Bien que longtemps considérés stériles, il est maintenant confirmé que les poumons sont peuplés d’une communauté microbienne diversifiée. De plus, il a récemment été observé que les microorganismes peuplant le corps humain peuvent influencer le développement du cancer et son traitement dans l’intestin et le pancréas. Cependant, peu d’études ont tenté de caractériser le microbiote pulmonaire et son impact sur le cancer du poumon. Davantage d’efforts se doivent d’y être consacrés. L’absence de standardisation méthodologique et de considération pour les contraintes de l’environnement pulmonaire diminuent par contre la validité des résultats obtenus et des conclusions qui peuvent être faites actuellement. Le présent projet propose donc le développement d’une démarche expérimentale appropriée à la caractérisation du microbiote tumoral pulmonaire. Nous avons mis sur pied une marche à suivre complète, allant du recrutement de patients au traitement des données bioinformatiques. Nous avons minimisé l’incorporation de microorganismes contaminants et avons établi des points de contrôle afin de les détecter et de les retirer des échantillons. La combinaison de méthodes d’homogénéisation enzymatiques et mécaniques et d’une trousse d’extraction d’ADN commerciale a permis une détection rapide et fiable du microbiote. L’utilisation des communautés microbiennes de composition connue, autant de cellules entières («whole») que de génomes, a permis de confirmer que notre capacité de récupération bactérienne est adéquate et que l’abondance d’ADN humain dans les extraits pulmonaires n’a pas d’influence significative sur notre capacité de détection. La signature bactérienne des tissus cancéreux et sains de cinq patients a pu être différenciée de celles des contrôles méthodologiques. Nos travaux approfondissent les connaissances nécessaires à l’étude d’environnements microbiens faiblement peuplés. Ils sont un point de départ vers la standardisation méthodologique et l’implémentation de précautions d’échantillonnage appropriées pour l’étude du microbiote pulmonaire. / Although historically considered sterile, the lung is now known to harbor a diverse microbial community. It has also been recently observed that microorganisms that populate the human body can influence the development of cancer and its treatment in the intestine and pancreas. However, very few studies have attempted to characterize the composition of the pulmonary microbiota to correlate it to lung cancer, a deeper look into this possible interaction seems mandatory. To this day, the absence of methodological standardization and considerations for the constraint of the pulmonary environment reduces the validity of the results collected and the conclusions drawn. This project aims at developing an appropriate experimental approach for the characterization of the pulmonary microbiota. We developed a complete pipeline from patient enrollment to bioinformatics analyses. We minimized the incorporation of contaminating microorganisms and established controls to detect and account for them in lung samples. A combination of enzymatic and mechanical homogenization technic with adapted commercially available DNA extraction kit allowed for a fast and reliable extraction of bacterial DNA. The use of bacterial communities of known composition, whole cells or genomic, allowed us the confirm our ability to recover bacterial DNA adequately and that the abundance of human DNA in sample does not influence our detection efficiency. The bacterial signature of the cancerous and healthy lung tissue of five patients could also be distinguished from methodological controls. Our work expands our understanding on the analysis of low microbial burden environments. It is to be a starting point in the standardization of methods used in pulmonary microbiota study and the implementation of appropriates sampling considerations.

Les patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) sont généralement considérés comme ayant une survie à long-terme inférieure et un taux de complications post-opératoires plus élevé, lorsque comparés avec des patients non-MPOC, à la suite d’une chirurgie de résection pour cancer pulmonaire. Ce qui demeurait à préciser était de savoir si l’on avait également un impact sur la survie et sur le décours post-opératoire chez les patients ayant une MPOC de sévérité légère à modérée. Ce projet visait donc à caractériser et à comparer l’évolution post-opératoire de patients MPOC et non-MPOC en termes de complications et de survie à long-terme à la suite d’une chirurgie pour cancer pulmonaire ainsi que d’évaluer l’effet de la sévérité de la MPOC sur ces points. Dans cette étude, nous avons pu constater que la proportion de patients MPOC est élevée chez les patients opérés pour cancer pulmonaire et que ceux-ci ont en effet tendance à développer davantage de complications en post-opératoire. Nous n’avons constaté aucune influence statistiquement significative de la MPOC ou de sa sévérité sur la survie à long-terme à la suite de la chirurgie cependant. Les résultats de cette étude s’appliquent principalement aux patients ayant une MPOC de sévérité légère à modérée. / Patients suffering from chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are generally considered to have diminished long-term survival and higher rate of post-operative complications, when compared with non-COPD, following a resection surgery for lung cancer. What remained to be clarified was to know if the presence of mild to moderate COPD has an impact on survival and on post-operative evolution. This project aimed at characterizing and comparing the post-operative course of COPD and non-COPD patients in terms of complications and long-term survival following a surgery for lung cancer and to evaluate the effect of the severity of COPD on these outcomes. In this study, we observed that the proportion of patients with COPD was high in patients operated for lung cancer and that they indeed developed more complications in the post-operative period. However, we found no statistically significant influence of COPD or of its severity on long-term survival following the surgery. The results of this study are mainly applicable to mild and moderate COPD patients

