle à grande échelle de l'expression du génôme et contribuent à la mise en place des profils d'expression des gènes spécifiques de tissus et de types cellulaires. Dans les cellules en cours ou en fin de différenciation, ces mécanismes sont aussi impliqués dans la mise en place et le maintien de la repression d'un grand nombre de gènes. La transformation oncogénique est presque toujours associée à des anomalies de la signalisation épigénétique cellulaire, dont certaines, comme les méthylations aberrantes de gènes suppresseurs de tumeur, sont considérées comme des événements oncogènes. Un aspect beaucoup moins étudié de ces dérégulations épigénétiques est l'activation aberrante de gènes tissu-spécifiques dans des cellules pré-cancéreuses et transformées. De nombreuses études rapportent l'activation « hors contexte » de gènes spécifiques du testicule dans plusieurs cancers somatiques. Ces gènes sont décrits sous le nom de gènes « cancer testis » ou C/T. Il a été suggéré que ces expressions illégitimes pourraient être de bons indicateurs des cancers, et fournir de nouvelles cibles pour une immunothérapie anticancéreuse. Au cours de cette thèse, nous avons développé une approche basée sur ce concept d'activation ectopique de gènes pour identifier les gènes exprimés de manière aberrante dans les lymphoblastes des patients atteints de leucémies lymphoblastiques aigues (LAL). Nous avons ensuite évalué leur intérêt pour une utilisation comme marqueurs pronostics et de prédiction de la réponse au traitement. Nous avons ainsi identifié une signature de huit gènes spécifiques de la lignée germinale / cellules souches embryonnaires, exprimés de manière aberrante dans les LAL pédiatriques et adultes : 4 gènes prédictifs de mauvais pronostic et 4 gènes associés à une issue favorable. Nous avons par la suite montré qu'une combinaison de l'expression de ces 8 gènes peut identifier les formes agressives de LAL chez les enfants ainsi que chez les adultes. Une étude prospective clinique a mis en évidence que notre système de détection des 8 gènes, basé sur un test RT- qPCR, pourrait aider à prédire la réponse précoce à un traitement (induction) dans un groupe de 31 patients adultes nouvellement recrutés, atteints de LAL. Enfin, en exploitant notre méthode de classification, nous avons découvert des traits biologiques communs entre les formes agressives de LAL chez les enfants et chez les adultes. Nos données montrent que les formes les plus agressives de LAL présentent les caractéristiques de cellules souches hématopoïétiques au repos. Cette information pourrait être utilisée pour adapter les approches thérapeutiques. Enfin, en plus de l'amélioration de la détection et du suivi des patients LAL, ce travail a un fort potentiel dans la définition de nouvelles stratégies thérapeutiques ainsi que d'ors et déjà dans les choix thérapeutiques les plus appropriés pour les patients porteurs des formes les plus agressives. / Epigenetic mechanisms such as methylation and histone modifications are involved in large-scale control of the expression of the genome and contribute to the development of specific gene expression profiles of tissues and cell types. In cells, during and after differentiation, these mechanisms are also involved in the establishment and maintenance of the repression of many genes. Oncogenic transformation is almost always associated with abnormalities of cellular epigenetic signalling, some of which, such as aberrant methylation of tumour suppressor genes, are considered as oncogenic events. One much less studied aspect epigenetic deregulations, is the aberrant activation of tissue-specific genes in pre-cancerous and transformed cells. Many studies have reported the “out of context” activation of specific testicular genes in several somatic cancers. These genes are described as the "cancer / testis" genes or C/T. It has been suggested that these illegitimate expressions could be good indicators of cancer and provide new targets for cancer immunotherapy. In this thesis, based on the concept of ectopic activation of genes, we have identified genes aberrantly expressed in lymphoblasts of patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL). We have then assessed their potential for a use as markers for prognosis and prediction of treatment response. We have identified a signature of eight genes specific of germline/embryonic stem cells, aberrantly expressed in adult and paediatric ALL. The ectopic activation of four genes was predictive of poor prognosis and the expression of four other genes was associated with a favourable outcome. We have subsequently shown that the combination of the expression of these eight genes can identify aggressive forms of ALL in children and adults. A prospective clinical study showed that a test based on the detection of these 8 genes, by RT- qPCR could help predicting an early response to treatment (induction) in a group of 31 newly recruited ALL adult patients. Finally, using our classification method, we discovered common biological traits between aggressive forms of ALL in children and adults. Our data show that the most aggressive forms of ALL have characteristics of dormant hematopoietic stem cells. This information could be used to refine therapeutic approaches. Finally, in addition to improving the detection and monitoring of ALL patients, this work has great potentials in the definition of new therapeutic strategies as well as in the choice of the most appropriate therapeutic approaches for patients with aggressive forms of ALL.

