Les cellules cancéreuses du sein se disséminent du site primaire aux organes secondaires, où elles restent dormantes pendant des mois, voire des années. Cette période de dormance se traduit par une latence clinique entre la résection chirurgicale des tumeurs mammaires primitives et le diagnostic d'une rechute métastatique chez environ 30 % des patientes atteintes d'un cancer du sein. Les mécanismes de survie et de croissance ultérieure de ces cellules tumorales disséminées (CTD) dormantes restent largement inconnus, ce qui entrave la prise en charge clinique des patientes concernés. Des facteurs intrinsèques et extrinsèques dictent le destin et le comportement des DTC dans les organes secondaires. Notre travail dans les chapitres deux et trois visait à révéler les gènes et les voies de signalisation contribuant au devenir du DTC en ce qui concerne les deux catégories de facteurs. Dans le chapitre deux, nous avons exploité les sous-lignées de cancer du sein murin 4T07 et 4T1 qui modélisent les deux destins de rester dormant ou de se transformer en métastases visibles, respectivement, après dissémination spontanée à partir de la tumeur mammaire primaire. Nous avons appliqué un pipeline de criblage CRISPR à l'échelle du génome pour explorer les dépendances génétiques différentielles des deux lignées, c’est à dire leur réseau de signalisation intrinsèquement différent. En comparaison avec les cellules sujettes à la dormance, les cellules métastatiques démontrent une activité PI3K de classe I élevée. Contre-intuitivement, les cellules sujettes à la dormance affichent une activité mTORC1 plus élevée qui pourrait être attribuée à un positionnement lysosomal périphérique constant. Le blocage de ce positionnement périphérique a réduit la charge des DTC dans les poumons et l'incidence des métastases visibles, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un mécanisme de survie médicamenteux pour les DTC du sein. Dans le chapitre trois, nous avons effectué un criblage CRISPR in vivo à l'échelle du génome dans des cellules sujettes à la dormance, ce qui a mené à l’identification du gène non caractérisé Mob3c comme un régulateur potentiel de la dormance. Le niveau d'expression de Mob3c dans les modèles de dormance par rapport à ses homologues prolifératifs a soutenu la prédiction du criblage selon laquelle Mob3c pourrait être un suppresseur de métastases. Des cribles basés sur la protéomique et des tests d'interactions protéine-protéine ont suggéré que MOB3C interagit avec le complexe endonucléase RNase P, qui catalyse différentes fonctions cellulaires essentielles, y compris la maturation de l'ARNt. Les analyses cliniques axées sur les rechutes métastatiques (c'est-à-dire la survie sans métastases à distance et sans progression) chez les patientes atteintes d'un cancer du sein ont validé les résultats précliniques décrits dans les deux chapitres, soutenant une signification et un impact potentiels des connaissances moléculaires révélées. / Breast cancer cells disseminate from the primary site to secondary organs, where they remain dormant for months to years. This dormancy period is reflected in a clinical latency between the surgical resection of the primary breast tumors and diagnosing a metastatic relapse in about 30% of breast cancer patients. Mechanisms of survival and subsequent outgrowth of these dormant disseminated tumor cells (DTCs) remain largely unknown, hence hindering clinical management of affected patients. Intrinsic and extrinsic factors dictate the fate and behavior of DTCs in secondary organs. Our work in chapters two and three aimed at revealing genes and pathways contributing to the DTC fate with respect to the two categories of factors. In chapter two, we leveraged the 4T07 and 4T1 murine breast cancer sublines that model the two fates of either remaining dormant or outgrowing into visible metastases, respectively, after spontaneous dissemination from the primary mammary tumor. We applied a genome wide CRISPR screening pipeline to explore the differential genetic dependencies of the two lines, hence their intrinsically different signaling wiring. In comparison to the dormancy-prone cells, metastatic cells display high class I PI3K activity. Counterintuitively, dormancy-prone cells display higher mTORC1 activity that could be attributed to a constant peripheral lysosomal positioning. Blocking this peripheral positioning reduced the DTC burden in the lungs and the incidence of visible metastases, suggesting that this might be a druggable survival mechanism for breast DTCs. In chapter three, we carried out an in vivo genome-wide knockout CRISPR screen in dormancy-prone cells, that put forward the uncharacterized gene, Mob3c, as a potential pro-dormancy gene. Mob3c expression level in models of dormancy in comparison with proliferative counterparts, supported the screen prediction of Mob3c potentially being a metastasis suppressor. Proteomics-based screens and protein-protein interaction assays suggested that MOB3C interacts with the endonuclease RNase P complex, that catalyzes different essential cellular functions including tRNA maturation. Metastatic relapse-focused clinical analyses (i.e., distant metastasis- and progression-free survival) in breast cancer patients validated the outlined preclinical findings in the two chapters, supporting a potential significance and impact of the revealed molecular insights.

