Le cancer pulmonaire non à petites cellules (CNPC) est la première cause de décès par cancer dans le monde. Ce cancer est souvent découvert tardivement, il est agressif, et il est chimio-résistant. La découverte de biomarqueurs pourraient représenter une percée majeure pour la prise en charge de ces patients, en facilitant le diagnostic, le pronostic et orienter vers le choix du traitement le plus approprié. Nous avons exploré plusieurs aspects liés à la progression tumorale dans le but d’identifier de nouveaux biomarqueurs dans les CNPC. Nous avons démontré un impact antagoniste sur l’évolution des CNPC des anhydrases carboniques IX et XII, induites par l’hypoxie tumorale. Une forte expression tissulaire et plasmatique de CAIX est un biomarqueur de mauvais pronostic chez les patients présentant un CNPC, tandis que l’expression tissulaire de CAXII serait prédictive d’une évolution favorable. De plus, nous avons montré que la réoxygénation dynamique des tumeurs serait à l’origine de cet antagonisme. Deuxièmement, la composante cellulaire du microenvironnement tumoral a été étudiée et plus particulièrement nous avons démontré qu’un recrutement par les cellules tumorales des neutrophiles exprimant un marqueur spécifique CD66b pourrait avoir un signal positif au cours de la progression tumorale des CNPC. Troisièmement, le compartiment sanguin a été évalué en relation avec l’évolution des tumeurs et plus particulièrement nous avons démontré la valeur majeure diagnostique et pronostique des cellules tumorales circulantes (CTC) chez les patients atteints d’un CNPC. Enfin, les CTC semblent représenter également le support idéal pour la mise en évidence de biomarqueurs théranostiques dans les CNPC. En conclusion, ces travaux explorent les possibilités et les limites de l’identification de biomarqueurs, en soulignant l'importance de la qualité des échantillons et de l'exactitude et l'exhaustivité des données cliniques afin d'obtenir des résultats reproductibles. / The non-small cell lung cancer (NSCLC) is the leading cause of cancer deaths in the world. Reliable and validated biomarkers could represent a possible breakthrough in the management of this tumour type, by facilitating diagnosis, refining prognosis and providing guidance towards the choice of the most appropriate therapy. In this thesis we approach the field of NSCLC biomarkers by exploring several aspects related to carcinogenesis and tumour progression. First, we have demonstrated a dual impact of two proteins activated by hypoxia, carbonic anhydrases IX and XII, on the outcome of NSCLC patients. We have demonstrated that high tissue and plasma CAIX expression may be a biomarker of poor prognosis and early relapse in NSCLC patients, whereas the CAXII tissue expression would be predictive of a favourable evolution. In addition, we have shown that dynamic reoxygenation of tumours would be at the origin of this antagonism. Furthermore, the cellular component of the tumour microenvironment has been studied and more particularly we have demonstrated that recruitment by the tumour cells of a subpopulation of neutrophils expressing a specific marker CD66b could have a positive signal during tumour progression of NSCLC. Thirdly, the blood compartment has been evaluated in relationship with the evolution of tumours and in particular we have demonstrated the major diagnostic and prognostic value of circulating tumour cells (CTCs) in patients with NSCLC. Finally, the CTC seem to represent the ideal tool for the detection of biomarkers theranostic in the NCPC. In conclusions, the works presented in this thesis explore possibilities and limitations of biomarker research in NSCLC, highlighting the importance of the quality of the samples and of the accuracy and completeness of clinical data in order to obtain reproducible results.