Les protéines de la famille TET catalysent l'oxydation des 5-méthylcytosines (5mC) en 5-hydroxyméthylcytosines (5hmC) et jouent ainsi un rôle dans la régulation épigénétique de la transcription et dans le processus de déméthylation de l'ADN. Les interactions entre la méthylation de l'ADN et les autres marques épigénétiques sont encore mal connues.Des mutations inactivatrices du gène TET2 ont été décrites dans les hémopathies myéloïdes et lymphoïdes et l'inactivation conditionnelle (cKO) de ce gène évaluée chez la souris a permis d'identifier de multiples anomalies de l'hématopoïèse, ainsi que le développement tardif d'hémopathies myéloïdes. Cette latence importante suggère la nécessité d'évènements oncogéniques coopératifs pour la transformation hématopoïétique. Chez l'Homme, les mutations de TET2 sont observées en association avec de nombreuses autres mutations, et en particulier avec des mutations du gène DNMT3A impliqué dans la méthylation de novo des cytosines de l'ADN, et avec des mutations du gène EZH2 responsable de methylation de la lysine 27 de l'histone H3. Nous avons testé fonctionnellement ces associations en utilisant des modèles murins.L'utilisation d'un modèle de transplantation de moelle osseuse nous a permis d'identifier une coopération de l'inactivation de Tet2 et du mutant DNMT3AR882H dans la transformation des lignées myéloïdes et lymphoïde T, correspondant aux hémopathies humaines porteuses de ces mutations. Dans la transformation lymphoïde, nos données indiquent que la dérégulation de la méthylation entraine une surexpression du gène NOTCH1 et de l'activité de la voie de signalisation correspondante.L'analyse de souris invalidées de manière conditionnelle pour Tet2 et Ezh2 a montré que les souris correspondantes meurent d'aplasie médullaire, dont l'origine est imputée à la disparition de cellules souches hématopoïétiques capables de reconstituer l'hématopoïèse à long terme (LT-HSC). Ezh2 et Tet2 ont donc des rôles primordiaux dans le maintien de l'autorenouvellement des cellules souches hématopoïétiques, dont les mécanismes moléculaires, génétiques et épigénétiques restent à définir. / TET family proteins catalyzing the conversion of 5-methylcytosines (5mC) into 5-hydroxymethylcytosines (5hmC) are crucial for epigenetic regulation of transcription and for DNA demethylation. Interactions between DNA methylation and other epigenetic marks are not fully understood.TET2 inactivating mutations have been identified in both myeloid and lymphoid malignancies. The conditional inactivation (cKO) of this gene in mice highlights pleiotropic hematopoietic abnormalities as well as myeloid transformation at late stages. This latency suggest cooperativity between Tet2 and other oncogenic events during transformation. Human TET2 mutations are frequently found associated with other mutations, and more particularly with mutations in DNMT3A, involved in de novo methylation of cytosines and with mutations in EZH2, responsible for lysine 27 of histone H3 methylation. We decided to functionally assess these mutation associations in mice.Bone marrow transplantation of Tet2 inactivated and DNMT3AR882H mutated cells allowed us to identify myeloid and T-cell transformations, corresponding to human hematological disorders harboring these mutations. Our results on T-cell transformations clearly demonstrate that the deregulation of methylation leads to NOTCH1 overexpression and activation of the corresponding signaling pathway.Analyses of Tet2 and Ezh2 inactivated mice show that these Ezh2 Tet2 mice succumb to bone marrow exhaustion, attributed to long term hematopoietic stem cells (LT-HSC) disappearance. Ezh2 and Tet2 show major roles in LT-HSC maintenance whose molecular, genetic and epigenetic mechanism remains to be investigated.