Les sarcomes de haut grade présentent une progression métastatique dans approximativement 50 % des cas. Les bénéfices des traitements de chimiothérapie palliatifs pour les métastases à distance restent modestes. L’objectif primaire de cette étude est d’évaluer la progression de la maladie et la survie des patients diagnostiqués avec un sarcome des tissus mous métastatique traité par chimiothérapie palliative. Une revue de dossiers rétrospective des 68 patients ayant reçu de la chimiothérapie palliative pour leurs sarcomes métastatiques entre 2003 et 2013 à l’Hôpital Maisonneuve- Rosemont a été réalisée. Une mise en banque des données d’un groupe n’ayant pas eu de chimiothérapie de 36 patients ayant eu un diagnostic de sarcomes métastatiques des tissus mous sans traitement de chimiothérapie a été effectuée rétrospectivement. La survie globale médiane obtenue avec traitements de chimiothérapie était plus du double de celle sans traitement, soit de 20 mois et 7 mois, respectivement (p =0.0001). La survie globale de tous les groupes histologiques ayant eu des traitements de chimiothérapie était améliorée, particulièrement pour les léiomyosarcomes et sarcomes synoviaux, bien que la différence entre les groupes traités et non traités n’était pas statistiquement significative. Lorsque la chimiothérapie était administrée en thérapie combinée lors de la première ligne de traitement, la survie sans évènement était significativement augmentée (p=0.0184) et les taux de réponse favorables étaient deux fois plus élevés. En conclusion, les résultats ont montré une survie significativement améliorée pour tous les groupes histologiques ayant eu des traitements de chimiothérapie. Néanmoins, les patients avec une réponse favorable demeurent avec une faible espérance de vie. D’autres options de traitements sont nécessaires. / High-grade sarcomas present a metastatic progression in approximately 50% of cases. The effectiveness of palliative chemotherapy as a treatment of systemic metastases is still modest. The main objective of this study is to assess disease progression and survival of patients diagnosed with metastatic soft tissue sarcomas treated with palliative chemotherapy. A retrospective chart review of 68 patients treated with palliative chemotherapy for metastatic soft tissue sarcomas between 2003 and 2013 at Maisonneuve-Rosemont Hospital was achieved. Data for control group of 36 patients with metastatic soft tissue sarcomas not treated with chemotherapy was collected retrospectively. Median overall survival with chemotherapy treatments was more than two times overall survival without treatments, which were 20 months and 7 months, respectively (p=0.0001). Overall survival was improved for all histologic subtypes with chemotherapy treatments, especially for leiomyosarcomas and synovial sarcomas, even though the difference in survival was not statistically significant between treated and untreated groups. When chemotherapy was given in combined therapy during first line of treatment, event-free survival was statistically longer (p=0.0184) and favorable responses rates were doubled. In conclusion, results have shown a significantly improved overall survival in all histological groups with chemotherapy treatments. Nevertheless, patients with favorable response to chemotherapy have poor outcomes. Additional treatment options are needed.