Le cancer du poumon est la première cause de mortalité par cancer en France et dans le monde. Aujourd'hui, en France, la survie cinq ans après un diagnostic de cancer du poumon est de seulement 14%, ce qui en fait l'un des cancers les plus difficiles à soigner. La médecine personnalisée, notamment l’immunothérapie, est désormais l’approche privilégiée pour les cancers du poumon aux stades métastatiques. Au sein d’une tumeur, les cellules cancéreuses sont entourées par un microenvironnement inflammatoire riche en polymorphonucléaires neutrophiles (PMN). Alors qu’il est établi que la présence répétée de PMN est associée au développement des carcinomes, la contribution de l'interaction intratumorale des PMN avec les cellules cancéreuses dans la progression tumorale n’est pas claire. Pour cela nos objectifs ont été de : 1) décrypter les moyens de communication engagés entre les neutrophiles et les cellules tumorales (miARNs et microvésicules) et 2) la régulation de ces acteurs dans les cellules réceptrices, 3) démontrer leur rôle dans la progression et la dissémination tumorale. La plasticité tumorale et l’invasion font parties des caractéristiques les plus importantes de la progression du cancer. Ces travaux nous ont permis d’identifier un nouveau mécanisme d'acquisition transitoire du phénotype invasif via le transfert de miARNs extracellulaires dans les cellules tumorales. Nous avons pu observer que le miR-223-3p extracellulaire est transféré des PMN aux cellules tumorales pulmonaires via des exosomes. / Lung cancer is the leading cause of cancer mortality in France and worldwide. Today in France, the overall five-year survival rate after diagnosis is only 14%, making it one of the most challenging cancers to treat. Personalized medicine is now the preferred approach for lung cancer for metastatic stage, including so-called immunotherapy. Within a tumor, cancer cells are surrounded by an inflammatory microenvironment rich in polymorphonuclear neutrophils (PMN). While it is established that the presence of PMN is associated with the development of carcinomas, the contribution of intratumoral PMN and their interaction with cancer cells in tumor progression is unclear. To explore these hypotheses, objectives of our study were: 1) to decrypt the communication between neutrophils and tumor cells (miRNAs and microvesicles) and 2) the regulation of these actors in the recipient cells, 3) to demonstrate their role in tumor progression and dissemination. Tumor plasticity and invasion are part of the most important features of cancer progression. This work has allowed us to identify a new mechanism of transient acquisition of phenotype by transfer of extracellular miRNA (ex-miRNA) into cancer cells with and, importantly, by letting the ex-miRNA decay. We observed that the ex-miR-223-3p is transferred from PMN to lung tumor cells via exosomes. This transfer is functional, as demonstrated by the occurrence of epithelial to mesenchymal transition (EMT) associated with an invasive phenotype and inhibition of one of its targets, FOXO1 transcription factor.

Responsable d'environ 30000 décès/an en France, le cancer du poumon est un problème de santé publique majeur. Un des enjeux actuels est d'adapter le traitement du cancer du poumon pour proposer des thérapeutiques ciblées plus efficaces et moins agressives. Les inhibiteurs de l'activité tyrosine kinase du récepteur de l'EGF (EGFR-TKI, gefitinib et erlotinib) constituent un réel progrès pour le traitement des cancers du poumon. Cependant, des mécanismes de résistance ont été décrits et des traitements combinés de thérapies ciblées avec des EGFR-TKI pourraient permettre de surmonter les résistances dans les cancers du poumon.Dans ce contexte, nous avons étudié les mécanismes impliqués dans la résistance à ces traitements. Nous montrons que l'activation de la voie de signalisation PI3K/AKT joue un rôle majeur dans la résistance aux EGFR-TKI, en inhibant l'apoptose par des mécanismes dépendant de l'acétylation. Les histones déacétylases (HDACs) et les sirtuines interviennent dans ces mécanismes de résistance, en modulant l'activation de la voie PI3K/AKT et l'apoptose. Ainsi l'utilisation d'inhibiteurs des HDACs (HDACi) et des sirtuines permettent de restaurer la sensibilité aux EGFR-TKI. Ces résultats confirment l'intérêt thérapeutique de l'association EGFR-TKI/HDACi et montrent le potentiel thérapeutique d'associer des inhibiteurs de l'EGFR et de la voie PI3K/AKT pour contourner la résistance aux EGFR-TKI.Les molécules thérapeutiques doivent atteindre spécifiquement le site tumoral, nécessitant parfois de les protéger contre leur dégradation, de réduire leurs effets indésirables, et de contrôler leur libération dans le temps et l'espace, à l'aide de transporteurs. Ainsi dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons évalué les capacités de ciblage des tumeurs pulmonaires de nanoparticules à base de copolymère amphiphile, contenant une partie polysaccharidique hydrophile (le hyaluronane) et une partie polypeptidique hydrophobe (le poly(γ‐benzyl L‐glutamate, PBLG). Nos travaux mettent en évidence la capacité de ciblage tumoral de ces nanoparticules injectées par voie intraveineuse, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques. Notre objectif est de charger les combinaisons de traitements EGFR-TKI/HDACi que nous avons identifiées dans