Chef de file des inhibiteurs de tyrosines kinase, l'Imatinib Mesylate (IM) a révolutionné la prise en charge de la leucémie myéloïde chronique et des tumeurs stromales gastro-intestiales. En plus de son action directe sur les cellules tumorales, une partie de l'efficacité thérapeutique de l'IM a été attribuée à son aptitude à moduler la réponse immunitaire. Cette propriété soulève la possibilité que les résultats cliniques de l'IM pourraient être améliorés en le combinant efficacement à une immunothérapie. A cet effet, nous avons montré dans un modèle préclinique que l'interleukine-2 (IL-2) - adjuvant des cellules NK - augmente l'efficacité de l'IM. Nous avons également démontré une efficacité supérieure de l'IM en association au cyclophosphamide (CTX) du fait de l'inhibition des lymphocytes T régulateurs. Nous avons donc entrepris un essai clinique de phase 1 associant l'IM, l'IL-2 et le CTX chez des patients ayant une tumeur solide métastatique ou localement avancée. Les objectifs de cet essai sont (i) de déterminer la dose maximale tolérée d'IL-2 associée à l'IM et au CTX ; (ii) d'étudier les paramètres pharmacocinétiques de l'association ; (iii) d'évaluer l'efficacité de l'association et (iv) son effet sur les effecteurs de l'immunité. Au total, 17 patients ont été inclus dans cette étude. La DMT d'IL-2 associée à la dose fixe de 400 mg d'IM correspond à 6 MUI/j. A ce niveau de dose, tous les patients ont présenté au moins un effet indésirable imputable au traitement : principalement fièvre et frissons, augmentation des enzymes hépatiques, asthénie et nausée mais sans que ne soit observée de toxicité limitante. L'étude des paramètres pharmacocinétiques révèle une augmentation significative de l'exposition systémique à l'IM en fin de cycle et qui semble être imputable à l'IL-2. La pharmacocinétique de l'IL-2 n'est par contre pas modifiée par l'administration concomitante d'IM. Sur le plan des effecteurs de l'immunité, l'association IM, IL-2 et CTX diminue le taux de lymphocytes B, lymphocytes T (LT) CD4+ et LT CD8+ mais active les cellules NK puisqu'on observe une augmentation des marqueurs CD56bright, HLA-DR et TRAIL. De manière intéressante, la sous-population de cellules NK HLA-DR+ possède des capacités de dégranulation plus importante après exposition à cette association et son expansion est associée à une meilleure survie. Cette association pourrait donc s'avérer particulièrement intéressante dans le traitement de tumeurs sensibles d'une part à l'IM et d'autre part à la lyse par les cellules NK. Les GIST étant particulièrement sensibles à l'IM, nous avons étudié l'infiltrat tumoral présent au niveau de ses tumeurs. Nous avons ainsi pu mettre en évidence le rôle pronostique de l'infiltrat en LT et NK sur la survie sans progression des GIST. En vue d'une étude de phase 2, les GIST apparaissent donc être un modèle tumoral particulièrement pertinent pour évaluer les bénéfices de l'association IM, IL-2 et CTX.

Treatment results and clinical characteristics in adult acute lymphoblastic leukaemia (ALL) were evaluated regarding three issues: a new treatment with cytarabine up-front, stem cell transplantation and a comparison between adult and paediatric treatment protocols. All studies were conducted on a national basis. Furthermore, activity of imatinib was investigated by in vitro cytotoxicity assay. The national protocol was evaluated in 153 adult ALL patients. A high complete remission rate, 86%, was achieved with 29% overall survival at 3-years. Favourable outcome was identified in patients < 40 years with precursor B phenotype and continuous complete remission was higher for precursor B compared to T-ALL. Stem cell transplantation was evaluated in 187 patients. No differences in outcome between allogeneic and autologous transplantation were found, with the exception of Philadelphia-positive ALL, in which allogeneic transplantation was preferable. Limited chronic graft-versus-host disease (compared to none) resulted in superior disease free survival. The paediatric NOPHO-92 and the Adult protocols were evaluated for 243 ALL-patients. Superior remission rate and survival were achieved for 10-18 year-olds treated according to the Paediatric protocol compared to both 15-25 and 25-40 year-olds treated according to the Adult protocol. Treatment protocol was a significant prognostic factor for patients aged 15-20 years. Fluorometric Microculture Cytotoxicity Assey was used to analyze 15 tumour cell samples from ALL patients. High concordance was determined between in vitro sensitivity to imatinib and presence of BCR-ABL. Daunorubicin, prednisolone and cytarabine had the greatest benefit from a combination with imatinib. The national adult treatment protocol’s results were consistent with international trials regarding precursor B ALL but may be under performing for T-ALL. Adolescents may benefit from treatment according to the Paediatric protocol. No difference in outcome between allogeneic and autologous stem cell transplantation was determined except for Philadelphia-positive patients, despite the indication of a graft-versus-leukaemia effect.