Le cancer du poumon demeure le cancer le plus meurtrier et le plus souvent diagnostiqué. Le taux de survie à 5 ans est de moins de 20%, malgré les avancées en immunothérapie de la dernière décennie. Les inhibiteurs de point de contrôle immuns (ICI), plus particulièrement l'anti-PD-1, ont récemment connu des progrès dans le traitement du cancer du poumon. Toutefois, une résistance à ce traitement est présente chez une partie des patients. Le développement de tumeurs pulmonaires réduit les proportions de cellules dendritiques conventionnelles de type 1 (cDC1) (CD103⁺chez la souris et CD141⁺, chez l'humain), cellules importantes dans l'activation de la réponse immune anticancer, ce qui pourrait en partie expliquer la résistance. Ces cellules, également présentes chez l'humain (DC1 CD141⁺) sont spécialisées dans la présentation croisée des antigènes tumoraux, permettant l'activation des lymphocytes T cytotoxiques qui sont responsables d'éliminer les cellules tumorales. Les cDC1 sont aussi spécialisées dans la production d'Interleukine (IL)-12, cytokine déterminante dans la réponse anticancer. En contexte de cancer du poumon, cette population de cDC1 anticancer est réduite, ce qui pourrait expliquer partiellement l'inefficacité de la thérapie utilisant l'anti-PD-1. Ainsi, notre équipe a récemment démontré que, dans un modèle de cancer résistant aux anti-PD-1, l'administration de cDC1 restaurait la sensibilité au traitement, alors que l'administration de cDC1 seules n'avait pas d'effet. Notre hypothèse est donc que la potentialisation de l'activité anticancer des cDC1 avant leur injection par l'induction de leur maturation pourrait leur conférer un gain de fonction et donc une activité anticancer accrue. Ainsi, l'objectif de ce projet était de générer des cDC1 murines matures ayant une production d'IL-12 accrue et de générer des cDC1 humaines productrices d'IL-12. Chez la souris, l'efficacité d'un traitement dans lequel la population de cDC1 est régénérée par l'injection de cDC1 potentialisées sera testée sur la progression tumorale in vivo. Nous avons d'abord testé in vitro l'effet de différentes stimulations connues pour induire la maturation des DC (Poly I :C (agoniste du TLR3), anti-CD40, exposition à des cellules de cancer) sur la maturation et la production d'IL-12 de cellules dendritiques. Les conditions testées augmentaient la production d'IL-12 ainsi que l'expression de marqueurs de maturation (CD80, CD86, CD40) et de molécules régulatrices (PD-L1, PD-L2, CD200). Les proportions de cDC1 parmi les cDC totales étaient affectées négativement par les stimulations. Le Poly I :C semblait être la condition ayant le meilleur potentiel anticancer, puisqu'elle augmente significativement la production d'IL-12 tout en préservant la proportion de cDC1 dans les cultures. Nous avons ensuite vérifié l'impact de l'administration de cDC1 stimulées au Poly I :C comparativement aux cDC1 normalement dérivées de la moelle osseuse sur la progression du cancer in vivo dans des souris Baft3[exposant -/-] (lesquelles sont déficientes en cDC1) auxquelles des cellules de cancer (CMT-167) ont été injectées. L'injection des cDC1 stimulées au Poly I: C diminue la sévérité du cancer et le nombre de nodules pulmonaires comparativement à l'administration des cDC1 non stimulées, ou à l'absence de traitement. De plus, le traitement semble favoriser la réponse anticancer associée aux lymphocytes T. Sachant que la stimulation au Poly I :C confère un gain de fonction in vivo aux cDC1, nous avons investigué l'effet de la combinaison de DC1 et d'un inhibiteur de point de contrôle immun (ICI) anti-PD-1 dans un modèle de cancer résistant à cette thérapie (CMT-167). L'administration de cDC1 potentialisées tends à diminuer la sévérité du cancer, bien qu'aucune synergie n'ait été observée dans la combinaison des options thérapeutiques. Dans le passé, l'utilisation de cellules dendritiques humaines dans le traitement du cancer a fait l'objet d'études cliniques, sans grand succès. Toutefois, ces études utilisaient une sous population de DC non spécialisée dans la réponse anticancer et différente des cDC1. Le développement d'une approche permettant d'obtenir des DC1 humaines conventionnelles productrices d'IL-12 demeure un défi, puisque les précurseurs de cDC proviennent de la moelle osseuse. Nous avons pu obtenir des cDC1 dérivées de la moelle osseuse de patients ayant subi une ablation de côte. Le R848, agoniste des TLR7/8 induit de manière modeste la production d'IL-12 par les cellules obtenues. Ces résultats suggèrent que les agonistes de TLR potentialisent l'activité des cDC1 et que l'administration de cDC1 potentialisées diminue la progression du cancer, chez la souris. Cette approche pourrait devenir une nouvelle avenue thérapeutique. / Lung cancer remains the deadliest and most diagnosed cancer. The 5-year survival rate is less than 20%, despite advances in immunotherapy over the past decade. Immune checkpoint inhibitors (ICIs), specifically anti-PD-1, have recently seen advances in the treatment of lung cancer. However, resistance to this treatment is present in some patients. Lung tumor development reduces CD103⁺ type 1 conventional dendritic cells (cDC1) population in mice, partly explaining resistance to anti-PD-1. These cells are also present in human (CD141⁺ DC1) and are necessary for anticancer immune response activation since they specialize in cytotoxic T lymphocytes (CTL) activation through tumor-antigen cross-presentation. CTL are anticancer immune