Au Canada, on estime qu'une femme sur neuf développera un cancer du sein et qu'une femme sur vingt-huit en mourra. Les carcinomes mammaires de phénotype basal qui comprennent environ 15 à 25% des cancers envahissants du sein sont des tumeurs malignes ayant un très mauvais pronostic. Dans ce type tumoral, les métastases sont fréquentes et les décès nombreux. La formation des métastases est un processus complexe qui comprend plusieurs étapes; chacune peut être étudiée par des marqueurs spécifiques. Notre hypothèse de recherche est que le carcinome mammaire de phénotype basal possède des caractéristiques spécifiques qui permettent d'expliquer son potentiel métastatique élevé. Six micromatrices tissulaires comprenant un total de 213 tumeurs mammaires ont été confectionnées. L'expression des marqueurs usuels de la métastase et celle de nouveaux marqueurs a été étudiée par des techniques d'immunohistochimie. L'étude comparative de l’expression des marqueurs du potentiel métastatique par les carcinomes mammaires de phénotype basal indique que les protéines Ki-67, EGFR, CD276 et galectine-7 sont étroitement reliées à ce type de cancer. De plus, l'expression du marqueur GATA-3, un marqueur anti-métastatique, fait complètement défaut. Nos résultats confirment que le cancer du sein de phénotype basal possède un plus grand potentiel métastatique que les autres sous-types génétiques et suggèrent que la galectine-7 puisse être impliquée. / In Canada, we estimate that one woman in nine will develop a breast cancer, and one woman in twenty-eight will succumb of her disease. The basal-like breast cancer which represents 15 to 25% of invasive breast cancer, is associated with a poor prognosis. Metastases are the main cause of mortality for patients affected from cancer. Many steps are involved in the metastatic cascade. Each step can be studied using specific markers. Our research hypothesis is that basal-like breast cancer have distinct charactheristics which can explain their higher metastatic potential and poor overall survival. Six tissue microarrays comprising a total of 213 breast tumors were assembled. The relative expression of conventional and putative metastasis related markers was studied using immunohistochemistry. When the expression of metastatic potential markers was evaluated in breast carcinomas, basal-like breast cancer was found to express higher levels of Ki-67, EGFR, CD276 and galectin-7. Furthermore, GATA-3, an antimetastatic protein, was found to be completely absent in basal-cell type breast cancers. Our results confirm that the basal-like breast cancer has a highest metastatic potential than the other molecular subtypes and suggest that galectin-7 may play a role.

Au sein d’une tumeur des régions hypoxiques se forment ce qui conduit à l’activation du facteur de transcription HIF1. HIF1, composé des deux protéines HIF1a et HIF1b, permet l’adaptation des cellules à des faibles concentrations d’oxygène en activant la transcription de gène cible. Un de ces gènes est celui codant pour la lysyl oxydase (LOX). Cette enzyme structure la matrice extracellulaire et est impliquée dans la tumorigénèse. Pour comprendre les liens entre LOX et HIF1a, nous avons modulé leurs expressions dans des lignées humaines de carcinome du côlon. En condition hypoxique, HIF1a contrôle l’expression de LOX et réciproquement, LOX régule la synthèse protéique d’HIF1a via l’activation de la voie de signalisation PI3K/AKT. Nous avons donc mis en évidence l’existence d’une boucle de régulation positive entre LOX et HIF1 en conditions hypoxique. Sachant que ces deux protéines sont des acteurs majeurs de la progression tumorale, nous avons cherché à comprendre le rôle de cette régulation mutuelle dans ce processus. Nos résultats démontrent que l’activité enzymatique de LOX promeut la croissance tumorale in vitro et in vivo et que son action est potentialisée par la présence de son partenaire HIF1a. De plus, LOX et HIF1a agissent en synergie afin d’augmenter la potentiel métastatiques des cellules tumorale de côlon in vitro. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l’existence d’une boucle de régulation entre HIF1a et LOX qui est critique dans la progression tumorale et semble également être impliquée dans le processus métastatiques / The microenvironment of solid tumors is exposed to hypoxic conditions which lead to the activation of Hypoxia‐Inducible Factor 1 (HIF1). HIF1, composed by a heterodimer of HIF1a and HIF1b protein, is a key transcription factor involved in cellular adaptation to changes in oxygen level, inducing the expression of several transcriptional targets such as Lysyl Oxidase (LOX). LOX is an amine oxidase that catalyzes crosslinking of fibrillar collagens and elastin in the extracellular matrix. Furthermore, LOX is implied in tumor progression. To clarify, the link between LOX and HIF1a, their expression were modulated in human colorectal carcinoma cell lines. We pointed out that besides HIF1‐dependant regulation of LOX, LOX can also act on the HIF1 pathway under hypoxic conditions. Indeed, LOX enzymatic activity upregulates HIF1a protein synthesis, and this action is mediated by the PI3K/AKT pathway. Thus, these results emphasize the existence of a regulation loop between HIF‐1a and LOX, which represent two main actors of tumoral progression. Thus, we wanted to determine the implication of this amplification loop in tumor progression. Our results show that LOX enzymatic activity increase tumor growth in vitro and in vivo, and this role is partially dependant of its partner HIF1a. Furthermore, we established that that LOX and HIF1a act in synergy to foster metastatic potential in colorectal carcinoma cell lines. Taken together, our results demonstrate a regulation loop between LOX and HIF1a with is critical for tumor progression and metastasis formation

Nous introduisons un modèle mathématique d'évolution d'une maladie cancéreuse à l'échelle de l'organisme, prenant en compte les métastases ainsi que leur taille et permettant de simuler l'action de plusieurs thérapies telles que la chirurgie, la chimiothérapie ou les traitements anti-angiogéniques. Le problème mathématique est une équation de renouvellement structurée en dimension deux. Son analyse mathématique ainsi que l'analyse fonctionnelle d'un espace de Sobolev sous-jacent sont effectuées. Existence, unicité, régularité et comportement asymptotique des solutions sont établis dans le cas autonome. Un schéma numérique lagrangien est introduit et analysé, permettant de prouver l'existence de solutions dans le cas non-autonome. L'effet de la concentration de la donnée au bord en une masse de Dirac est aussi envisagé.Le potentiel du modèle est ensuite illustré pour des problématiques cliniques telles que l'échec des anti-angiogéniques, les protocoles temporels d'administration pour la combinaison d'une chimiothérapie et d'un anti-angiogénique et les chimiothérapies métronomiques. Pour tenter d'apporter des réponses mathématiques à ces problèmes cliniques, un problème de contrôle optimal est formulé, analysé et simulé. / We introduce a mathematical model for the evolution of a cancer disease at the organism scale, taking into account for the metastases and their sizes as well as action of several therapies such as primary tumor surgery, chemotherapy and anti-angiogenic therapy. The mathematical problem is a renewal equation with bi-dimensional structuring variable. Mathematical analysis and functional analysis of an underlying Sobolev space are performed. Existence, uniqueness, regularity and asymptotic behavior of the solutions are proven in the autonomous case. A lagrangian numerical scheme is introduced and analyzed. Convergence of this scheme proves existence in the non-autonomous case. The effect of concentration of the boundary data into a Dirac mass is also investigated.Possible applications of the model are numerically illustrated for clinical issues such as the failure of anti-angiogenic monotherapies, scheduling of combined cytotoxic and anti-angiogenic therapies and metronomic chemotherapies. In order to give mathematical answers to these clinical problems an optimal control problem is formulated, analyzed and simulated.