Les cellules iNKT et T CDS innées sont présumées contribuer à l'irnmunosurveillance (IS) des cancers et sont fonctionnellement déficientes dans la leucémie myéloïde chronique (LMC). Notre hypothèse était que ces défauts résultent de l'incapacité des cellules dendritiques myéloïdes (mDC) à les activer. Des analyses par cytométrie en flux et microscopie confocale ont révélé une baisse de l'expression membranaire de CD 1 d, qui présente les antigènes aux cellules iNKT, à la surface des mDC des patients LMC, par comparaison aux sujets sains. Ce défaut n'est associé ni à un défaut de maturation des mDC, comme le montre l'expression normale de HLA-DR et de CDS6, ni à une baisse d'expression intracellulaire de CDld ou de son transcrit. Ces résultats sont conciliables avec une rétention intracellulaire. Le traitement in vitro des mDC des patients LMC avec un inhibiteur de la protéine ROCK restaure partiellement l'expression de surface de CD 1 d et la présentation antigénique par CD Id, alors qu'il n'a eu aucun effet sur les mDC des sujets sains. Nous proposons que la protéine ROCK, qui est activée par le domaine DH-PH de BCR-ABL, interfere avec la réponse immunitaire dépendant des lymphocytes iNKT au cours de la LMC par régulation négative de l'expression membranaire de CDld des mDC. Le fait que les cellules iNKT et T CDS innées retrouvent des fonctions normales après rémission complète de la LMC est en faveur d'une génération de cellules T CD8 innées dépendante des cellules iNKT, comme décrit chez la souris. Notre travail suggère une implication des cellules iNKT et T CD8 innées dans l'IS de la LMC et révèle l'axe ROCK/mDC comme une nouvelle cible thérapeutique dans la maladie. / CDld-restricted iNKT cells and innate CD8 T cells are believed to play a key role in cancer immune surveillance and are functionally deficient in chronic myeloid leukemia (CML). Herein, we have hypothesized that this defect might originate from BCR-ABL-dependent dysfunctions in myeloid dendritic cells (mDC). Indeed, flow cytometry and confocal microscopy revealed that cell-surface expression of CDld was downregulated in CML mDC, relative to healthy donor (HD) controls. The decreased cell-surface display of CDld could not be ascribed to defective mDC differentiation, as attested by normal expression of HLA-DR and the CD86 maturation marker. On the other hand, reduced membrane expression was not associated with decreased intracytoplasmic levels of CDld or its mRNA transcripts, consistent with intracellular retention. ln vitro treatrnent of CML mDC with the Rho-associated protein Kinase (ROCK) inhibitor Y-27632 partially restored both cell-surface CDld expression and CDld-mediated antigen presentation, while it had no effect on HD mDC. We propose that ROCK, which is most likely activated by the DH-PH domain of BCR-ABL, mediates iNKT-cell immune subversion in CML patients by downregulating CDld expression on CML mDC. Remarkably, both iNKT cells and innate CD8 T cells retumed to nonnal after complete CML remission, a finding consistent with a iN KT cell-dependent generation of innate CD8 T cells, similarly to the observations in mice. Ali in ali, our study supports the possible contribution of iNKT/innate CD8 T cells to tumor surveillance in CML, and reveals the ROCK/mDC axis as a new potential target to restore immune surveillance in CML.

