La prostate est entourée de tissu adipeux périprostatique (TAPP), séparée de celui-ci uniquement par une fine barrière de collagène appelée la capsule prostatique. En clinique, l'infiltration du TAPP par des cellules tumorales est l'un des principaux critères histologiques de mauvais pronostic suggérant que le TAPP (en particulier les adipocytes) pourrait être un acteur clé de l'agressivité du cancer de la prostate. Dans un premier temps, nous avons identifié une chimiokine adipocytaire (CCL7) et un de ses récepteur (CCR3) qui contribuent à la dissémination des cellules cancéreuses à l'extérieur de la prostate. En effet, à travers des approches in vitro et in vivo, nous avons montré que l'inhibition de l'axe CCR3/CCL7 diminue la dissémination locale du cancer de la prostate avec un effet plus prononcé en conditions d'obésité. De plus, l'expression de ce récepteur est associée à l'agressivité tumorale et à la rechute chez les patients. Au-delà de la dissémination locale, une des complications du cancer de la prostate les plus graves et les plus dures à traiter reste la dissémination métastatique osseuse. Fort des résultats obtenus dans la première partie de notre travail, nous avons voulu savoir si les adipocytes médullaires présents au niveau du site métastatique osseux étaient capable d'attirer les cellules tumorales par les mêmes mécanismes que le TAPP. En utilisant des échantillons d'adipocytes médullaires issus de patients lors d'approches in vitro, nous avons pu montrer que les adipocytes médullaires présentent un phénotype différent de ceux du TAPP et qu'ils sécrètent la chimiokine CCL7 en quantité bien plus élevée. Cette dernière va ainsi induire la migration des cellules tumorales prostatiques vers le site osseux suivant un axe CCR3/CCL7. En inhibant cet axe, nous avons pu montrer in vivo et in vitro le potentiel de cet axe comme cible thérapeutique, puisqu'il nous a permis d'empêcher spécifiquement la formation de métastases osseuses. Nous avons pu confirmer l'importance de l'axe CCR3/CCL7 dans le cancer de la prostate métastatique par des méta-analyses cliniques et des études sur des tumeurs de patients. Enfin, nous avons pu montrer que les modifications physiopathologiques des adipocytes comme l'obésité et le vieillissement tous deux considérés comme des facteurs de risque du cancer de la prostate, augmentent fortement la migration induite par les adipocytes médullaires. En conclusion, nos résultats montrent que les adipocytes périprostatiques et médullaires sont capables d'influencer la progression du cancer de la prostate en favorisant, via la sécrétion de chimiokines, le franchissement de la capsule prostatique puis la dissémination métastatique osseuse. L'ensemble de ces mécanismes est amplifié en conditions d'obésité ou de vieillissement ce qui permet de proposer de nouveaux mécanismes moléculaires à l'émergence de cancers plus agressifs chez ces patients. Ainsi notre travail a permis d'identifier l'axe CCR3/CCL7 comme un axe majeur dans la dissémination du cancer de la prostate induite par le tissu adipeux, intervenant aussi bien au niveau local qu'au niveau métastatique. / Prostate is surrounded by periprostatic adipose tissue (PPAT), only separated by a thin layer of collagen called prostatic barrier. Infiltration through PPAT and prostatic barrier crossing by tumor cells are known as major histological and clinical bad prognosis factors. These observations suggest a key role of PPAT (and mainly adipocytes) in prostate cancer development and invasiveness. First, we identified a chemokine secreted by adipocytes (CCL7) and its associated receptor (CCR3) that contribute to local dissemination of prostate cancer cell and lead them to leave the prostate. Thus, using in vitro and in vivo approach, we showed that the inhibition of CCR3/CCL7 axis decreases local dissemination of prostate cancer with an enhanced effect in obesity context. Moreover, CCR3 expression has been associated to tumor aggressiveness and relapse on patient samples. Beyond local dissemination, bone metastasis is one of the major and deadliest complication of prostate cancer, with only few treatments available. Regarding results obtained in our first work on local dissemination, we focused on medullary adipocytes contained in bone