ces vecteurs, afin de traiter les tumeurs pulmonaires résistantes aux EGFR-TKI. / Responsible of 30000 deaths each year in France, lung cancer is a major public health problem. One of the current challenges is to adapt the treatment of lung cancer to offer more effective and less aggressive targeted therapies. EGFR tyrosine kinase inhibitors (EGFR-TKI, gefitinib and erlotinib) represent a real progress in lung cancer therapy. However resistance mechanisms have been described and combination of targeted therapy with EGFR-TKI could overcome resistance in lung cancer.In this context, we studied mechanisms involved in resistance to EGFR-TKI. We show that PI3K/AKT activation is a major pathway leading to EGFR-TKI resistance leading to apoptosis inhibition through acetylation-dependent mechanisms. Histone deacetylase (HADCs) and sirtuin are involved in these mechanisms and modulate PI3K/AKT activation and apoptosis. The use of HDACs inhibitors (HDACi) and sirtuins inhibitors thus restores the sensitivity to EGFR-TKI. Altogether these results confirm the therapeutic effect of the EGFR-TKI/HDACi combination and show the therapeutic potential of the association of EGFR and PI3K/AKT inhibitors to overcome EGFR-TKI resistance.Therapeutic molecules must specifically reach the tumor site, sometimes requiring to protect them against degradation, to reduce their side effects, and to control their release in time and space, using transporters. In the second part of this thesis, we have thus evaluated the lung tumors targeting capabilities of amphiphilic copolymer-based nanoparticles, containing an hydrophilic polysaccharidic block (hyaluronan) and an hydrophobic polypeptidic block (the poly(γ‐benzyl L‐glutamate PBLG). Our work highlights the tumor targeting capability of these nanoparticles injected intravenously, offering new lung cancer therapy perspectives. Our aim is to load the drugs combination (EGFR-TKI/HDACi) in these vectors, to treat the lung tumors resistant to EGFR-TKI.

La sénescence cellulaire est un mécanisme de suppression cellulaire caractérisé par un arrêt irréversible du cycle cellulaire. Les cellules sénescentes ont également un secrétome spécifique qui influe sur les cellules voisines, pouvant induire leur entrée prématurée en sénescence, l'apoptose, la prolifération cellulaire et le développement tumoral. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse était d'identifier une nouvelle protéine sécrétée par les fibroblastes sénescents et de caractériser ses fonctions dans les cellules sénescentes et dans les cellules tumorales. Nous avons mis en évidence la protéine WNT16B. Elle est surexprimée dans plusieurs modèles de sénescence cellulaire obtenus à partir de fibroblastes pulmonaires. Dans un modèle de souris transgénique, WNT16B est également associée avec l'accumulation de cellules sénescentes dans les lésions précancéreuses pulmonaires. WNT16B est impliqué dans le mécanisme de sénescence cellulaire. En effet, l'inhibition de WNT16B prévient l'entrée en sénescence, en empêchant l'activation de p53 et l'expression de p21/WAF1, et donc l'arrêt du cycle cellulaire.Nous avons finalement associé l'expression de WNT16B avec la présence de cellules sénescentes dans des tumeurs prélevées chez des patients atteints de carcinomes pulmonaires non à petites cellules. Cette expression est corrélée avec une meilleure survie pour les patients ayant reçu un traitement chimiothérapeutique. Ce dernier résultat fait donc le lien entre traitement, sénescence cellulaire et survie, et illustre le rôle potentiel des marqueurs des cellules sénescentes pour le suivi des patients. Globalement, ces travaux ont donc non seulement permis d'identifier WNT16B comme nouveau marqueur des cellules sénescentes, mais ils ont également ouvert des perspectives d'utilisation de ce marqueur pour l'identification, le traitement et le suivi des patients atteints d'un cancer. / Cellular senescence is a tumor suppression mechanism consisting of an irreversible cell cycle arrest. Senescent cells also express a specific secretome that plays a role in the microenvironment. It may induce premature senescence, apoptosis, cellular proliferation or tumor development in the neighboring cells. In this context, my thesis aimed to identify and characterize a new senescence-associated secreted protein, before highlighting its role in tumorigenesis. We identified the WNT16B protein. It was overexpressed in various cellular senescence models obtained from lung fetal fibroblasts. Moreover, WNT16B expression was associated with the accumulation of senescent cells in precancerous lesions in a transgenic mice model. WNT16B is also involved in the senescence machinery. Indeed, WNT16B inhibition prevented the senescence onset through inactivation of the p53/p21 pathway, thus stopping the cell cycle progression. Finally, we observed a correlation between the WNT16B expression and the occurrence of senescent tumoral cells in NSCLC samples. This expression was also correlated with a better patient outcome after chemotherapeutical treatment. Thus, this last result linked the treatment efficiency, the occurrence of senescence and the patient survival. Overall, my thesis established elevated WNT16B levels as a novel biomarker for senescence that might be useful for the identification, the treatment follow-up and the prognosis of patient outcome.