Des mutations acquises du gène TET2 ont été décrites dans les hémopathies malignes humaines. La fréquence de ces anomalies dans les hémopathies myéloïdes est de 10 à 20%, atteignant 50% dans les échantillons de leucémies myélo-monocytaires chroniques (LMMC). Les mutations observées sont inactivatrices, ce qui suggère que TET2 est un gène de type suppresseur de tumeur et que les mutations retrouvées conduisent à une perte de fonction de la protéine. Ce gène code pour une enzyme capable de modifier les cytosines méthylées. Il participerait ainsi au contrôle de la méthylation de l'ADN et donc à la régulation épigénétique de l'expression génique. Afin de mieux comprendre son rôle au cours de l'hématopoïèse, deux modèles murins d'inactivation du gène Tet2 ont été développés. Des expériences de greffe de cellules médullaires dans des souris syngéniques montrent que les cellules déficientes pour ce gène présentent un avantage compétitif par rapport aux cellules sauvages. L'analyse des souris invalidées pour ce gène montre une amplification des populations hématopoïétiques immatures, ainsi que des anomalies de la différenciation des lignages myéloïdes et également des lignages lymphoïdes. Une fraction des souris invalidées pour Tet2 âgées de plus de six mois développe des hémopathies malignes ressemblant à la LMMC humaine. Des anomalies équivalentes sont retrouvées dans les souris hémizygotes pour Tet2 et dans des souris portant un allèle hypomorphe du gène. L'ensemble de ces résultats montre qu'une dérégulation de l'activité de Tet2 conduit à des anomalies précoces de l'hématopoïèse, mais n'entraine pas directement la transformation des cellules progénitrices immatures. La latence du développement de ces tumeurs suggère la nécessité d'une coopération avec d'autres évènements oncogéniques, comme des anomalies d'autres acteurs épigénétiques

Résumé : Cette thèse porte sur le rôle de deux expositions environnementales encore peu étudiées et pouvant influer sur l’incidence des hémopathies malignes (HME) de l’enfant : les rayons ultraviolets (UV) et les pesticides liés aux activités agricoles.Les leucémies (LA) et lymphomes de l’enfant sont les deux types principaux de HME et représentent respectivement environ 470 et 200 nouveaux cas par an en France. Leur prise en charge thérapeutique et leur survie ont fait d’immenses progrès, cependant la connaissance de leurs facteurs de risque est encore très partielle.Les études sur les effets des UV dans les cancers de l’enfant sont peu développées. Plusieurs méta-analyses récentes concluent à une augmentation du risque de LA chez l’enfant lors d’une exposition professionnelle ou domestique de la mère aux pesticides pendant la grossesse. L’exposition aux pesticides d’origine agricole a été moins étudiée, et les résultats sont hétérogènes.La première partie, écologique, de ce travail s’intéresse à l’exposition résidentielle aux UV. Une étude a été réalisée à partir des observations du Registre National des Hémopathies malignes de l’Enfant (RNHE) faites sur une longue période, entre 1990-2009 et sur l’ensemble de la France métropolitaine (9 082 cas de LA et 3 563 cas de lymphomes). Les données de l’exposition aux UV résidentiels étaient issues de la base EUROSUN. Une moyenne quotidienne d’exposition aux UV résidentiels sur l’ensemble de la période 1988-2007 à l’échelle communale a été considérée. Une augmentation significative de l’incidence des leucémies aiguës lymphoblastiques à précurseurs B (LAL-Pré B) chez les moins de 5 ans a été observée avec l’exposition aux UV résidentiels au moment du diagnostic. L’association n’était pas modifiée après une stratification par périodes ; par tranches d’unités urbaines ; par grandes régions, et par un indice de défaveur français. Une deuxième étude, individuelle, sur les UV ne trouvait pas de modification de l’association en prenant en compte le rôle de facteurs individuels soupçonnés d’être associés aux LAL et en regardant l’exposition à la naissance. Les données individuelles de ces facteurs provenaient de deux études cas-témoins en population générale, l’enquête ESCALE (2003-2004) et l’enquête ESTELLE (2010-2011).La dernière partie de la thèse se penche sur l’exposition résidentielle aux pesticides liés aux activités agricoles. Cette étude s’appuie sur les données du RNHE, recueillant 10 994 cas de LA et 4 301 cas de lymphomes sur la période 1990-2013. L’intensité de l’activité agricole dans le canton de résidence au moment du diagnostic a été choisie comme proxy de l’exposition aux pesticides. Cette intensité a été à partir des données cantonales du Recensement général Agricole de 2000. Dans cette première approche aucune association n’a été mise en évidence entre les HME et la part de Surface Agricole Utile (SAU) totale. Les analyses par grands types de cultures montrent, dans cette première approche, une association positive et significative entre l’intensité de cultures en oléagineux et l’incidence des LAL Pré-B et des lymphomes de Burkitt. Des analyses de sensibilité montraient des