response effector cells which destroy tumor cells upon recognition. cDC1s are also specialized in Interleukin (IL)-12, an important cytokine in cancer immunity. In lung cancer, cDC1 population is reduced locally in the lung. This could partly explain anti-PD-1 inefficacy. Thus, our team recently demonstrated that, in an anti-PD-1 resistant cancer model, administration of cDC1 restored sensitivity to treatment, while administration of cDC1 alone had no effect. Our hypothesis is therefore that the potentiation of cDC1 before their injection by the induction of their maturation could give them a gain in function and therefore an increased anticancer activity. Thus, the objective of this project was to generate mature and IL-12 producing mice and human cDC1s and to test the efficacy of potentialized cDC1 administration on tumor progression. We therefore tested in vitro effects of Poly I:C, anti-CD40 and cancer cell exposure stimulations (known to induce DC maturation) on cDC maturation and IL-12 production. All conditions upregulated IL-12 as well as maturation markers (CD80, CD86, CD40) and regulatory molecules (PD-L1, PD-L2, CD200). cDC1 population were reduced by stimulations. Poly I:C seemed to confer best anticancer potential, since it significantly induces IL-12 production while preserving cDC1 population in cultures. We then verified the impact of Poly I:C stimulated cDC1 administration compared to unstimulated cDC1 on cancer progression in vivo in Baft3[superscript -/-] mice lacking cDC1s previously administered with CMT-167 cancer cells. Stimulated cDC1 injection reduced cancer severity and number of tumors compared to unstimulated cDC1 or untreated mice. Furthermore, stimulated cDC1s seem to induce T cell associated immunity. Knowing that Poly I: C stimulation confers a gain of function to cDC1, we investigated the effects of stimulated cDC1 treatment in combination with anti-PD-1 in a resistant cancer model (CMT-167). Potentialized cDC1 tends to reduce cancer severity but no synergy was observed when treatments were combined. In the past, the use of human dendritic cells in the treatment of cancer has been the subject of clinical studies, without success. However, these studies used a different subpopulation of DC that was not specialized in the anti-cancer response. Developing an approach to generate conventional human cDC1s that produce IL-12 remains a challenge, since pre-DC come from bone marrow. We were able to generate cDC1 from human bone marrow from patients who underwent rib ablation R848, a TLR7/8 agonist, modestly induces IL-12 production by DCs generated from bone marrow. These results suggest that TLR agonists potentialize cDC1 cancer activity and that the administration of potentialized cDC1 reduces cancer progression. This approach could become a new therapeutic avenue.

Introduction : Le cancer du poumon est la néoplasie la plus mortelle au Canada. La majorité des patients reçoivent leur diagnostic à un stade avancé pour lequel il n'existait que peu d'options thérapeutiques efficaces jusqu'à récemment. L'immunothérapie, sous forme de molécules ciblant un point de contrôle du système immunitaire, soit les anti-PD-1 et PD-L1, a révolutionné le traitement des patients atteints d'un cancer pulmonaire de stade avancé. En effet, ces traitements améliorent significativement leur survie tout en ayant un profil d'effets secondaires acceptable. À ce jour, le seul biomarqueur prédictif de réponse à l'immunothérapie approuvé pour l'utilisation clinique est l'immunohistochimie pour le PD-L1. Cependant, vu l'absence de données empiriques dans certaines situations cliniques, les recommandations entourant l'implantation de ce biomarqueur dans les laboratoires de pathologie se sont accompagnées de plusieurs zones grises et de contraintes. Cela avait pour effet de limiter l'accès au test de ce biomarqueur pour les échantillons contenant moins de 100 cellules tumorales et ayant plus de 3 ans ainsi qu'aux prélèvements cytologiques. De plus, l'impact de la présence d'une hétérogénéité intratumorale du marquage de PD-L1 lorsque testé sur de petits spécimens n'avait pas non plus été considéré. Objectifs : L'objectif général de cette thèse est de résoudre certaines problématiques touchant l'utilisation de l'immunohistochimie pour le PD-L1 afin d'améliorer la prise en charge du patient et d'élargir le nombre d'échantillons éligibles pour l'évaluation de ce biomarqueur par le pathologiste. Les objectifs spécifiques de ces travaux sont (1) de déterminer le résultat de l'immunohistochimie pour le PD-L1 sur des spécimens avec des caractéristiques non validées (2), de comparer le résultat entre des spécimens cytologiques et tissulaires et (3) de quantifier l'hétérogénéité du marquage de PD-L1 ainsi que son impact clinique, lorsqu'effectué sur une petite biopsie. Méthodes : 1) Une cohorte rétrospective de 1438 patients consécutifs avec un NSCLC testés pour PD-L1 a servi à mesurer la présence d'une association entre PD-L1 et les caractéristiques du spécimen; 2) 46 patients ayant des échantillons cytologiques, biopsiques et chirurgicaux appariés ont été sélectionnés pour comparer l'expression de PD-L1 entre les spécimens d'un même patient afin d'en évaluer la fiabilité sur des spécimens cytologiques. La faisabilité de l'évaluation en cytologie a été appréciée en calculant le degré d'accord intra et interobservateur avec quatre pathologistes et en estimant le degré de difficulté de lecture de chaque lame; 3) Afin de mesurer l'hétérogénéité de marquage de PD-L1, des micromatrices tissulaires ont été construites à partir d'adénocarcinomes pulmonaires de 241 patients afin de simuler la prise de multiples biopsies dans une même tumeur. L'hétérogénéité de PD-L1, définie comme un patient ayant une carotte tissulaire positive et une négative, a été quantifiée. L'impact clinique de cette hétérogénéité a été évalué en calculant le nombre de patients pouvant avoir reçu un résultat faussement négatif. Résultats : 1) 35,5 % des patients avaient un échantillon avec au moins une caractéristique non validée. Les échantillons contenant moins de 100 cellules tumorales et âgés de plus de 3 ans étaient significativement associés à des résultats négatifs pour PD-L1. L'expression de PD-L1 n'était pas différente entre les patients avec un échantillon cytologique et ceux avec un échantillon tissulaire dans cette cohorte. 