La transplantation pulmonaire est une alternative thérapeutique ultime dans de nombreuses maladies pulmonaires sévères, en particulier chez des patients atteints de mucoviscidose (Cystic Fibrosis) , de fibrose pulmonaire idiopathique (IPF idiopathie pulmonary fibrosis), delymphangioléiomyomatose (LAM) ou d'hypertension pulmonaire. Cependant, les besoins en greffe dépassent largement le nombre de transplantations pratiquées en France. Les causes de ce déséquilibre incluent un trop faible nombre de donneurs potentiels en raison de critères actuels pour l'acceptation du greffon qui sont restreints car les biomarqueurs biologiques de qualité et de viabilité du greffon n'ont pas été décrits à ce jour. L'une des possibilités d'augmenter le nombre de donneurs, est de mettre en évidence des biomarqueurs de la qualité du greffon et d'étendre les critères d'acceptabilité du greffon en permettant les prélèvements à partir de donneurs à coeur arrêté est une possibilité. Les prélèvements pulmonaires après arrêt cardiaque sont effectués, en clinique expérimentale chez l'homme, en Espagne depuis trois ans. Il existe dans ce pays une législation très favorable et surtout une conscience collective qui rend le don d'organes extrêmement facilité. Il est donc essentiel d'optimiser l' utilisation de cette ressource. Pour cela, la mise en place de critères de validation de la qualité du greffon est une donnée clé pour palier à ce manque de transplantation pulmonaire. Les critères d'acceptabilité d'un greffon pulmonaires sont basés sur des données cliniques n'existant pas de biomarqueurs biologiques de qualité et de viabilité du greffon. Nous proposons ici l'utilisation de la métabolomique par spectroscopie en Résonance Magnétique Nucléaire à haute résolution par rotation à angle magique (RMN HRMAS) pour mettre en évidence des biomarqueurs de la qualité du greffon. La métabolomique par la spectroscopie RMN HRMAS, est une technique d'analyse rapide (20 minutes) et originale, caractérisée par l'analyse directe d'un tissu biologique intact sans nécessité d'extraction. Cette technique étudie les profils métaboliques dans le but de mettre en évidence des biomarqueurs métaboliques. La métabolomique a été largement utilisée dans des études en cancérologie pour la détermination de la malignité d'un tissu (Bertini 1. et coll. , Canser Res. 2012/ Griffin JL et coll ., Nat Rev Cancer, 2004/ Li M. et coll. , PLoSOne, 2011/ O'connell TM. Bioanalysis. 2012/ Ma Y. et coll. Mol Biol Rep. 2012). Cependant, très peu de publications dans la littérature s'intéressent au domaine de la transplantation et à la qualité du greffon (Rocha C. et coll. , Journal of Proteome Research, 2011/ RobertR. et coll. J Critical Ca re 2010/ Stenlund H. et coll., Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2009/ Du a rte F.L. et coll. , Anal.Chem.2005). Ce projet de thèse avait pour objectifs de :1. Etudier la faisabilité d'utiliser la métabolomique par la spectroscopie RMN HRMAS pour évaluer la qualité du greffon pulmonaire.2. Mettre en évidence de potentiels biomarqueurs de la qualité du greffon pulmonaire.3. Evaluer une éventuelle introduction de cette technique en pratique courante dans un environnement hospitalier. Pour répondre à ces objectifs, il a été entrepris :• Etudier les métabolomes pulmonaires de différentes espèces animales, puis de les comparer au métabolome du poumonhumain afin d'identifier le modèle expérimental le plus adapté à la transplantation pulmonaire.• Evaluer la qualité du greffon chez un modèle animal (porc Large White) pour la transplantation pulmonaire (modèle expérimental de préservation pulmonaire en in situ chez le donneur à coeur arrêté, modèle de perfusion pulmonaire en ex vivo sur machine ocs™).