L’immunothérapie se présente aujourd’hui comme une alternative de choix dans le traitement des cancers. Son objectif est d’amplifier la réponse immunitaire contre les cellules tumorales tout en préservant les cellules normales. Les travaux antérieurs de mon équipe ont démontré qu'une réponse immunitaire antitumorale a lieu dans les carcinomes bronchiques non à petites cellules (CBNPC) et que des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) spécifiques peuvent contribuer à la régression de la tumeur. Les travaux de mon équipe ont démontré aussi que l’interaction de l’intégrine CD103, souvent exprimée sur les lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL), avec son ligand, le marqueur des cellules épithéliales E-Cadhérine, à la surface des cellules tumorales, est nécessaire à la polarisation des granules cytotoxiques et leur exocytose pour déclencher la lyse de la cellule cible. L’objectif principal de mon projet de thèse est de déterminer la contribution réelle des lymphocytes T CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs épithéliales dans la réponse CTL antitumorale et le rôle de CD103 dans la régulation de leurs fonctions effectrices in situ. Dans un premier temps, j’ai caractérisé, sur le plan transcriptionel et phénotypique, les TIL de CBNPC humains. Mes résultats ont montré que les lymphocytes T CD8+/CD103+ présentent une signature moléculaire caractéristique des cellules T mémoires résidentes dans les tissues (TRM), avec une expression des récepteurs CD69 et CD45RO. Mes résultats ont montré aussi que cette population lymphocytaire co-Exprime les récepteurs inhibiteurs PD-1 et Tim-3. Dans un deuxième temps, j’ai étudié la fonctionnalité des TIL CD8+/CD103+ et le rôle de CD103 dans leur activité cytotoxique anti-Tumorale. Mes résultats ont d’abord indiqué que les lymphocytes T CD103+ sont plus sensibles à la mort cellulaire induite par activation (AICD) que les TIL CD103-, et qu’ils expriment le granzyme B et CD107a suite à une activation spécifique. De plus, ils sont capables d’exercer une activité cytotoxique spécifique à l’encontre des cellules tumorales autologues suite à la neutralisation de l’interaction de PD-1 avec son PD-L1, et que des anticorps anti-CD103 bloquants inhibe cette fonction. Ensuite, j’ai analysé l’impact de l’expression de CD103 à la surface des TIL sur la survie de patients atteints de CBNPC de stade 1. Mes résultats ont révélé que cette intégrine favorise l’infiltration des TIL dans les régions tumorales épithéliales et qu’une forte expression de CD103 sur les TIL corrèle avec une amélioration de la survie des patients. Enfin, J’ai examiné le rôle de CD103 dans cette fonction et dans la réponse immunitaire antitumorale in vivo. Mes résultats préliminaires ont montré une croissance tumorale retardée des tumeurs LL2 transfectées avec l’E-Cadhérine et CCL5 greffées dans les souris CD103-WT. De plus l’inhibition de cette croissance corrèle avec une infiltration plus importante des tumeurs avec des lymphocytes T CD8+/CD103+. Ces résultats suggèrent un rôle important de la coexpression de CCL5 et d’E-Cadhérine par la tumeur dans le recrutement et la rétention des CTL au site tumoral. L’ensemble de ces travaux est en faveur du rôle important de CD103 dans la régulation de l’immunité T CD8 dans les tumeurs épithéliales et de l’utilité des anticorps neutralisants anti-PD-1 et anti-Tim-3 pour inverser l'épuisement de cette population lymphocytaires CD8+/CD103+. / Today Immunotherapy is clearly an alternative choice in the treatment of cancers. Its main objective is to enhance the cytotoxic immune response against tumor cells while preserving normal cells. We have previously demonstrated that there is an antitumor immune response in the Non-Small-Cell lung carcinoma (NSCLC) and cytotoxic T lymphocytes (CTL) contribute to NSCLC tumor regression. We further showed that the CD103 integrin interaction (oftenly expressed on tumor infiltrating lymphocytes (TIL)) with its ligand, the epithelial cell marker E-Cadherin, expressed at the surface of tumor cells, is necessary for the polarization and exocytosis of TIL cytotoxic granules and to trigger the lysis of the tumor target cells. The main purpose of my thesis project is to determine the actual role/ contribution of CD8+/CD103+ T lymphocytes (infiltrating the epithelial tumors) in the regulation of antitumor CTL response and to study the role of CD103 in the regulation of their in situ effector functions. Firstly, TIL infiltrating human NSCLC were characterized at transcriptional and phenotypic level. My results show that CD8+/CD103+ T lymphocytes have a molecular