2) Ces résultats pour les échantillons cytologiques ont été confirmés dans une seconde étude où le degré d'accord entre l'expression de PD-L1 obtenue sur des échantillons cytologiques et tissulaires était modéré à substantiel. Le degré d'accord interobservateur était substantiel et l'accord intraobservateur presque parfait. L'évaluation de PD-L1 en cytologie n'était pas plus difficile que sur les échantillons tissulaires. 3) 22,4 % des patients présentaient un marquage hétérogène pour PD-L1. Parmi les patients avec au moins une carotte tissulaire négative, 26,5 % avaient aussi une carotte positive et auraient pu avoir reçu un résultat faussement négatif basé sur une seule biopsie. Conclusion : Les travaux inclus dans cette thèse permettent de mieux comprendre l'impact d'évaluer l'expression de PD-L1 sur des échantillons non validés lorsqu'il n'est pas possible d'obtenir plus de matériel tumoral chez un patient. La seconde étude a contribué à élargir significativement le nombre de patients pouvant avoir accès à l'évaluation de ce biomarqueur et à potentiellement recevoir de l'immunothérapie en démontrant la fiabilité et la faisabilité de la lecture de PD-L1 en cytologie. Finalement, la troisième étude a permis de quantifier l'hétérogénéité de marquage et son impact clinique. / Introduction: Lung cancer is the deadliest cancer in Canada. The majority of patients are diagnosed with an advanced stage disease for which there was traditionally a few effective therapeutic options. Recently, immunotherapy and immune checkpoint inhibitors revolutionized the treatment of patients with advanced stage non-small cell lung cancer by significantly improving overall survival. As of now, the only predictive biomarker approved for clinical use is immunohistochemistry for PD-L1. However, given the lack of empirical data, several problems regarding the implantation of this biomarker in pathology laboratories have been reported. According to current recommendations, access to PD-L1 testing should be limited to samples containing more than 100 tumor cells and recent samples that are less than three years old. Moreover, cytology samples should not be used for PD-L1 testing. In addition, the impact of the heterogeneity of intra-tumoral PD-L1 staining when it is evaluated on small samples was not considered. Objectives: The general objective of this thesis is to address clinically relevant issues regarding the use of PD-L1 immunohistochemistry in order to improve patient management by the pathologist and to expand the number of eligible samples. The specific objectives of this work are (1) to determine the result of PD-L1 immunohistochemistry on specimens with non-validated characteristics (2), to compare PD-L1 testing results obtained on cytological and tissue specimens and (3) to quantify the heterogeneity of PD-L1 as well as its clinical impact when performed on a small biopsy. Methods: 1) A retrospective cohort of 1438 consecutive patients with NSCLC tested for PD-L1 was used to assess the presence of an association between PD-L1 and specimen characteristics; 2) 46 patients with paired cytology cell blocks, biopsy and surgical specimens were selected to compare PD-L1 expression between samples from the same patient to assess reliability of cytologic specimens. The feasibility of PD-L1 testing on cytology samples was also assessed by calculating the intra- and inter-observer agreement of four pathologists' evaluation and by estimating the degree of difficulty in reading each slide; 3) To estimate PD-L1 heterogeneity, tissue microarrays were constructed using pulmonary adenocarcinomas from 241 patients to simulate multiple biopsies sampled from the same tumor. PD-L1 heterogeneity defined as a patient with a positive and a negative core was quantified. The clinical impact of this heterogeneity was assessed by evaluating the number of patients who may have received a false negative result. Results: 1) 35.5% of patients had a sample with at least one non-validated characteristic. Samples with fewer than 100 tumor cells and specimens older than 3 years were significantly associated with negative PD-L1 staining. PD-L1 expression was not different between patients with a cytology sample and those with a tissue sample in this cohort; 2) The agreement between PD-L1 expression obtained in cytological and tissue samples was moderate to substantial. The degree of inter-observer agreement was substantial, and the intra-observer agreement was almost perfect. PD-L1 assessment in cytology was no more difficult than in tissue samples. 3) 22.4% of patients presented heterogeneous staining for PD-L1. Among patients with at least one negative core, 26.5% also had a positive core and could have received a false negative result based on a single biopsy. Conclusion: The findings included in this thesis provide a better understanding of the impact of evaluating PD-L1 expression on non-validated samples when it is not possible to obtain more tumor material from a patient. The second project contributed to expanding the number of patients who could have access to PD-L1 testing by demonstrating the reliability and feasibility of cytology samples. Finally, the third study quantified the heterogeneity of PD-L1 staining and estimated its clinical impact.