Les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST) sont les néoplasies mésenchymateuses les plus complexes du système gastrointestinal. Le traitement curatif standard de cette pathologie est la chirurgie avec l'obtention de marges microscopiques négatives. Les résultats impressionnants obtenus sur la prolongation de la survie avec l'administration d'imatinib (IM) chez les patients atteints de maladie métastatique et non-réséquable ont suggéré aux cliniciens que ce même médicament pourrait aussi collaborer à l'obtention de marges négatives plus aisément lors de cancer avancé. Jusqu'à présent, aucune étude prospective n'a caractérisée l'effet d'une thérapie néoadjuvante prolongée à l'IM sur la qualité de la résection chirurgicale subséquente. L'objectif de ce projet de maîtrise était d'évaluer l'efficacité de l'imatinib utilisé avant la chirurgie (néoadjuvant) jusqu'à l'obtention d'une réponse maximale, en vue d'augmenter le taux de résection microscopique complète (R0) dans le traitement chirurgical des GIST à haut risque de résection microscopique incomplète (R1) ou impossible (R2). Pour ce faire, une étude prospective multicentrique de phase II a été réalisée. Le traitement néoadjuvant à l'IM a été instauré chez des patients porteurs d'une GIST localement avancée ou métastatique. Au total, quatorze patients ont reçu une dose de 400-600 mg/d d'IM pour une durée de 6-12 mois avant la chirurgie. Quatorze patients ont été inclus dans l'étude. Onze ont eu une chirurgie à visée curative, un patient a démontré une maladie non-réséquable suite à une laparotomie exploratrice et deux patients ont refusé la chirurgie. Après un suivi moyen de 48 mois, tous les patients opérés étaient vivants et sept sans évidence de récidive. L'utilisation prolongée (12 mois) d'IM dans un contexte néoadjuvant est faisable, sécuritaire, efficace et comporte peu de toxicité. De plus, cette approche est associée à des hauts taux de résection complète (R0), tout en permettant une chirurgie moins extensive. Des études de phase III actuellement en cours sont nécessaires afin de confirmer nos résultats. / Gastrointestinal stromal tumor (GIST) is the most common mesenchymal malignancy of the GI tract. The current standard of care for GIST is surgical complete resection with negative margins. The agent response rate as well as survival advantages obtained with imatinib mesylate in patients with metastatic and/or non-resectable GIST has lead clinicians to evaluate this therapy as neoadjuvant treatment in patients with locally advanced or metastatic but potentially resectable GIST. This study was designed to evaluate the efficacy of neoadjuvant use of imatinib mesylate until maximal clinical response in potentially resectable GIST patients (locally advanced or metastatic), in order to provide preliminary data regarding the efficacy of this approach in the surgical treatment of GIST at high-risk of incomplete microscopic (R1) or macroscopic (R2) margins. A prospective multicenter phase II trial was designed. Fourteen consecutive patients diagnosed with advanced GIST received imatinib at dose of 400 mg/d to 600 mg/d, given from 6 to 12 months prior to surgery. Amoung the 14 patients included, 11 underwent surgery and had a complete microscopic resection (R0). After a median follow-up of 48 months, all operated patients were alive and 7 without evidence of recurrence. The prolonged use (12 months) of neoadjuvant imatinib is feasible, safe, eficient ans associated with low toxicity. Furthermore, it is associated with a high rate of microscopic resection (R0) and a less extensive surgical approach. Phase III study with higher cohorts are necessary to confirm our primary results.