résultats hétérogènes par période d’étude. / Abstract: This thesis deals with the role of two environmental exposures not much studied and that could have an impact on the incidence of childhood hematological malignancies (CHM): ultraviolet radiation (UV) and agricultural pesticides.The two major diagnostic groups are acute leukemia (AL) and lymphomas and represent respectively around 470 and 200 new cases per year in France. Despite the progress made in improving therapeutic caring and survival, the etiology of these cancers remains largely unknown.There are very few studies on the association between UV and these cancers. Meta-analyses found a coherent association between childhood AL and parental professional or domestic pesticides exposure during pregnancy. However the association with residential exposure to agricultural pesticides has been less studied and results are heterogeneous.The first, ecological, part of the thesis addressed the associations between residential UV exposure at diagnosis and the incidence of types and subtypes of CHM in France. The 9,082 cases of acute leukemia (AL) and 3,563 cases of lymphoma diagnosed before the age of 15 years from 1990 to 2009 were provided by the French National Registry of Childhood Hematological Malignancies. UV data from 1988 to 2007 were extracted from the EUROSUN database. The annual daily average UV exposure of the children estimated at the municipalities of residence was considered. There was a significant increase in precursor B-cell acute lymphoblastic leukemia (PBC-ALL) in children aged less than 5 years with residential exposure to UV. The results remained stable in analyses stratifying by deprivation index or degree of urbanization of the municipalities.A second, individual, study found no change in the association between UV and PBC-ALL after taking into account the influence of suspected individual risk factors for ALL, and evaluated this association at birth. Individual data were collected by interviews in the ESCALE (2003-2004) and ESTELLE (2010-2011) nationwide case-control studies.The last part of this work focused on the residential exposure to agricultural pesticides. The 10,994 cases of AL and the 4,301 cases of lymphomas diagnosed among children less than 15 years old were obtained from the French National Registry of Childhood Hematological Malignancies over the period 1990-2013. Intensity of agricultural activities by Canton was used as a proxy of residential agricultural pesticides exposure. This proxy was estimated from the 2000 French agricultural census data. At this first step of the analysis, no associations were found between total agricultural area and incidence of CHM. Analyses by types of crops showed, at this first step, a significant association between oilseeds and PBC-ALL and Burkitt lymphoma. Sensitivity analyses evidenced heterogeneous results by time period.

La protéine p53 (« Gardien du génome ») doit être altérée pour que le cancer puisse se développer. Les nombreuses thérapies anti-cancéreuses disponibles sont très efficaces mais la réponse clinique est souvent transitoire et les cancers disséminés rechutent ou progressent du fait de l'évolution de sous-populations cancéreuses résistantes au traitement, impliquant souvent TP53 qui est le gène le plus muté dans les formes agressives de nombreux cancers. Nous l’avons étudié dans la leucémie lymphoïde chronique (LLC) et les syndromes myélodysplasiques avec délétion 5q (SMD del(5q)). Grâce à l’étude rétrospective longitudinale de 40 patients atteints de SMD del(5q), nous avons généré des données de NGS ciblé et montré que le statut mutationnel de TP53 au diagnostic ne permettait pas de prédire la progression tumorale, contrairement à ce qui avait été publié précédemment (Jädersten et al., JCO 2011). Nous avons montré que c’était l’évolution clonale du gène TP53 qui était l’élément clé de la progression des SMD del(5q). Nous avons observé de nombreuses émergences de clones mutés entre le stade diagnostique et un stade ultérieur de la maladie, toujours après initiation du traitement par lénalidomide.Le lénalidomide a été approuvé comme nouveau traitement spécifique et très efficace contre l’anémie liée aux SMD del(5q), permettant à la plupart des patients d’être indépendants des transfusions sanguines. Le lénalidomide permet souvent d’éradiquer le clone tumoral porteur de l’anomalie génétique del(5q) isolée, induisant une rémission clinique. Malheureusement, cette rémission est courte avec une durée médiane de 2 ans, puis, dans environ 1 cas sur 2, survient une transformation en leucémie aiguë secondaire de pronostic péjoratif.Nous avons étudié un possible lien entre le traitement par lénalidomide et l’évolution clonale de TP53 par annotation clinico-bio-thérapeutiques des résultats de séquençage de TP53 chez les 24 patients dont les échantillons séquentiels avaient été analysés. Dans notre étude, les patients avec progression tumorale (dont 10 évolutions clonales de TP53 et 1 évolution clonale de RUNX1) avaient reçu une dose cumulée