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Ce mémoire comporte deux études portant sur la biopsie transthoracique à l'aiguille (BTTA) sous guidage échographique. La première étude est une étude de cohorte rétrospective, monocentrique, avec l'objectif d'évaluer les variables cliniques et radiologiques qui influencent la sensibilité et les complications de la BTTA sous guidage échographique. Pour étudier cette question, 488 patients consécutifs ayant subi 528 BTTA sous guidage échographique entre 2008 à 2017 à l'IUCPQ ont été inclus. Les patients inclus avaient une lésion pleurale ou pulmonaire périphérique en contact avec la plèvre. Des 528 BTTA sous guidage échographique, 75% (397/528) des lésions étaient malignes. La sensibilité pour poser le diagnostic d'une lésion maligne était de 72% (285/397). L'analyse multivariée a révélé que la longueur de contact pleural était la seule variable qui influençait la sensibilité (rapport de cote [RC] 1.08 par mm jusqu'à 30 mm). Un pneumothorax est survenu dans 15% (77/528) des BTTA sous guidage échographique. Un drain thoracique a été placé chez 2% des patients (9/528). La longueur de contact pleurale (RC 0.98 par mm ; 95% IC 0.97-0.99 ; p=0.013), la taille de la lésion (RC 0.98 par mm ; 95% IC 0.96-0.99 ; p=0.006) et l'utilisation d'une aiguille-trocart de calibre 18G (RC 0.47 comparé à 20G ; 95% IC 0.26-0.83 ; p=0.010) étaient associés avec une diminution du taux de pneumothorax. Ainsi, la longueur de contact pleural est une variable clé qui influence à la fois la performance et la sécurité de la BTTA sous guidage échographique. La BTTA sous guidage échographique est une procédure efficace et sécuritaire. La deuxième étude est une revue systématique avec méta-analyse portant sur la performance diagnostique et les complications de la BTTA sous guidage échographique. La méta-analyse comporte 83 études représentant 11,722 BTTA sous guidage échographique dans une population de 11,767 patients. La méta-analyse a démontré une sensibilité de 88% et une spécificité de 100%. Des complications sont survenues dans 4% des procédures. Le pneumothorax (3%) était la complication la plus fréquente dont un drain thoracique a été placé dans 0.4% des BTTA / This memoir contains two studies on ultrasound-guided transthoracic needle biopsy (US-TTNB).The first study is a retrospective single-centre study with the aim to identify clinical and imaging variables affecting the sensitivity and complication rate of biopsy US-TTNB for diagnosing pleural and peripheral pulmonary lesions. To study this question, 488 patients underwent a consecutive series of 528 US-TTNB from 2008 through 2017. Included patients had a pleural lesion or a peripheral lung lesion with pleural contact. Of the 528 US-TTNB, 75% (397/528) of the lesions had a final diagnosis of malignancy. Sensitivity of malignancy was 72% (285/397). Multivariate analysis showed that increasing pleural contact length was the only variable associated with increased sensitivity (odds ratio [OR] 1.08 per mm up to 30 mm). Pneumothorax occurred in 15% (77/528) of the US-TTNB which led to a chest tube placement in 2% of all the US-TTNB (9/528). Pneumothorax was associated with lower pleural contact length (OR 0.98 per mm), lower lesion size (OR 0.98 per mm)and the use of 18G core needle (OR 0.47). Pleural contact length is therefore a keyvariable that influenced both performance and security outcomes of US-TTNB. USTTNB is an efficient and safe procedure.The second study is a diagnostic accuracy systematic review with meta-analysis on US-TTNB. The meta-analysis comprised 62 studies which reported an overall 6,815 US-TTNB. The meta-analysis reported a sensitivity of 88% and a specificity of 100%. Complications occur in 4% of the procedures with pneumothorax (3%) being the most frequent leading to a chest tube in 0.4% of the procedures

L’utilisation de marges personnalisées dans le traitement du cancer du poumon en radiothérapie : analyse des mouvements physiologiques et des impacts dosimétriques OBJECTIFS : Le but de cette étude est d’analyser les mouvements physiologiques et leurs impacts dosimétriques lors de la planification de traitements en radiothérapie par tomodensitométrie thoracique (TDM). MÉTHODES : Il s’agit d’une étude de 15 patients. Des plans de radiothérapie conforme tridimensionnelle (3D-CRT) ont été utilisés. Un plan de référence a été fait et comparé à des plans utilisant des marges personnalisées (obtenue par 5 TDM). Des analyses volumétriques et dosimétriques ont été faites. RÉSULTATS : Les volumes obtenus progressent rapidement avec la fusion de TDM. Lorsqu’une couverture semblable est obtenue, le volume cible est moindre et l’irradiation pulmonaire est discrètement réduite. CONCLUSION : Malgré les avantages d’une marge personnalisée, elle ne produit qu’un avantage clinique limité. Toutes les techniques augmentant le volume total pour inclure les mouvements devraient en venir à des conclusions semblables. / Individualized margins in radiotherapy planning of lung cancer: analysis of physiological movements and their dosimetric impacts OBJECTIVE: This study is an analysis of physiological movements and their dosimetric impacts when a single thoracic CT-scan is used for treatment planning purposes in radiation oncology. METHODS: This is a study of 15 patients. Three-dimensional conformal radiation therapy was (3D-CRT) was used. A reference clinical plan was constructed and compared with plans using individualized margins (obtained by using five CT-scans). Volumetric and dosimetric analyses were made for each. RESULTS: The total volume occupied by GTV progressed quickly with the fusion of CT-scans. For a similar coverage, target volume was smaller and lung irradiation was slightly decreased. CONCLUSIONS: Even if the individualized margin was used, it produced a limited clinical advantage. All techniques that increase total volume with an aim to include more movements should come to similar conclusions.