• Evaluer l'effet de la perfusion de deux solutions de conservation sur la qualité du greffon pulmonaire chez le porc. / Lung transplantation is a therapeutic alternative in many severe pulmonary diseases, especially in patients suffering from CF (CysticFibrosis), idiopathie pulmonary fibrosis (IPF), lymphangioleiomyomatosis (LAM) or pulmonary hypertension . However, the need fortransplantation far outweighs the number of transplants performed in France. The causes of this imbalance include an insufficient number of potential donors because of the current criteria for the acceptance of the graft that are restricted as biomarkers of quality and viability of the graft have not been described so far.One of the possibilities to increase the donor pool is to identify biomarkers of the quality of the graft and expand the criteria foracceptability of the graft allowing withdrawals from non-heart-beating donors. The lung taking were performed after cardiac arrest inclinical trials carried out on humans for three years in Spain.lt is therefore essential to optimize the use of this resource. For this, the establishment of criteria for validating the quality of the graft isgiven a key to solve this problem of lung transplantation. The criteria for acceptability of a lung transplant are based on clinical data inabsence of biomarkers of quality and viability for the lung graft.We propose the use of the metabolomics by high-resolution magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy (HRMASNMR) to highlight potential biomarkers for the quality of the graft.The Metabolomics by NMR HRMAS spectroscopy is an original analytical technique characterized by a rapid analysis (20 minutes)performed on intact biopsy samples without extraction prior to analysis. This technique studies the metabolic profiles in arder to identifymetabolic biomarkers. Metabolomics has been widely used in studies in oncology for the determination of malignancy of a tissue (Bertini et al. , Canser Res. 2012/ Griffin JL et al., Nat Rev Cancer, 2004/ Li M. et al. , PLoS One, 2011/ O'connel! TM. Bioanalysis. 2012/ Ma Y. et al. Mol Biol Rep. 2012). However, very few papers in the literature combine the use of the metabolomics NMR HRMAS and the assessment of the quality of the graft (Rocha C. et al. , Journal of Proteome Research, 2011/ Robert R. et al. J Critical Care 2010/ Stenlund H. et al, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 2009/ Duarte F.L. et al. , Anal. Chem. 2005).The purposes of this research work were:1. Studying the feasibility of using the metabolomics by NMR HRMAS for the assessment of the quality of the lung graft2. Assess the metabolome of the lung in degradation conditions and highlight potential biomarkers of the quality of the graft3. Assess the possible use of the metabolomics by NMR HRMAS as a tool in clinical practice within a hospital environment.To answer to these purposes we made experimental experiences as follows:- Studying the lung metabolome of various animal species, and compare them to the human metabolome to identify the most suitableexperimental model for lung transplantation.- Assessing the quality of the graft in an animal model (pig Large White) for lung transplantation (experimental model of lung preservation in situ in the case of non-heart-beating donor, lung model for an ex vivo perfusion using OCS ™ Machine)- Evaluating the effect of perfusion with two preservation solutions on the quality of lung graft in pig model.