de lénalidomide supérieure à celle reçue par les patients dont la tumeur était restée stable (p = 0.036). Nous avons observé chez plusieurs patients que l’éradication de la tumeur n’était pas utile à l’amélioration de la qualité de vie des patients. La non-éradication semblait même permettre un maintien de l’équilibre clonal et une compétition entre les différents sous-clones de la tumeur, résistants ou non au lénalidomide.Nous discutons de l’évolution de l'écologie de la tumeur au cours du traitement, i.e., l’évolution de ses interactions avec son micro-environnement qui se modifie après chaque nouvelle dose de traitement. Un modèle évolutif dit théorie de la thérapie adaptative, développée récemment remet en question les protocoles conventionnels de thérapie anti-cancéreuse qui préconisent souvent d'administrer la dose maximale tolérée par le patient (Gatenby, 2009). Elle suggère que la dose minimale efficace présenterait l’avantage de ne pas éradiquer les cellules cancéreuses sensibles au traitement pour qu'elles restent en compétition avec les cellules cancéreuses résistantes et limiter la progression ou la rechute. Nous suggérons de prendre en compte également la diminution des effets indésirables pour le patient, améliorant ainsi sa qualité de vie, et enfin la diminution des dépenses de santé pour la collectivité. A ce jour, peu d’études cliniques évaluent l’intérêt de l’adoption de tels protocoles de thérapie adaptative.Néanmoins, des modèles in vivo (xénogreffes) et in silico (modèles statistiques) ont permis d’analyser la dynamique évolutive des populations tumorales en fonction du traitement reçu. Ces modèles prédisent que la survie de l’hôte peut être maximisée par la mise en place d’une thérapie adaptative. / P53 protein is named «guardian of the genome » because it must be altered to let cancer grow.TP53 is the most mutated gene in agressive cancers.Numerous systemic therapies are successful for treatment of disseminated cancers. However, clinical response is often transient, and cancer undergo relapse or progression due to emergence of resistant populations. These latter often harbour TP53 mutations. We studied TP53 in chronic lymphoid leukemia (CLL) and lower-risk myelodysplastic syndroms with del(5q), MDS del(5q). We conducted a retrospective longitudinal study in 40 patients suffering from MDS del(5q). We obtained targeted NGS data showing that TP53 mutational status at diagnosis could not predict tumor progression, by contrast with previously published data (Jädersten et al., JCO 2011). We show that TP53 clonal evolution is the key feature of tumor progression in MDS del(5q). We observed numerous mutated sub-clones emerging between diagnosis and follow-up. In our study, this emergence always followed onset of lenalidomide treatment. Lenalidomide was recently approved as a new therapy specifically improving anemia in patients with MDS del(5q). It allows most patients to become red-blood-cells-transfusion independent. Lenalidomide often eradicates the major tumor clone harbouring the isolated genetic abnormality deletion (5q) and allows clinical remission. Unfortunately, this remission is short (median, 2 years) and is followed, in 1 case out of 2, by a secondary acute leukemic transformation with a very poor prognosis.We studied the issue of a possible link between lenalidomide therapy and TP53 clonal evolution by annotating TP53 sequencing results with acute biological, clinical and therapeutic features in the 24 patients with sequential samples analyzed. In our study, patients with tumor progression (10 TP53 clonal evolution and 1 RUNX1 clonal evolution) were given a higher cumulative dose of lenalidomide compared to patients with stable disease (p = 0.036). Similarly to « adaptive therapy theory »(Gatenby 2009), we observed that eradication of the tumor wasn’t useful for improvement of quality of life. Absence of eradication might even allow to maintain a clonal equilibrium and a clonal competition between the distinct tumor sub-clones, resistant to lenalidomide or not, and therefore maintain stable disease.This theory of adaptive therapy questions the classical protocols of treatments against cancer, in which the maximal tolerated dose is preferred to the minimal effective dose. The latter might however slow down cancer progression or cancer relapse, with decreased side effects in patients, and decreased health costs.To date, few clinical trials (if any) questions such protocols of adaptive therapy. However, in vivo experiments (xenografts) and in silico statistical models allowed to study evolutionary dynamics of tumor sub-populations with and without therapy.The models predict that host survival can be maximized if “treatment-for-cure strategy” is replaced by “treatment-for-stability.” Specifically, the models predict that an optimal treatment strategy will modulate therapy to maintain a stable population of chemosensitive cells that can, in turn, suppress the growth of resistant populations under normal tumor conditions, Dr Gatenby said.