L'objectif de cette thèse est d'améliorer les traitements du cancer du poumon en radiothérapie par modulation d'intensité (IMRT) réalisés grâce à un logiciel maison (Ballista) et à un logiciel commercial (Pinnacle3 de Philips). Dans un premier temps, nous avons constaté que de mélanger les basses et hautes énergies dans un même plan permettait d'obtenir une meilleure épargne des tissus périphériques tout en conservant la couverture du volume cible et l'épargne des organes sensibles. Ensuite, le système Ballista a été mis à profit pour explorer les limites d'augmentation de la dose à la tumeur pour des plans d'IMRT simples. En explorant des configuration d'angles non coplanaires, la dose à la maladie macroscopique a pu être augmentée à des niveaux supérieurs à 78 Gy dans un nombre important de cas, sans augmentation excessive de la dose aux organes à risque. Finalement, nous avons utilisé des images de perfusion pulmonaire acquises par tomographie par émission monophotonique (TEM) pour caractériser spatialement et quantitativement la fonction pulmonaire et obtenir des plans qui évitent les régions les plus saines. Nous avons cherché à identifier une méthode simple et avantageuse pour générer ces plans. Toutes les méthodes tentées ont permis d'obtenir un gain incrémentiel sur l'épargne des régions fonctionnelles. Nous n'avons cependant pas pu trouver de corrélation possible entre l'épargne fonctionnelle obtenue et divers paramètres géométriques spécifiques à chaque patient. Le grand résultat de cette thèse a été la création d'un cadre d'applications pour un système de planification 5D, combinant ainsi les trois dimensions de l'espace, la dimension temporelle (mouvements intrafraction et interfraction) et la dimension de l'information fonctionnelle. On pourrait ainsi imaginer un logiciel permettant d'optimiser les angles d'incidence des faisceaux en tenant compte de la distribution spatiale de la fonctionnalité (autant tumorale que celle des tissus normaux), avec une définition de volume cible tenant compte du déplacement intrafraction des structures internes et avec un niveau de modulation suffisant pour obtenir une conformité accrue.

Cette étude longitudinale documente l'implication du médecin de famille dans le suivi des personnes atteintes de cancer du poumon à différentes phases de leur maladie et compare les attentes des patients, des oncologues et des médecins de famille face au rôle que devraient tenir ces derniers dans le suivi. Elle explore également l'influence du niveau d'implication du médecin de famille sur l'adaptation des patients à leur maladie. Un total de 395 patients ont été suivis aux 3 à 6 mois selon la présence ou non de métastases, pendant un maximum de 18 mois. Les médecins de famille (n=232) de ces patients et leurs oncologues (n=45) ont aussi participé à l'étude. Une proportion de 92% des patients avaient un médecin de famille mais seulement 60% avaient été référés en spécialité par celui-ci ou un collègue pour le diagnostic du cancer. Le suivi offert par le médecin de famille était le plus souvent de type parallèle, sauf en phase avancée. La fréquence de suivi conjoint effectué par le médecin de famille et l'équipe spécialisée a augmenté avec la progression du cancer. Les différents acteurs ont des attentes divergentes quant au rôle du médecin de famille dans la coordination des soins et la transmission d'informations reliées au cancer. En phase avancée, les spécialistes accordent un rôle prédominant au médecin de famille dans tous les aspects du suivi, alors que ces derniers se perçoivent impliqués à toutes les phases du cancer. La majorité des participants reconnaissent un rôle au médecin de famille dans le soutien émotionnel des patients. L'implication du médecin de famille semble influencer positivement la détresse et la qualité de vie des patients. En phase avancée, les patients sans médecin de famille seraient plus en détresse et auraient une moins bonne qualité de vie. L'implication actuelle du médecin de famille semble modeste, en particulier pendant la phase de traitement des patients. Des stratégies visant à assurer la communication et la collaboration interprofessionnelle doivent être mises en place afin de maintenir le lien entre le médecin de famille et son patient à toutes les phases de la maladie. / This longitudinal study reports family physician involvement in the follow-up of lung cancer patients at different phases of their disease and it compares patient, family physician and specialist expectations regarding the role of family physician in cancer care. This research also explores the association between family physician involvement and cancer patient adjustment to their disease. A total of 395 patients were followed every 3 to 6 months whether they had metastases or not, for a maximum of 18 months. Family physicians (n=232) involved in these patients' care and their oncologists (n=45) have also participated to the study. A proportion of 92% of patients had a regular family physician, but only 60% had been referred to a specialist by him/her or a colleague for the diagnosis of their lung cancer. Patients perceived that parallel care was the most frequent pattern of care adopted by their family physician at all phases of cancer, except at the advanced/terminal phase where they identified shared care more often. Patients, family physicians and oncologists have divergent expectations regarding family physician involvement in coordination of care and information transmission. At the advanced/terminal phase, oncologists expect a major role of family physicians in all aspects of care, but these health professionals expect to be involved at all phases of cancer. The majority of patients and physicians recognize a role for family physicians in emotional support. Family physician involvement seems to positively influence patient distress and quality of life. At the advanced/terminal phase, patients without a regular family physician report higher levels of distress and a lower quality of life. The actual family physician involvement in cancer care appears modest, particularly at the treatment phase. Strategies to ensure communication and interprofessional collaboration should be developed to keep family physicians in the loop at all phases of cancer.