signature characteristic of memory T cells resident in tissues (MRT), with expression of CD69 receptors and CD45RO. My results also showed that this cell population co-Expresses the inhibitory receptors, PD-1 and Tim-3.In a second step, I studied the functionality of CD8+/CD103+ TIL and the role of CD103 in the regulation of anti-Tumor cytotoxic activity. My results have first indicated that CD103+ TIL are more sensitive to activation induced cell death (AICD) than TIL-CD103- and CD103+ TIL express granzyme B and CD107a after specific activation. Furthermore, CD103+ TIL are able to exert a specific cytotoxic activity against autologous tumor cells following the neutralization of PD-1- PD-L1 interaction, and that of anti-CD103 antibody inhibits this blocking function. After, I analyzed the impact of the expression of CD103 on the surface of TIL on the survival of patients with NSCLC stage 1. My results revealed that this integrin promotes the infiltration of TIL in epithelial tumor regions and a strong expression of CD103 on TIL correlates with improved patient survival. Finally, I examined the role of CD103 in this function and the antitumor immune response in vivo. My preliminary results showed a tumor growth delay of LL2 tumors transfected with E-Cadherin and CCL5 grafted in CD103-WT mice. Furthermore inhibition of growth correlates with a higher tumor infiltrating with CD8+/CD103+ T lymphocytes. These results suggest an important role of the coexpression of CCL5 and E-Cadherin by the tumor in the recruitment and retention of CTL at the tumor site. The whole work supports the role of CD103 in regulating the CD8 T cells-Mediated immune response in epithelial tumors and the usefulness of anti-PD-1 neutralizing and anti-Tim-3 for reversing the depletion of this lymphocyte population CD8+ / CD103+.

Les petits ARN nucléolaires (snoARN) sont d'abondants petits ARN non codants impliqués dans la modification post-transcriptionnelle des ARN ribosomiques. Plus récemment, ils ont été associés à de nouvelles fonctions et des dérégulations dans les cancers. La leucémie lymphoïde chronique (LLC) est l'hémopathie maligne la plus courante dans les pays occidentaux. Cette pathologie, bien qu'indolente, est toujours incurable et est très hétérogène en termes d'évolution et de réponse au traitement. Il est ainsi nécessaire de découvrir de nouveaux marqueurs permettant de stratifier le risque d'évolution de la LLC afin d'améliorer la prise en charge thérapeutique des patients. Le but de mon projet a été d'étudier les profils d'expression des snoARN dans la LLC et de les corréler aux données cliniques et biologiques. Par des expériences de PCR quantitative à grande échelle (Fluidigm), j'ai mis en évidence la dérégulation des snoARN dans la LLC. De plus, j'ai pu montrer qu'une signature spécifique était capable de définir un nouveau sous-groupe de mauvais pronostic au sein des patients IGHV-mutés, initialement classés dans un groupe de bon pronostic. La surexpression de la signature est corrélée à un temps de survie sans traitement plus court et semble être principalement activée par les signaux de prolifération. Ainsi, cette étude démontre l'intérêt d'étudier la valeur pronostique des snoARN dans la LLC et plus largement dans les hémopathies malignes. / Small nucleolar RNAs (snoRNAs) are an abundant class of small non-coding RNAs responsible for the post-transcriptional modifications of ribosomal RNAs. They have been recently associated with new functions and described as deregulated in many cancers. Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is the most frequent leukemia in the western world. This disease has a slow progression rate but is still incurable and is also very heterogeneous in terms of clinical course and response to therapy. Thus, it is essential to find new molecular markers allowing improvement of patient therapeutic care. This study aimed at establishing the expression profiles of snoRNAs in a CLL cohort and to correlate them to the clinico-biological parameters. By means of high-throughput quantitative PCR, I showed that snoRNAs were deregulated in CLL. Moreover, a specific signature was able to define a new adverse prognostic subgroup among IGHV-mutated patients, initially classified as good prognosis cases. The overexpression of the signature is correlated to a shorter treatment-free survival and seems to be mainly activated by proliferation signals. All in all, this study demonstrates the prognostic value of snoRNAs in CLL and prompts us to further explore their deregulation in hematological malignancies.