La lutte contre le cancer est certainement l’un des défis majeurs de ce 21ème siècle. Les résistances qui émergent contre les agents de thérapie ciblée présentent un aspect particulièrement épineux de cette problématique. La thèse présentée ici s’inscrit dans ce cadre. Elle vise à développer des molécules bioactives pouvant circonvenir les résistances apparues contre les traitements de certaines hémopathies malignes : la leucémie myéloïde chronique (LMC) et le syndrome myélodysplasique (SMD). Après avoir mis au point une méthodologie de synthèse monotope permettant de transformer un azoture en un 5-alcynyl-1,2,3-triazole, nous avons synthétisé deux séries de produits : nucléosidique et non nucléosidique. Pour chacune de ces séries, des relations structure-activité ont été établies. Après plusieurs cycles d’optimisation, trois composés lead très efficaces contre des lignées cellulaires résistantes de LMC et SMD, ont été sélectionnés. De surcroît, leur mode d’action s’est révélé très intéressant : il repose (partiellement ou entièrement, suivant le composé) sur un processus cellulaire qui connaît un véritable regain d’intérêt, à savoir l’autophagie. Une évaluation in vivo a été réalisée et a permis de valider l’activité prometteuse de notre composé lead nucléosidique. Par ailleurs, des études visant à déterminer la localisation intracellulaire et les cibles moléculaires de nos produits sont actuellement en cours / The fight against cancer is certainly one of the biggest challenges of the 21st century. Resistance that comes up against targeted therapy agents presents a particularly important aspect of this issue. The thesis presented here takes part within that framework. It aims at developing bioactive molecules able to circumvent resistance that have emerged against the treatment of certain hematological malignancies: chronic myeloid leukemia (CML) and myelodysplastic syndrome (MDS). Having developed a one-pot synthesis methodology that converts azides into 5-alkynyl-1,2,3-triazole, we synthesized two series of products: nucleosidic and non-nucleosidic. For each of these series, structure-activity relationships have been established. After running several cycles of optimization, three lead compounds particularly active on resistant cell lines of CML and MDS were selected. Further, their mode of action proved to be very interesting. It is based (partially or fully, depending on the compound) on a cellular process, which is experiencing a real renewed interest, the autophagy. An in vivo evaluation confirmed the promising activity of our nucleosidic lead compound. Moreover, studies aiming at determining the intracellular localization and molecular targets of our products are currently in progress

L'interleukine-6 (IL-6) exerce des propriétés biologiques multiples telles que l'activation des cellules immunocompétentes, l'activation de la réponse inflammatoire et l'hématopoïèse. Produite également par les cellules tumorales, l'IL-6 impacte la prolifération, la différenciation et la survie de ces dernières. L'IL-6 représente donc depuis plusieurs années une cible thérapeutique pertinente. Dans la première partie de ce travail, nous avons exploré une nouvelle piste potentielle pour bloquer l'activité biologique de l'IL-6, en utilisant un antagoniste naturel que notre équipe a identifié dans plusieurs lignées d'adénocarcinomes du rein, à savoir la molécule tronquée tIL-6. Suite à l'évaluation comparée de deux systèmes d'expression (E. coli versus CHO), nous avons retenu les cellules CHO comme source de production de fractions enrichies en tIL-6 par chromatographie de gel d'exclusion. Disposant d'un panel d'adénocarcinomes de rein (ACHN, Caki1, CLB CHA, CLB VER) et d'une lignée érythroleucémique (TF1), l'activité fonctionnelle de tIL-6 in vitro a été étudiée sur (1) la signalisation IL-6 induite, (2) la prolifération cellulaire IL-6 induite, la survie cellulaire et (4) la modulation de l'expression de protéines relevantes de l'apoptose. La molécule tIL-6 bloque la phosphorylation de la tyrosine Tyr705 de STAT3, qui est un des éléments clés de la voie de signalisation de l'IL-6. Nous rapportons également une autre observation nouvelle indiquant que tIL-6 exerce un effet