marrow and study whether or not they could chemoattract prostate cancer cells just as PPAT in local dissemination. Using medullary adipocytes samples from patients and in vivo approach, we showed that medullary adipocytes expressed a unique phenotype different from PPAT adipocytes and that they secrete high level of CCL7. This chemokine will lead to directed migration of prostate cancer cells towards bone metastatic site through CCR3/CCL7 axis. By inhibiting this axis, we observed a specific inhibition of bone metastases formation both in vitro and in vivo, highlighting the therapeutic potential of this axis. We confirmed the main impact of CCR3/CCL7 axis in prostate cancer metastases, using clinical meta-analysis and studies on tumors from patients. Finally, we showed that physiopathological modifications of adipocytes, such as obesity and aging, which are both considered as prostate cancer bad prognosis factors, increase the chemoattraction of prostate cancer cells induced by medullary adipocytes secretions. As a conclusion, our results highlight that periprostatic adipocytes and medullary adipocytes can influence prostate cancer progression by secreting chemokines and leading to prostatic barrier crossing and bone metastatic dissemination. These mechanisms are enhanced in obesity and aging context. This allow us to suggest a new molecular mechanisms enhancing cancer aggressiveness. Thus, our work allowed us to identify CCR3/CCL7 axis as a major axis in the dissemination of prostate cancer induced by adipocytes secretions, acting on both local and metastatic level.

Une personne sur trois sera diagnostiquée d'un cancer au cours de sa vie. Malgré les progrès importants dans le développement de traitements anti-cancéreux, de nombreux défis restent à relever pour les scientifiques. Certains des cancers les plus fréquents (sein, prostate, poumon) produisent souvent des métastases osseuses lorsqu'ils atteignent un stade avancé. En plus d'être associées à un pronostic pauvre, ces métastases provoquent chez les patients des douleurs qui figurent parmi les plus difficiles à traiter. Notre étude visait à développer un modèle animal qui serait le plus représentatif possible de la réalité clinique et ce, afin d'évaluer le potentiel de nouveaux traitements anti-douleurs. Nous avons donc mis au point un modèle d'injection de cellules mammaires syngéniques dans le fémur du rat. La tumeur s’est développée sur une période de 3 semaines et sa progression a été suivie à l'aide d’une évaluation comportementale et de différentes techniques d’imagerie (pCT, IRM et TEP). Nous avons pu détecter l'apparition de douleur à l'aide de plusieurs tests comportementaux à partir du jour 14 après l'implantation des cellules tumorales. L'imagerie par résonance magnétique nous a cependant permis de détecter l'apparition d'une tumeur dans la moelle osseuse à partir du jour 8 et la tomodensitométrie a permis de suivre la progression de la dégradation osseuse à partir de ce stade précoce. L’utilisation de divers traceurs de l'activité métabolique tumorale et osseuse en TEP a également permis d'analyser les effets du développement de la tumeur sur l’environnement osseux. Le volume de la tumeur et l'état de dégradation de l'os extraits de la prise d'image ont été corrélés aux niveaux de douleur mesurés chez les animaux. La mise en place de ces outils ouvre la voie à une évaluation améliorée du potentiel de traitements analgésiques ou anticancéreux dans ce modèle. Nous avons donc amorcé une étude portant sur la neurotensine et ses récepteurs NTS1 et NTS2. Nous avons pu observer que l’injection intrathécale de plusieurs analogues de la neurotensine a un bon potentiel analgésique dans notre modèle. Ces analogues et d'autres qui seront testés dans l'avenir pourraient représenter une avenue intéressante pouvant servir de complément aux thérapies actuelles. [symboles non conformes]