La périostine est une protéine matricellulaire préférentiellement exprimée aux sites de contraintes mécaniques, notamment le périoste, et dans le stroma associé à de nombreux types de cancers. En premier lieu, nous nous sommes attachés à évaluer la pertinence de cette protéine en tant que biomarqueur du métabolisme osseux et de la réaction stromale dans les métastases osseuses. Nous avons développé le premier dosage ELISA de la périostine circulante chez la souris présentant des caractéristiques analytiques (spécificité, précision) conformes aux exigences réglementaires. Ce dosage nous a permis de préciser l’implication de la périostine dans le métabolisme osseux et les métastases osseuses de cancer du sein. Nos données in vitro et in vivo suggèrent que la périostine n’est pas un indice direct du remodelage osseux, contrairement aux marqueurs biologiques conventionnels, mais une composante de l’ossification primaire. Nous avons aussi montré dans les métastases osseuses d’origine mammaire que la périostine est surexprimée par les cellules stromales de la métastase, comme cela a pu être observé au niveau des tumeurs primaires. Enfin, nous avons confirmé par une approche bioinformatique la relation étroite entre périostine et réaction stromale dans la plupart des tumeurs chez l’Homme. La périostine et d’autres protéines conjointement exprimées pourraient donc constituer un panel de marqueurs biologiques de la progression tumorale, certains pouvant se révéler comme nouvelles cibles thérapeutiques en oncologie. / Periostin is a matricellular protein preferentially expressed at sites subjected to mechanical constraints, including the periosteum, and in the stroma associated to several tumor types. We first aimed to evaluate the relevance of periostin as a biomarker of bone metabolism or stromal reaction in bone metastases. We developed the first ELISA for serum periostin in mouse with analytical characteristics (specificity, precision) that are in accordance with regulatory standards. This ELISA allowed us to specify further the involvement of periostin in bone metabolism and breast cancer bone metastases. Our in vitro and in vivo data suggested that periostin is a component of primary ossification rather than a direct index of bone remodeling, unlike conventional bone markers. In breast cancer bone metastases, we also showed that periostin is overexpressed by stromal cells associated with bone metastasis, in agreement with its localization in the stroma of primary tumors. Finally, using bioinformatics analyses of large datasets from various tumors in human, we confirmed the close relationship between periostin and the stromal reaction. Periostin and other co-expressed proteins could therefore constitute a set of biological markers of cancer progression, and/or appear as potential therapeutic targets.

Les métastases hépatiques du cancer colorectal (MHCR) sont fréquentes et sont associées à une mortalité significative. Ces dernières décennies, des progrès thérapeutiques importants ont permis d'en améliorer le pronostic. Plus particulièrement, le rôle des résections hépatiques s'est considérablement élargi dans la maladie métastatique limitée au foie, conduisant à un changement radical dans la prise en charge. Ceci a naturellement eu des répercussions sur l'imagerie, qui doit être très performante au niveau lésionnel, nécessitant des sensibilité et spécificité très élevées. Si les techniques modernes ont permis une amélioration très nette en termes de sensibilité, en particulier grâce aux produits de contraste hépatospécifiques et de l'imagerie pondérée en diffusion, l'amélioration de la spécificité est moins claire et moins bien évaluée. Pourtant, la spécificité est tout aussi importante dans ce contexte, où les erreurs diagnostiques sont coûteuses, avec des chirurgies inutiles en cas de faux positifs, et des résections incomplètes en cas de faux négatifs. Ces deux situations sont accompagnées d'une morbi-mortalité très importante. Le présent travail de thèse va donc explorer de nouvelles pistes dont l'objectif ultime serait d'améliorer la spécificité de l'imagerie des MHCR. La première étude confronte l'apparence des métastases d'origine colorectale en IRM de haute résolution et leur histologie sous-jacente. Cette étude originale démontre que la fibrose tumorale apparait en hypersignal T2 et la nécrose tumorale en hyposignal T2 et hypersignal T1, ce qui va à l'encontre du dogme classique. La