La radiothérapie thoracique peut induire le développement de pneumopathies aiguës et de fibroses. La dysfonction du système vasculaire participe au développement de lésions radiques. Dans l'intestin, un KO endothélial de PAI-1 protège les souris de la fibrose radique. Le premier objectif de ce projet est d'explorer le rôle de PAI-1 dans l'apparition de la fibrose radique pulmonaire. L'irradiation thoracique de souris à 17 Gy altère sévèrement le parenchyme pulmonaire et l'analyse histologique révèle que l'invalidation de PAI-1 aggrave les lésions à 2 et 13 semaines. Cette invalidation ne protège donc pas les animaux des dommages radiques pulmonaires. L'organisation en parallèle du poumon permet d'envisager une tolérance à de fortes doses par fraction sur des petits volumes. Des irradiations en conditions stéréotaxiques ont donc été réalisées chez la souris. Les analyses histologiques montrent une déstructuration alvéolaire et un fort infiltrat inflammatoire au niveau de la zone cible. Un œdème est observable dans l'ensemble du poumon ipsilatéral deux semaines après irradiation. Le poumon ipsilatéral est également affecté par des altérations de structure, tel un épaississement des septa alvéolaires. Ces bouleversements se traduisent également au niveau transcriptomique. A la vue de l'ensemble de ces altérations, un test à l'effort a été réalisé pour évaluer l'impact potentiel sur la fonction pulmonaire. Les résultats mettent en évidence une diminution des performances des animaux. Les analyses sont à approfondir mais elles démontrent l'importance de s'intéresser aux tissus sains situés hors du volume cible mais recevant des fractions variables de la dose délivrée. / Radiation-induced endothelial dysfunction is known to participate to the development of normal tissue damage. PAI- is implicated in the phenotypic changes of irradiated endothelial cells and KOendo mice are protected from radiation damage to the gut. Whole thorax of PAI-1 KOendo and floxed mice were exposed to 17 Gy. Histological analyzes showed that PAI-1 KOendo induces a worsening of injuries at 2 and 13 weeks. Consequently, contrary to the gut no protection from radiation-induced lung damage is observed in PAI-1 KOendo mice. Our second aim was to study the effects of a single high dose stereotactic irradiation on pulmonary tissues. Histological analyzes and scanner imaging show important injuries on the targeted volume. An ipsilateral edema can also be observed 2 weeks after irradiation. Ipsilateral lung is moreover importantly damaged. A thickening of alveolar septa is notably observable. A transcriptomic analysis show important similarities between tissues from the ipsilateral lung and the focal lesion. As really highly damages have been observed in both scanner and histological analyzes, we decided to perform forced physical activity test on treadmill. A drastic decrease of maximal distance traveled has been observed from two weeks. These experiments highlighted a deficiency in respiratory function and all of these results show the importance of non-targeted irradiated pulmonary volume in the development of radiation-induced fibrosis. Effect of an endothelium-specific deletion of HIF-1α has been investigated in this model of stereotactic irradiation. Only few differences have been observed between KOendo and control mice. Experiments are still ongoing.

Les carcinomes sarcomatoïdes sont un sous type rare de cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC). Leur pronostic semble plus défavorable que celui des autres sous-types de CBNPC. Notre équipe travaille sur le démembrement moléculaire de ces tumeurs. Dans ce travail, nous démontrons que les carcinomes sarcomatoïdes sont chimiorésistants aux sels de platine à partir d'étude in vivo et in vitro (cultures primaires) comparativement aux autres sous-types de CBNPC. Nous démontrons que tumeurs partagent les caractéristiques phénotypiques des CBNPC tant d'un point de vue immunohistochimique que moléculaire, confortant la classification OMS. Il est possible que ces tumeurs dérivent de cellules souches de CBNPC ou utilisent un processus de transition épithélio-mésenchymateuses. Les spécificités de cette transition restent à déterminer. De plus, ces tumeurs présentent de très nombreuses altérations moléculaires permettant d'envisager de nouvelles pistes de traitements ciblés notamment les anti-MET. Enfin, nous montrons l'implication du système immunitaire avec une infiltration importante de lymphocytes T CD8+, de macrophages CD163+ et une forte expression de PD-L1 ce qui ouvre de nouvelles perspectives de recherche et de traitements innovants. / Sarcomatoid carcinomas are a rare subtype of non-small cell lung cancer (NSCLC). Prognostic seems less favourable than other subtypes of NSCLC. Our team works to determine molecular characteristics of these tumors. In this work, we demonstrated that sarcomatoid carcinomas are chemoresistant to platinum based regimen in vitro and in vivo (primary cell lines) compared to other NSCLC. We demonstrated that this tumors share immunohistchemical, moleculary similarities with NSCLC validating the WHO classification. It is possible that these tumors came from cancer stem cell or underwent an epithelial-mesenchymal transition. Specificities of this transition remained undefined. Moreover these tumors presented a lot of molecular alterations allowing to investigate targeted therapies such as MET inhibitors. At last, we shows the implication of the immune system, the strong infiltration of TCD8+ lymphcoytes CD163+ macrophages and the expression of PD-L1, allowing to hope new perspective of research, innovative treatment.