pro-apoptotique sur certaines lignées RCC. Dans la seconde partie de notre étude, l'impact d'un Ac Mo anti IL-6 dans la réversion de la résistance aux cytotoxiques ou à la radiothérapie a été étudié. Nos résultats démontrent que la voie IL-6 ne constituerait pas un mécanisme majeur de résistance / Interleukin-6 (IL-6) plays numerous physiological roles including haematopoiesis, immune response and inflammation, but also plays a role in modulating cell growth, differentiation and survival of tumors cells. The first goal of the present study was to investigate on the potential role of the truncated protein IL-6 (tIL-6) encoded by the spliced IL-6 mRNA discovered in renal carcinoma cells (RCC). The R&D program was designed based on an industrial approach, aiming at reaching the decision stage to enter or not into preclinical development. Firstly two different expression systems were investigated (E. coli versus CHO cell line). The mammalian expression system was selected as the protein source since a recombinant glycosylated tIL-6 with a molecular weight similar to the predicted natural molecule was obtained from enriched fractions following size exclusion chromatography. Secondly by using a cell line panel including renal carcinoma cells (ACHN, Caki-1, CLB CHA, CLB-VER ) and an erythroleucemic cell line (TF1), in vitro tIL-6 functional activity were analyzed on (1) IL-6 induced signaling, (2) IL-6 induced cell proliferation, (3) on cell survival and also (4) on expression of specific set of proteins involved in apoptosis pathways. The truncated IL-6 was found inhibit IL-6 induced STAT3 Tyr705 and to induce apoptosis in some RCC cell lines which could be depending on IL-6 expression. Understanding more precisely the role of natural truncated IL-6 and its impact in cell tumour growth control will be a major issue in the development of innovative approach to antagonize directly or not IL6. The second goal of the present study was to investigate on reversing resistance of cancer cell lines to cytotoxics or ionizing radiations through the use of a monoclonal antibody directed against IL-6. Our data support the fact that IL-6 is not the preponderant actor of cell resistance to cytotoxics and ionizing radiations, which seems to be regulated by a complex network of proteins

Les hémopathies malignes humaines sont associées à des remaniements chromosomiques récurrents. NUP98 est un gène à multipartenaires, remanié de manière récurrente dans les hémopathies malignes. Il code pour une nucléoporine qui participe au complexe de pore nucléaire. Deux nouveaux partenaires CCDC28A en 6q24 et HMGB3 en Xq28 ont été caractérisés chez deux patients présentant une hémopathie maligne avec remaniement de NUP98. Une fusion NUP98-NDS1 est décrite dans une translocation complexe. Une revue rétrospective des cas publiés indiquent que les remaniements du gène NUP98 sont rares. Ils surviennent essentiellement dans des hémopathies myéloïdes de novo, parfois dans les leucémies lymphoïdes T, jamais dans les leucémies lymphoïdes B. Les gènes partenaires comprennent des gènes à homéboites, des gènes remaniant la chromatine et des gènes codant pour des protéines cytoplasmiques. En proportion, les partenaires les plus fréquemment remaniés sont les gènes HOX. Les hémopathies sont toujours à caryotypes simples. Il existe une corrélation génotype/phénotype. La protéine CCDC28A, de fonction inconnue, est de localisation cytoplasmique. Une protéine analogue, CCDC28B, est impliquée en génétique humaine dans le syndrome de Bardet-Biedl. Le transcrit CCDC28A est exprimé précocement dans l'embryogénèse et dans tous les tissus humains. HMGB3 est un gène de l'hématopoïèse murine et des cellules souches embryonnaires. L'étude fonctionnelle des fusions NUP98-CCDC28A et NUP98-HMGB3, dans des progéniteurs hématopoïétiques murins, greffés chez la souris irradiée, a montré leurs forts pouvoirs transformants. Ces fusions induisent des leucémies aigues rapidement létales. De manière originale, ces fusions dérégulent peu les HOX, et ne dérégulent pas MEIS1, contrairement à plusieurs fusions NUP98, notamment NUP98-HOXA9, suggérant un mécanisme de transformation différent, situé en aval de la voie canonique Hoxa9-Meis1.