seconde étude explore la faisabilité de la fusion d'images IRM/échographie dans l'exploration de lésions hépatiques focales chez des patients ayant un cancer colorectal. Cette étude montre qu'un nombre significatif de lésions ne peuvent être visualisées à l'échographie qu'en utilisant la fusion, ouvrant la voie à une meilleure caractérisation lésionnelle en combinant les atouts de l'échographie et de l'IRM. Enfin, la troisième étude, complétée d'une revue iconographique, analyse le comportement IRM des lésions hépatiques après injection d'un produit de contraste intravasculaire. Elle montre une accumulation progressive du contraste au sein des angiomes, mais pas dans les métastases, conduisant à des apparences très différentes sur la phase tardive. Ceci était aussi observé dans les lésions de petites tailles, ce qui devrait permettre une meilleure spécificité dans les cas difficiles / Colorectal cancer liver metastases (CRCLM) are common and result in significant mortality. During the past decades, important therapeutic advances have improved the prognosis signficantly, especially through a marked expansion of the role of hepatic resections in liverlimited metastatic disease, leading to a radical change in management. This was naturally accompanied by an equally radical change in the imaging paradigm, now centered at the lesion level and not at the patient level, requiring very high sensitivity and specificity. While modern techniques have allowed a significant improvement in terms of sensitivity, especially through the use of hepatospecific contrast agents and diffusion imaging, the benefits in term of specificity are less clear, with only few studies focusing on and reporting the specificity of the techniques. However, specificity is equally important in this context, where diagnostic errors are costly, resulting either in unnecessary surgeries in case of false positives or in incomplete resections in case of false negatives. In this setting, our thesis will examine the results of three studies, which objective is to offer possible solutions to better understand the imaging of metastases and improve the specificity of liver imaging of CRCLM. The first study analyzes the association between high resolution MRI appearance of CRCLM and their underlying histology, showing that tumor fibrosis was in hypersignal on T2 Weighted Imaging while tumor necrosis was in hyposignal on T2 Weighted Imaging and hypersignal on T1 Weighted Imaging, which goes against the classical teaching about these lesions. The second study assesses the feasibility of using an MRI/Ultrasound fusion system in the exploration of liver lesions in patients with colorectal cancer. This study shows that more lesions were detected with ultrasound when using the fusion system, suggesting that a fusion system may allow a better characterization of lesions by combining the complementary information of MRI and ultrasound. Finally, the third study and its accompanying pictorial essay, explored the behavior of liver lesions after injection of an intravascular contrast agent. The main finding of this study was that hemangioma were accumulating the contrast over time while metastases were not, a key differentiating feature. This finding was found even in small lesions, often difficult to diagnose, suggesting that using such contrast in the exploration of liver lesions in patients with CRCLM would result in a higher specificity of the method

Les proprotéines convertases (PCs) sont des enzymes impliquées de nombreux processus pathologiques. Nous avons étudié deux substrats des PCs: l'apeline et la glycoprotéine B (gB) du virus d'Epstein Barr (EBV), et le rôle de cette maturation protéolytique dans la médiation de leurs fonctions. L'apeline est surexprimée dans plusieurs cancers dont le cancer colorectal (CCR), et nous avons montré que la furine, un membre des PCs, clive l’apeline. Pour déterminer le rôle de ce clivage dans le CCR métastatique, nous avons généré un mutant non clivable (apeline-DM). In vitro, ce mutant inhibe la croissance de cellules cancéreuses du côlonet ne les protège pas de l'apoptose, contrairement à l'apeline sauvage. In vivo, l'apeline-DM diminue drastiquement la croissance tumorale et la formation de métastases hépatiques chez la souris. Les mêmes résultats sont obtenus dans des modèles de souris déficientes pour l’apeline, démontrant l'intérêt d'utiliser l'apeline-DM ou des dérivés comme potentiels agents