Les métastases osseuses sont des complications fréquentes du cancer du sein, responsables sur le plan clinique d'hypercalcémie, fractures osseuses et douleurs, pour lesquelles, il n'existe que des traitements palliatifs. Les cellules tumorales de carcinomes mammaires qui métastasent au site osseux expriment des gènes qui favorisent le tropisme osseux de ces cellules ainsi que leur ancrage et développement dans la moelle osseuse. Les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces processus sont contrôlés par l'expression génique des cellules tumorales qui interagissent avec le microenvironnement et les cellules osseuses. Dans ce contexte, les microARNs en tant que régulateur endogène de l'expression génique, interfèrent avec les différentes étapes de la formation des métastases osseuses, incluant l'échappement des cellules tumorales de la tumeur primaire, la dissémination et l'invasion du site osseux, ainsi que l'apparition de lésions ostéolytiques. Les profils transcriptomiques des microARNs de cellules tumorales mammaires à caractère ostéotropique montrent que l'expression de la famille de microARNs-30s (miRs-30) est inhibée dans ces cellules. En clinique, la faible expression des miRs-30 est associée à un mauvais diagnostique de rechute et au statut hormono-résistant. Dans un modèle animal de métastases osseuses, l'expression forcée des miRs-30 dans des cellules tumorales qui métastasent fortement et spécifiquement à l'os, inhibe la formation des métastases osseuses. Nous montrons que les miRs-30 inhibent l'invasion et stimulent l'ostéoblastogenèse, in vitro et réduisent la charge tumorale et l'ostéoclastogenèse, in vivo. En accord avec ces résultats, l'expression de gènes qui stimulent les métastases osseuses est inhibée par les miRs-30. Parmi ces gènes, l'expression du CTGF (connective tissue growth factor) est augmentée dans les métastases osseuses humaines. Les étapes précoces des métastases osseuses sont étudiées par inoculation de cellules tumorales métastatiques murines dans la glande mammaire de souris. Dans ce modèle, les miRs-30 n'altèrent pas la croissance tumorale et la dissémination métastatique à l'os. Cependant, les miRs-30 inhibent l'invasion et le caractère de cellules souches tumorales de ces cellules métastatiques. Ces résultats suggèrent que les miRs-30, en régulant négativement les métastases osseuses, représentent une thérapie potentielle pour réprimer des gènes cibles qui stimulent les métastases osseuses / Bone metastasis is a common complication of advanced breast cancers and is clinically responsible of bone fractures, hypercalcemia and pain for which only palliative therapies are proposed. Breast tumor cells that preferentially invade bone express a set of deregulated genes that enhance bone tropism and facilitate bone marrow engraftment which may lead to the formation of overt osteolytic lesions. Molecular pathways underlining these steps are regulated through the tight control of genes expressed by cancer cells interacting with cells from the bone microenvironment. In this context, microRNAs act as regulators of gene expression and control multiple aspects of bone metastasis, including tumor cell escape from the primary site, dissemination, invasion of the bone marrow and secondary outgrowth. MicroRNA transcriptomic profiling of osteotropic breast cancer cell lines identified drastic down-regulation of the miR-30 family (miRs-30). In the clinic, low expression of miRs-30 in breast primary tumors is associated with poor distant metastasis-free survival and hormoneinsensitive status. In a model of human bone metastasis in vivo, the forced expression of miRs-30 in a breast cancer cell line that is highly and specifically metastatic to bone inhibited bone metastasis. We demonstrated that miRs-30 inhibit tumor cell invasiveness and stimulate osteoblastogenesis, in vitro, and reduces tumor burden and osteoclast activity, in vivo. Consistent with that, the expression of several genes that promote bone metastasis were inhibited by miRs- 30. Among these, expression of connective tissue growth factor (CTGF) was up-regulated in human bone metastasis. The early steps of bone metastasis were studied in a mouse model using spontaneously metastatic mouse breast cancer cell lines inoculated in the mammary gland. In this model, miRs-30 did not alter tumor growth or metastatic dissemination to bone. However, miRs-30 inhibited cell invasiveness and cancer stem cell-like phenotype of these metastatic cells. We conclude that miRs-30, by interfering negatively with bone metastasis, represent a potential therapy to repress gene targets that promote bone metastasis