Avec 1,6 million de nouveaux cas diagnostiqués chaque année et 1,3 million de décès, le cancer du poumon est un problème de santé important se classant au premier rang mondial des cancers en ce qui a trait à la mortalité. Conséquence de la maladie elle-même ou de son traitement, l’atteinte musculaire fait souvent partie du tableau clinique habituel des patients atteints d’un cancer et peut se produire précocement dans le continuum de la maladie. Par ailleurs, celle-ci peut avoir des répercussions sur la capacité fonctionnelle, la qualité de vie et la survie des patients. Cependant, malgré son importance clinique, l’atteinte musculaire et les mécanismes sous-jacents de même que sa relation avec la capacité fonctionnelle au moment du diagnostic demeurent relativement peu documentés dans le cancer du poumon. Par conséquent, je me suis globalement intéressée dans cette thèse à étudier la composition corporelle, la fonction musculaire et la capacité fonctionnelle des patients atteints de cancer pulmonaire. De façon plus spécifique, j’ai voulu déterminer s’il y avait une atteinte de la composition corporelle et musculaire au moment du diagnostic chez les patients atteints de cancer du poumon et évaluer l’impact de cette atteinte sur la capacité fonctionnelle et la survie des patients. Ensuite, j’ai voulu aborder la problématique de l’atteinte musculaire des patients atteints de cancer du poumon en adoptant un point de vue plus fonctionnel et mécanistique en étudiant les voies de signalisation impliquées dans l’équilibre musculaire de ces patients au moment de leur diagnostic. En dernier lieu, je me suis intéressée au potentiel de réversibilité de l’atteinte musculaire en réponse à un programme de réadaptation dans le cadre d’un essai pilote de faisabilité de la téléréadaptation. L’ensemble des travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont permis, dans un premier temps, de mettre en lumière qu’au moment du diagnostic, une atteinte musculaire était déjà présente chez une majorité de patients souffrant de cancer du poumon. Par ailleurs, nous avons aussi établi que cette dernière se traduisait de façon longitudinale par une diminution de la survie des patients. Toutefois, il semblerait, qu’en dépit des altérations morphologiques présentent dans le muscle, la fonction contractile du muscle en tant que tel soit préservée au moment du diagnostic offrant ainsi une fenêtre d’opportunité pour adopter des mesures visant à maintenir ou améliorer la fonction musculaire. À ce propos, nous avons aussi pu établir que la réadaptation était une modalité thérapeutique faisable, sécuritaire et qui semble efficace pour maintenir la fonction musculaire chez les patients atteints de cancer du poumon. Considérant le lien entre l’atteinte musculaire et les enjeux cliniques importants tels que la mortalité et la toxicité associée aux traitements antinéoplasiques, l'évaluation précoce de la composition corporelle et musculaire de même que des caractéristiques de la fonction musculaire peut permettre un dépistage plus efficace et une meilleure prise en charge des patients atteints de cancer du poumon. / With 1.6 million new cases diagnosed each year and 1.3 million deaths, lung cancer is a major health problem, ranking among the world's leading cancers in terms of mortality. As a consequence of the disease itself or its treatment, muscle impairment is often part of the usual clinical picture of cancer patients and may occur early in the disease continuum. In addition, it may have a significant clinical impact on muscle function, functional capacity, and decreased quality of life for patients. However, despite its clinical importance, muscle impairment and its underlying mechanisms as well as its relationship to muscle function remain relatively poorly documented in lung cancer particularly at diagnosis time. Therefore, my interest in this thesis was to study muscle impairment, body composition, muscle function and functional capacity of patients with lung cancer. More specifically, I wanted to determine whether there was an impairment of body and muscle composition at the time of diagnosis in patients with lung cancer and assess the impact of this impairment on patients’ functional capacity as well as survival. Then, I wanted to address the issue of muscle impairment in lung cancer patients by adopting a more functional and mechanistic point of view by studying the signaling pathways involved in the muscle balance of these patients at the time of their diagnostic. Finally, I have been interested in the reversibility potential of body and muscle composition impairment in response to a rehabilitation program carried out as a pilot study on telerehabilitation. First, our results highlighted that at the time of diagnosis, a muscle impairment was already present in a majority of patients suffering from lung cancer. In addition, we also established