In vivo studies of hepatobiliary disposition are challenging. The hepatobiliary system is complex, as its physiological localization, complex cellular structure with numerous transporters and enzymes, and the interindividual variability in protein expression and biliary flow will all affect the in vivo disposition of a drug under investigation. The research included in this thesis has focused on the involvement of hepatic transport proteins in the hepatobiliary disposition of rosuvastatin. The impact that several transport inhibitors had on the pharmacokinetics of rosuvastatin was investigated in healthy volunteers and in pigs. The effects were considerable, following inhibition of sinusoidal transport proteins by cyclosporine and rifampicin. These inhibitors significantly reduced the hepatic extraction of rosuvastatin by 50 and 35%, respectively, and the plasma exposure increased by factors of 9.1 and 6.3, respectively. Drug-drug interactions (DDI) resulting in markedly higher plasma exposures are important from a drug safety perspective as increased extrahepatic exposure of statins is associated with an increased risk of severe side-effects, such as myopathy which in rare cases could develop into rhabdomyolysis. The DDI caused by cyclosporine and rifampicin can probably be attributed to inhibition of hepatic uptake transporters. In contrast, inhibition of canalicular transporters by imatinib did not significantly affect the pharmacokinetics of rosuvastatin, which suggests that the intracellular concentration of the inhibitor in the hepatocyte was insufficient to affect the transport of rosuvastatin, or that imatinib is not a sufficiently potent inhibitor in vivo. Furthermore, gemfibrozil administered as a single dose into the jejunum in healthy volunteers and pigs did not affect the plasma or biliary pharmacokinetics of rosuvastatin. The previously reported DDI in humans upon repeated dosing with gemfibrozil might be explained by the accumulation of metabolites able to affect the disposition of rosuvastatin. The investigations presented in this thesis conclude that transport proteins are of considerable importance for the hepatobiliary disposition of rosuvastatin in vivo. The Loc-I-Gut catheter can be applied for the investigation of biliary accumulation and to determine bile specific metabolites, however it has limitations when conducting quantitative measurements. In the porcine model, hepatic bile can be collected for up to six hours and enables the determination of the hepatic extraction in vivo.

Les tumeurs stromales gastrointestinales (GIST) sont les néoplasies mésenchymateuses les plus complexes du système gastrointestinal. Le traitement curatif standard de cette pathologie est la chirurgie avec l'obtention de marges microscopiques négatives. Les résultats impressionnants obtenus sur la prolongation de la survie avec l'administration d'imatinib (IM) chez les patients atteints de maladie métastatique et non-réséquable ont suggéré aux cliniciens que ce même médicament pourrait aussi collaborer à l'obtention de marges négatives plus aisément lors de cancer avancé. Jusqu'à présent, aucune étude prospective n'a caractérisée l'effet d'une thérapie néoadjuvante prolongée à l'IM sur la qualité de la résection chirurgicale subséquente. L'objectif de ce projet de maîtrise était d'évaluer l'efficacité de l'imatinib utilisé avant la chirurgie (néoadjuvant) jusqu'à l'obtention d'une réponse maximale, en vue d'augmenter le taux de résection microscopique complète (R0) dans le traitement chirurgical des GIST à haut risque de résection microscopique incomplète (R1) ou impossible (R2). Pour ce faire, une étude prospective multicentrique de phase II a été réalisée. Le traitement néoadjuvant à l'IM a été instauré chez des patients porteurs d'une GIST localement avancée ou métastatique. Au total, quatorze patients ont reçu une dose de 400-600 mg/d d'IM pour une durée de 6-12 mois avant la chirurgie. Quatorze patients ont été inclus dans l'étude. Onze ont eu une chirurgie à visée curative, un patient a démontré une maladie non-réséquable suite à une laparotomie exploratrice et deux patients ont refusé la chirurgie. Après un suivi moyen de 48 mois, tous les patients opérés étaient vivants et sept sans évidence de récidive. L'utilisation prolongée (12 mois) d'IM dans un contexte néoadjuvant est faisable, sécuritaire, efficace et comporte peu de toxicité. De plus, cette approche est associée à des hauts taux de résection complète (R0), tout en permettant une chirurgie moins extensive. Des études de phase III actuellement en cours sont nécessaires afin de confirmer nos résultats. / Gastrointestinal stromal tumor (GIST) is the most common mesenchymal malignancy of the GI tract. The current standard of care for GIST is surgical complete resection with negative margins. The agent response rate as well as survival advantages obtained with imatinib mesylate in patients with metastatic and/or non-resectable GIST has lead clinicians to evaluate this therapy as neoadjuvant treatment in patients with locally advanced or metastatic but potentially resectable GIST. This study was designed to evaluate the efficacy of neoadjuvant use of imatinib mesylate until maximal clinical response in potentially resectable GIST patients (locally advanced or metastatic), in order to provide preliminary data regarding the efficacy of this approach in the surgical treatment of GIST at high-risk of incomplete microscopic (R1) or macroscopic (R2) margins. A prospective multicenter phase II trial was designed. Fourteen consecutive patients diagnosed with advanced GIST received imatinib at dose of 400 mg/d to 600 mg/d, given from 6 to 12 months prior to surgery. Amoung the 14 patients included, 11 underwent surgery and had a complete microscopic resection (R0). After a median follow-up of 48 months, all operated patients were alive and 7 without evidence of recurrence. The prolonged use (12 months) of neoadjuvant imatinib is feasible, safe, eficient ans associated with low toxicity. Furthermore, it is associated with a high rate of microscopic resection (R0) and a less extensive surgical approach. Phase III study with higher cohorts are necessary to confirm our primary results.