Les adénocarcinomes lépidiques prédominant (ALP) sont une entité originale sur le plan histologique, clinique et biologique parmi les adénocarcinomes pulmonaires. Il s’agit de tumeurs non-mucineuses mais il existe un variant mucineux, l’adénocarcinome mucineux invasif (AMI), caractérisé par un plus mauvais pronostic et l’absence de traitement efficace dans les formes avancées. L’objectif de ce travail était d’étudier les différences moléculaires distinguant ALP et AMI et d’en dégager les implications biologiques. Après avoir détaillé les caractéristiques cliniques et les altérations oncogéniques d’une cohorte d’ALP et d’AMI, nous avons exploité les banques de prélèvements issus de cette cohorte. Une étude de l’expression en immunohistochimie des mucines MUC1, 2, 5B, 5AC et 6 au sein des pièces opératoires de 27 ALP et 27 AMI montrait un profil d’expression spécifique entre ALP et AMI. L’expression de MUC1 était associée aux ALP, celle de MUC5AC, 5B et 6 aux AMI. L’expression de MUC1 était associée aux mutations EGFR et MUC5B et 5AC aux mutations KRAS. Un réarrangement NRG1 a été détecté par FISH dans 1 AMI sur 25. La chimiokine CXCL10 était surexprimée dans les surnageants de lavages broncho-alvéolaires (LBA) de patients avec AMI (n=38) comparés aux ALP (n=25), et cette surexpression était de mauvais pronostic. La voie cytokine/récepteur CXCL10/CXCR3-A était surexprimée dans les AMI, faisait la promotion de la migration des cellules tumorales mucineuses et gouvernait l’expression tumorale de VEGF. Le VEGF issu du LBA des patients était à l’origine in vitro d’une augmentation significative de la formation de tubes vasculaires inhibée par l’anti-VEGF bevacizumab. Le ciblage de CXCL10/CXCR3-A et du VEGF pourraient être des options thérapeutiques dans les AMI. Ces résultats permettent d’affiner les connaissances biologiques des ALP et des AMI et dégagent des voies de recherche originales qui pourraient amener au développement de nouveaux traitements / Lepidic predominant adenocarcinoma (LPA) represents an original entity in terms of histological, clinical and biological characteristics among adenocarcinomas of the lung. While LPA is typically a non-mucinous adenocarcinoma, a mucinous variant does exist, termed invasive mucinous adenocarcinoma (IMA), associated with a worse prognosis and a lack of effective treatment in advanced diseases. This work sought to study molecular differences between LPA and IMA, and explore their biological meanings. A cohort of LPA and AMI has been studied in regard of clinical characteristics and oncogenic drivers and samples from this cohort were exploited. An immunohistochemical study of expression of mucins MUC1, 2, 5B, 5AC and 6 in surgical samples of 27 LPA and 27 IMA showed different profile of expression between LPA and IMA. MUC1 expression was associated to MUC1 and MUC5AC, 5B and 6 to IMA. MUC1 was associated to EGFR mutations and MUC5B and 5AC to KRAS mutations. One NRG1 rearrangement was detected by FISH in one in 25 IMA. The CXCL10 chemokine was overexpressed in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) supernatants of IMA (n=38) compared to LPA (n=25). This overexpression was linked to worse prognosis. The cytokine/receptor axis CXCL10/CXCR3-A was overexpressed in IMA and promoted migration of mucinous tumoral cells and drived tumoral expression of VEGF. VEGF from BALF of patients significantly enhanced human lung endothelial tubes formation in vitro which was inhibited by anti-VEGF bevacizumab. CXCL10/CXCR3 and VEGF could present valuable therapeutic targets in IMA. These results improve knowledge in biology of LPA and AMI and identify new lines of research which could lead to development of new therapies.