anticancéreux dans le traitement des CCR métastatiques. La gB du virus EBV, virus impliqué dans certains cancers lymphoïdes et épithéliaux chez l'homme, permet l'entrée du virus dans la cellule lors de l'infection. Nous avons montré que les PCs, et notamment la furine, clivent la gB. In vitro, l'induction de la protéine virale LMP1 augmente l'expression de la furine, qui se traduit par une augmentation de l'infection par EBV. Ces résultats suggèrent l'existence d'une boucle de régulation entre la furine et LMP1 permettant d'améliorer la propagation cellulaire du virus. L'utilisation d'inhibiteurs de l'activité des PCs permettrait donc de bloquer l'infection par EBV. / Proprotein convertases (PCs) are enzymes involved in many pathological processes. We have identified two novel substrates of the PCs: apelin and glycoprotein B (gB) of Epstein Barr Virus (EBV), and studied the role of PC-mediated proteolytic maturation in their functions. Apelin is overexpressed in some cancers including colorectal cancer (CRC), and we demonstrated that furin, one of the PCs member, cleaves apelin in two peptides. To determine the role of apelin cleavage by furin in the metastatic CRC, we generated a non-cleavable mutant (apelin-DM). This mutant inhibited the growth of colon cancer cells in vitro and could not protect against apoptosis, unlike the wild-type apelin. In vivo, apelin-DM drastically reduces tumor growth and the formation of hepatic metastases in mice. These results were confirmed in apelin deficient mouse models thus demonstrating the potential interest of using apelin-DM, or its derivatives, as anticancer agents in the treatment of metastatic CRC. The gB of EBV, a virus involved in some lymphoid and epithelial cancers in humans, is involved in the entry of the virus into the cell during infection. We have shown that PCs, especially furin, cleave gB. In vitro,induction of the LMP1 viral protein increases furin expression, which results in an increase in EBV infection. These results suggest the existence of a regulatory loop between furin and LMP1 to improve the cellular propagation of the virus. The use of inhibitors of PCs activity would thus block EBV infection, a virus against which there is no treatment nowadays.

Le récepteur de la progestérone (PR) est un acteur majeur du développement de la glande mammaire. Dans les cellules épithéliales normales, PR est exprimé sous deux isoformes PRA (94 kDa) et PRB (116 kDa) de façon équimolaire. Il est établi que celles-ci ont un impact important sur le développement des cancers du sein, mais leurs rôles dans l’évolution métastatique reste très mal connus. Le ratio d’expression PRA/PRB étant souvent déséquilibré dans les tumeurs mammaires, nous avons analysé le turnover des deux isoformes. Nous avons démontré que PRA et PRB sont les cibles de modifications post-traductionnelles dirigées par les MAPK qui tendent à stabiliser l’une ou l’autre isoforme de manière sélective. Ainsi, Erk1/2 (p42/44) inhibe la dégradation de PRB tandis que la p38 stabilise PRA. Il en résulte que le ratio PRA/PRB varie de façon importante en fonction des signalisations extracellulaires impliquant les facteurs de croissance et les cytokines inflammatoires souvent exacerbés dans les cancers. Pour mieux étudier les effets différentiels de PRA et PRB, nous avons établi un modèle cellulaire original exprimant de manière bi-inductible l’une ou l’autre isoforme de PR, à partir de la lignée cellulaire MDA-MB 231 provenant d’une métastase de cancer du sein. En étudiant les variations induites par PRA ou PRB sur le transcriptome de ces cellules, nous avons identifié les gènes cibles spécifiques de ces isoformes. Parmi-eux se trouvent de nombreux gènes impliqués dans les cancers, notamment agissant sur la prolifération, la survie et la motilité cellulaires comme uPA et PAI-1. De plus, en analysant la migration cellulaire, nous avons mis en évidence un effet pro-migratoire de PRB particulièrement important en absence d’hormone. En recherchant la cause de ces effets, nous avons découvert que PRB était colocalisé et interagissait avec la kinase d’adhésion focale (FAK) qu’il active au niveau des points d’adhésion focaux. Ces travaux soulignent l’incidence du ratio PRA/PRB et du statut du ligand sur les métastases du cancer du sein, aussi bien au niveau de la sélectivité transcriptionnelle que celui des régulations non génomiques impactant la migration cellulaire. Nous suggérons la possibilité