that the latter was manifested by a decrease in participation in physical activities and was reflected longitudinally by a decrease in patient survival. However, it would appear that, despite the morphological changes in the muscle, the contractile function of the muscle itself is preserved at the time of diagnosis providing a window of opportunity for adopting countermeasures to maintain or improve muscle function. In this regard, we have also been able to establish that rehabilitation is a feasible, safe and effective therapeutic modality for maintaining muscle function in patients with lung cancer. Considering the link between muscle wasting and important clinical issues such as mortality and chemotherapy related toxicity, early assessment of body and muscle composition as well as features of muscle function may allow more effective screening and better management of patients with lung cancer

Les inhibiteurs de point de contrôle (ICI) ont révolutionné le traitement du cancer du poumon. Toutefois, plusieurs patients n'y répondent pas, suggérant qu'un mécanisme en aval, tel que l'activation des LyT par les cellules dendritiques (DC), pourrait être altéré. Or, le cancer du poumon altère la réponse des DC en réduisant la proportion de DC conventionnelles de type 1 (cDC1) et en induisant des processus régulatoires chez toutes les populations de cDC. Notre équipe a d'ailleurs identifié, dans un modèle de métastases pulmonaires B16F10, une population inhabituelle de DC CD103[exposant lo] CD11b⁺ au fort potentiel régulateur. Notre hypothèse était qu'il s'agit d'une sous-population de cDC2 acquérant un phénotype régulateur sous l'influence des cellules cancéreuses et qu'elles sont impliquées dans la physiopathologie du cancer. Nous avons vérifié la présence des DC CD103[exposant lo] CD11b⁺ et caractérisé leur accumulation dans deux modèles de tumeurs pulmonaires. Nous avons également déterminé leur origine et les facteurs menant à leur différenciation dans le cancer du poumon. Nos résultats montrent que les DC CD103[exposant lo] CD11b⁺ sont présentes dans les modèles d'adénocarcinome CMT167 et de tumeurs primaires KRASP-53. Cette population n'origine pas des DC1 et est une population de DC conventionnelles (cDC). Finalement, nous avons démontré que le contact direct avec les cellules cancéreuses est nécessaire à l'induction de l'expression des molécules régulatrices sur les cDC1 CD103⁺ et les cDC CD103[exposant lo] CD11b⁺, et que ce phénomène peut être bloqué en inhibant la voie Axl. Nous avons également tenté de développer un modèle de souris ne développant pas la sous-population de cDC2, sans succès. En bref, l'accumulation des cDC2 CD103[exposant lo] CD11b⁺ dans le cancer du poumon pourrait expliquer en partie la résistance aux ICI. La voie Axl pourrait également être une cible potentielle pour renverser le phénotype régulateur des cDC et améliorer le traitement du cancer du poumon. / Immune checkpoint inhibitors (ICIs) revolutionized lung cancer treatment. However, many patients don't respond to it or develop resistance, suggesting that a mechanism happening prior to T cell cytotoxic activity, such as T cell activation by dendritic cells (DCs), might be altered. Moreover, lung cancer alters DC antitumor response by reducing the proportion of highly specialized anti-cancer type 1 classical DCs (cDC1s) and inducing regulatory processes in all cDC populations. Our team identified, in a murine model of B16F10 lung metastasis, an unusual population of CD103[superscript lo] CD11b⁺ DCs expressing high levels of regulatory molecules. Our hypothesis was that these DCs are a subpopulation of cDC2 acquiring a regulatory phenotype under the influence of cancer cells and that they are involved in lung cancer physiopathology. In this memoir, we verified the presence and accumulation of the CD103[superscript lo] CD11b⁺ DCs in two models of lung tumors. We also determined their origin and factors leading to their accumulation in lung cancer. Our results show that CD103[superscript lo] CD11b⁺ DCs are present in a model of CMT167 orthotopic adenocarcinoma and in a KRAS-P53 mutation-based primary tumors model. This population also does not belong to the DC1 sub-population and are classical DCs (cDCs). Finally, we showed that direct contact with cancer cells is required to induce the expression of regulatory molecules on CD103[superscript lo] CD11b⁺ cDC2s and CD103⁺ cDC1s, and that this phenomenon can be blocked using an Axl pathway inhibitor. We also unsuccessfully tried to develop a mouse model lacking the cDC2 sub-population. The accumulation of CD103[superscript lo] CD11b⁺ cDC2s induced by lung cancer could explain at least part of the resistance to ICIs. Moreover, we identified the Axl pathway as a potential target to inhibit the DC regulatory phenotype induction, and this could be used in new therapies to improve lung cancer treatment.