L’étude des effets respiratoires d’aérosols d’oxydes métalliques par inhalation chez la souris est motivée par les observations chez les patients soudeurs. En effet, les soudeurs développent des pathologies cardio-respiratoires qui pourraient être directement ou indirectement liées à l’exposition aux fumées de soudage. Ces fumées de soudage sont composées de différentes espèces chimiques, de poussières mais aussi de nanoparticules (NP). En effet, on retrouve des NP jusqu’à 80 % en nombre et 11% en masse dans les fumées de soudage. Dans le but d’évaluer le rôle de la composante nanoparticulaire des fumées de soudage, mon sujet de thèse est centré sur l’étude des effets respiratoires d’expositions répétées aux aérosols de NP d’oxydes de fer et de manganèse par inhalation chez la souris Dans le précédent rapport, nous avions présenté la technique de génération des aérosols d’oxydes de NP / Traduction de Reverso en Anglais The study of the respiratory effects of sprays of metal oxides by inhalation to the mouse is motivated by the observations at the patients welders. Indeed, the welders develop cardio-respiratory pathologies which could be directly or indirectly bound to the exhibition in smokes of soldering. These smokes of soldering are consisted of various chemical species, dusts but also nanoparticles (NP). Indeed, we find NP until 80 % in number and mass 11 % in smokes of soldering. With the aim of estimating the role of the component nanoparticulaire smokes of soldering, my thesis subject is centered on the study of the respiratory effects of exhibitions repeated to the sprays of NP of iron oxide and manganese by inhalation to the mouse

L’objectif principal de ce travail de thèse est de contribuer au développement d’un outil de diagnostic miniaturisé permettant d’identifier et de quantifier une combinaison de composés organiques volatils (COVs) présents dans l’haleine et qui sont considérés comme des marqueurs chimiques du cancer du poumon. Les principaux verrous scientifiques de ce projet sont liés aux très faibles concentrations de ces composés cibles (de l’ordre de quelques ppb) et également à la présence de nombreux autres composés chimiques qui sont naturellement présents dans l’haleine. La voie de développement proposée dans ce projet est d’utiliser un micro-capteur résistif à base de SnO2 associé à un micro-préconcentrateur et une micro-colonne chromatographique afin d’aboutir à un dispositif sélectif et présentant des limites de détection très basses. Dans un premier temps, plusieurs adsorbants ont été caractérisés en vue d’être utilisés dans le micro-préconcentrateur afin de concentrer les marqueurs du cancer du poumon. Les résultats ont permis de sélectionner deux types de zéolites (DaY et NaY) ainsi que des microsphères de carbone W5. Par la suite, les unités de préconcentration et de séparation des COVs ont été développées en s’appuyant sur la technologie silicium/verre disponible en salle blanche. La dernière étape de cette étude a concerné l’évaluation des performances du système d’analyse alors assimilable à un micro-chromatographe en phase gazeuse. Après avoir déterminé les conditions optimales d’élution et de préconcentration des COVs, le système miniaturisé a permis d’analyser une haleine artificielle constituée de trois COVs présents à des concentrations proches des celles mesurées dans l’haleine (toluène (24 ppb), propanol (21 ppb) et o-xylène (5 ppb)) même en présence des interférents majeurs de l’haleine (vapeur d’eau et dioxyde de carbone). / The main goal of this research is to develop a miniaturized diagnostic equipment in order to identify some volatile organic compounds present in exhaled breath and referred as lung cancer biomarkers. The main scientific and technical obstacles of this project are linked to the very low concentrations of these chemical compounds and the presence of high concentrations of H2O and CO2 naturally present in exhaled breath. To address these issues, we suggest to use a SnO2-based gas sensor combined with a micro-preconcentrator and a chromatographic micro-column in order to engineer a low detection limit system. First, some specific adsorbents have been characterized with a view to concentrate chemical biomarkers trough the micro-preconcentrator. In accordance with research findings, two types of zeolites (DaY and NaY) and one type carbonaceous microspheres (W5) have been selected. Then micro-preconcentrators and chromatographic micro-columns have been developed on silicon wafers by using clean room facilities. The last step of this study was to evaluate the performances of the analytical device. After determining optimal elution and pre-concentration conditions of each VOCs, the miniaturized system achieved the analysis of an artificial breath constituted of toluene (24 ppb), 1-propanol (21 ppb) and o-xylene in presence of high concentrations of water vapors and carbon dioxide.