<p>Adrenocortical cancer (ACC) is a rare disease that is often difficult to diagnose, and therefore often presents at an advanced stage. Various cytotoxic treatments have been tried with little success. Evaluation of new diagnostic methods and improvement of medical therapies are therefore crucial.</p><p>The diagnostic potential of 11C-metomidate positron emission tomography (PET) was evaluated in eleven ACC patients. PET visualized all viable tumors with high tracer uptake, including two lesions that CT failed to detect. Necrotic or fibrotic tumors were PET negative. Medication with adrenal steroid inhibitors and chemotherapy may decrease the tracer uptake.</p><p>We performed a phase-II study with streptozocin and o,p’-DDD (SO) combination therapy in 40 ACC patients. The SO therapy was found to have impact on the disease-free interval (P = 0.02) as well as on survival (P = 0.01) in patients who received adjuvant therapy after curative resection. Complete or partial response was obtained in 36.4% of patients with measurable disease.</p><p>The efficacy and tolerability of combination therapy with vincristine, cisplatin, teniposide, and cyclophosphamide (OPEC) were evaluated in eleven patients with advanced ACC after failure of SO therapy. The median survival was 21 months from the start of treatment. A partial response was achieved in two patients. Adverse events were mainly restricted to grade 1-2 toxicities, and grade 3 toxicities were observed in only two cycles.</p><p>We tested 21 ACC tumors to analyze the expression of receptor tyrosine kinases and 15 ACC for mutation analysis of c-Kit exon 11, which can be targeted by antagonists such as imatinib. All ACCs expressed one or more kinases: c-Kit in 19 ACC and phospho-c-Kit in three while 14 ACCs expressed PDGFR-beta, suggesting the potential usefulness of tyrosine kinase inhibitors. No c-Kit mutations were detected in exon 11. Further evaluation of other mutations targeted by this drug may be needed.</p>

Adrenocortical cancer (ACC) is a rare disease that is often difficult to diagnose, and therefore often presents at an advanced stage. Various cytotoxic treatments have been tried with little success. Evaluation of new diagnostic methods and improvement of medical therapies are therefore crucial. The diagnostic potential of 11C-metomidate positron emission tomography (PET) was evaluated in eleven ACC patients. PET visualized all viable tumors with high tracer uptake, including two lesions that CT failed to detect. Necrotic or fibrotic tumors were PET negative. Medication with adrenal steroid inhibitors and chemotherapy may decrease the tracer uptake. We performed a phase-II study with streptozocin and o,p’-DDD (SO) combination therapy in 40 ACC patients. The SO therapy was found to have impact on the disease-free interval (P = 0.02) as well as on survival (P = 0.01) in patients who received adjuvant therapy after curative resection. Complete or partial response was obtained in 36.4% of patients with measurable disease. The efficacy and tolerability of combination therapy with vincristine, cisplatin, teniposide, and cyclophosphamide (OPEC) were evaluated in eleven patients with advanced ACC after failure of SO therapy. The median survival was 21 months from the start of treatment. A partial response was achieved in two patients. Adverse events were mainly restricted to grade 1-2 toxicities, and grade 3 toxicities were observed in only two cycles. We tested 21 ACC tumors to analyze the expression of receptor tyrosine kinases and 15 ACC for mutation analysis of c-Kit exon 11, which can be targeted by antagonists such as imatinib. All ACCs expressed one or more kinases: c-Kit in 19 ACC and phospho-c-Kit in three while 14 ACCs expressed PDGFR-beta, suggesting the potential usefulness of tyrosine kinase inhibitors. No c-Kit mutations were detected in exon 11. Further evaluation of other mutations targeted by this drug may be needed.