de cibler les tumeurs mammaires par des antagonistes sélectifs de PR et des inhibiteurs des voies de signalisation des MAPK ou de FAK. / Progesterone receptor (PR) is a major actor of mammary gland development. PR is equally expressed as two main isoforms PRA (94 kDa) and PRB (116kDa) in the mammary gland epithelium. However, breast cancer progression has been associated with abnormalities of their expression ratio through undefined mechanisms. In this study, using a stably transfected cell line, we showed that PRA and PRB stabilizations are differentially regulated by Erk1/2 (p42/44) and p38 MAPKs respectively, leading to strongly influence PRA/PRB ratio. These results highlight the impact of growth factors and inflammatory cytokines on PRA/PRB imbalance in cancer cells. To study the differential effect of PR isoforms, we established an original bi-inducible cell line expressing either PRA and/or PRB. By analyzing variations induced by PRA and PRB on such cell transcriptomes, we identified the isoform-specific targets genes by DNA microarrays. Most of them are implicated in cancers, notably acting on cell proliferation, survival and motility. Furthermore, focusing our studies on cell migration, we showed that PRB acts as a pro-migratory factor particularly powerful in the absence of ligand. We discovered that PRB colocalized and interacted with the focal adhesion kinase (FAK) that was activated in focal adhesion points. Our results highlight the impacts of both PRA/PRB ratio and ligand status on metastatic evolution, in the contexts of transcriptional regulation as well as non-genomic events. We suggest the possibility to target mammary tumors by PR-selective antagonists and/or inhibitors of MAPK and FAK signalings.

Au Canada, on estime qu'une femme sur neuf développera un cancer du sein et qu'une femme sur vingt-huit en mourra. Les carcinomes mammaires de phénotype basal qui comprennent environ 15 à 25% des cancers envahissants du sein sont des tumeurs malignes ayant un très mauvais pronostic. Dans ce type tumoral, les métastases sont fréquentes et les décès nombreux. La formation des métastases est un processus complexe qui comprend plusieurs étapes; chacune peut être étudiée par des marqueurs spécifiques. Notre hypothèse de recherche est que le carcinome mammaire de phénotype basal possède des caractéristiques spécifiques qui permettent d'expliquer son potentiel métastatique élevé. Six micromatrices tissulaires comprenant un total de 213 tumeurs mammaires ont été confectionnées. L'expression des marqueurs usuels de la métastase et celle de nouveaux marqueurs a été étudiée par des techniques d'immunohistochimie. L'étude comparative de l’expression des marqueurs du potentiel métastatique par les carcinomes mammaires de phénotype basal indique que les protéines Ki-67, EGFR, CD276 et galectine-7 sont étroitement reliées à ce type de cancer. De plus, l'expression du marqueur GATA-3, un marqueur anti-métastatique, fait complètement défaut. Nos résultats confirment que le cancer du sein de phénotype basal possède un plus grand potentiel métastatique que les autres sous-types génétiques et suggèrent que la galectine-7 puisse être impliquée. / In Canada, we estimate that one woman in nine will develop a breast cancer, and one woman in twenty-eight will succumb of her disease. The basal-like breast cancer which represents 15 to 25% of invasive breast cancer, is associated with a poor prognosis. Metastases are the main cause of mortality for patients affected from cancer. Many steps are involved in the metastatic cascade. Each step can be studied using specific markers. Our research hypothesis is that basal-like breast cancer have distinct charactheristics which can explain their higher metastatic potential and poor overall survival. Six tissue microarrays comprising a total of 213 breast tumors were assembled. The relative expression of conventional and putative metastasis related markers was studied using immunohistochemistry. When the expression of metastatic potential markers was evaluated in breast carcinomas, basal-like breast cancer was found to express higher levels of Ki-67, EGFR, CD276 and galectin-7. Furthermore, GATA-3, an antimetastatic protein, was found to be completely absent in basal-cell type breast cancers. Our results confirm that the basal-like breast cancer has a highest metastatic potential than the other molecular subtypes and suggest that galectin-7 may play a role.