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les protéoglycanes à héparane-sulfates (HSPGs) sont des macromolécules ubiquitaires situées à la surface des cellules et au sein des matrices extracellulaires jouant un rôle clé dans le contrôle des interactions cellules-matrice et du micro-environnement tumoral. Leur biosynthèse est assurée par une machinerie enzymatique complexe impliquant des glycosyltransférases et sulfotransférases, lesquelles ajoutent des motifs sulfatés en différentes positions des résidus de la chaîne glucidique. Ces modifications confèrent aux HSPGs la capacité d’interagir avec de nombreux ligands comme les facteurs de croissance et leurs récepteurs permettant de réguler divers processus physiopathologiques tels que la prolifération et la survie cellulaires, l’angiogenèse et le développement tumoral. J’ai focalisé mon étude sur une famille de sulfotransférases, les 3-O-sulfotransférases (3-OSTs) responsables d’une modification rare et terminale des chaînes de HS et en particulier sur l’isoforme 3A (3-OST3A) dont le rôle dans le développement tumoral a été précédemment mis en évidence par notre équipe. L’objectif de ce travail de thèse est d’explorer le rôle de la 3-OST3A dans la régulation du développement du cancer du sein. Ces travaux mettent en évidence que le gène 3-OST3A est régulé épigénétiquement dans un panel de lignées cellulaires cancéreuses mammaires. Les tests cellulaires de prolifération et d’apoptose montrent que la 3-OST3A exerce une action oncogénique ou suppresseur de tumeur dépendante de la signature moléculaire des cellules cancéreuses mammaires. Au niveau clinique, un fort taux d’expression de la 3-OST3A dans les tumeurs est corrélé négativement avec la survie des patientes atteintes d’un cancer du sein de sous-type HER2+. Ces travaux sont les premiers à mettre en évidence un rôle fonctionnel de la 3-OST3A en tant que régulateur du comportement tumoral des cellules cancéreuses mammaires et permettent de l’envisager comme marqueur pronostique de l’évolution du sous-type de tumeur mammaire HER2. La poursuite de cette étude a pour objectif de comprendre les mécanismes qui expliquent les conséquences délétères de la forte expression de la 3-OST3A sur l’agressivité du cancer du sein HER2+. Mes résultats suggèrent que la 3-OST3A induirait l’activation du récepteur HER2 par une voie dépendante de la formation du complexe ternaire HS 3-O-sulfatés/FGF-7/FGFR2IIIb dans les cellules SKBR3, un modèle de cellules cancéreuses mammaires surexprimant le récepteur HER2 responsable du caractère agressif du cancer du sein HER2+ / Heparan sulfate proteoglycans (HSPG) are ubiquitous macromolecules located at the cell plasma membrane and in extracellular matrices playing a key role in the control of cell-matrix interactions and in the tumor micro-environment. Their biosynthesis is performed by a complex enzymatic machinery involving glycosyltransferases and sulfotransferases, the latter adding a sulfate group at different residue positions of the polysaccharide chain. These modifications provide to the HSPG the ability to interact with many ligands such as growth factors and their receptors, and to regulate multiple pathophysiological processes such as cell proliferation and survival, angiogenesis and tumor development. I focused on a sulfotransferase family, the heparan sulfate 3-O-sulfotransferases (HS3STs) responsible for a rare, terminal modification of HS chains. Specifically, we investigated the HS3ST3A isoform whose role in tumor development has been previously demonstrated by our team. Here I explored the role of HS3ST3A in breast cancer. My studies demonstrate that HS3ST3A gene is epigenetically regulated in a panel of breast cancer cell lines. Cell proliferation and apoptosis assays in cellulo showed that HS3ST3A exerts an oncogenic or tumor suppressor effect in a cell-dependent context. A clinical study performed in a cohort of breast cancer patients showed that a high expression level of HS3ST3A in tumors is associated with reduced relapse-free survival in HER2+ patients. For the first time, we report a functional role of HS3ST3A as a tumor regulator of breast cancer cells behavior and this study allows considering it as a prognostic marker of the HER2 breast cancer evolution. The last part of my work attempted to understand the mechanisms that explain the deleterious consequences of the high expression level of HS3ST3A on the aggressiveness of HER2+ breast cancer. In this regard, my results suggested that the HS3ST3A may induce HER2 receptor activation following the formation of the ternary complex HS 3-O-sulphated/FGF-7/FGFR2IIIb in SKBR3 (HER2+) cells