Dans ce travail de recherche, nous sommes intéresses par la modélisation de l'hématopoïèse. Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) sont des cellules indifférenciées de la moelle osseuse, possédant la capacité de se renouveler et de se différencier (pour la production des globules rouges, globules blancs et les plaquettes). Le processus de l'hématopoïèse souvent révèle des irrégularités qui causent les maladies hématologiques. En modélisant la leucémie myéloide chronique (LMC), une maladie hématologique fréquente, nous représentons l'hématopoïèse des cellules normales et cancéreuses par un système d'équations différentielles ordinaires (EDO). L'homéostasie des cellules normales et différente de l'homéostasie des cellules cancéreuses, et dépend de quelques lignées des cellules normales et cancéreuses. Nous analysons la dynamique globale du modèle pour obtenir les conditions de régénération de l'hématopoïèse ou bien la persistance de la LMC. Nous démontrons aussi que la coexistence des cellules normales et cancéreuses ne peut avoir lieu pour longtemps. Imatinib est un traitement de base de la LMC, avec un dosage variant de 400 à 1000 mg par jour. Certains patients présentent des réponses différentes à la thérapie, pouvant être hématologique, cytogénétique et moléculaire. La thérapie échoue dans deux cas: le patient demande un temps plus long pour réagir, alors il s'agit d'une réponse suboptimale; ou bien le patient résiste après une bonne réponse initiale. Pour déterminer le dosage optimal, nécessaire à la réduction des cellules cancéreuses, nous représentons les effets de la thérapie par un problème de contrôle optimal. Notre but est de minimiser le cout du traitement et le nombre des cellules cancéreuses. La réponse suboptimale, la résistance et le rétablissement sont alors obtenus suivant l'influence de l'imatinib sur les taux de division et de mortalité des cellules cancéreuses. Nous étudions par ailleurs l'hématopoïèse selon un modèle structuré en age, décrivant l'évolution des CSH normales et cancéreuses. Nous démontrons que le taux de division des CSH cancéreuses joue un rôle important dans la détermination du contrôle optimal. En contrôlant la croissance des cellules normales et cancéreuses avec compétition inter spécifique, nous démontrons que le dosage optimal dépend de l'homéostasie des CSH cancéreuses. / Modelling hematopoiesis represents a feature of our research. Hematopoietic stem cells (HSC) are undifferentiated cells, located in bone marrow, with unique abilities of self-renewal and differentiation (production of white cells, red blood cells and platelets).The process of hematopoiesis often exhibits abnormalities causing hematological diseases. In modelling Chronic Myeloid Leukemia (CML), a frequent hematological disease, we represent hematopoiesis of normal and leukemic cells by means of ordinary differential equations (ODE). Homeostasis of normal and leukemic cells are supposed to be different and depend on some lines of normal and leukemic HSC. We analyze the global dynamics of the model to obtain the conditions for regeneration of hematopoiesis and persistence of CML. We prove as well that normal and leukemic cells can not coexist for a long time. Imatinib is the main treatment of CML, with posology varying from 400 to 1000 mg per day. Some affected individuals respond to therapy with various levels being hematologic, cytogenetic and molecular. Therapy fails in two cases: the patient takes a long time to react, then suboptimal response occurs; or the patient resists after an initial response. Determining the optimal dosage required to reduce leukemic cells is another challenge. We approach therapy effects as an optimal control problem to minimize the cost of treatment and the level of leukemic cells. Suboptimal response, resistance and recovery forms are obtained through the influence of imatinib onto the division and mortality rates of leukemic cells. Hematopoiesis can be investigated according to age of cells. An age-structured system, describing the evolution of normal and leukemic HSC shows that the division rate of leukemic HSC plays a crucial role when determining the optimal control. When controlling the growth of cells under interspecific competition within normal and leukemic HSC, we prove that optimal dosage is related to homeostasis of leukemic HSC.