L’administration du blocage androgénique de façon intermittente pourrait offrir plusieurs avantages dans le traitement du cancer de la prostate. Toutefois, ce mode d’administration demeure controversé. Nous avons donc effectué une revue systématique et méta-analyse d’essais cliniques randomisés afin de comparer l’efficacité et la tolérabilité du blocage androgénique intermittent versus continu. Une analyse de non-infériorité a été effectuée pour la survie avec un seuil préétabli de 1,15 pour la borne supérieure de l’intervalle de confiance (IC). Au total, 15 études étaient éligibles. Le blocage androgénique intermittent était non inférieur au blocage androgénique continu avec un hazard ratio de 1,02 (IC à 95%: 0,93-1,11). Il y avait peu de différence entre les deux groupes pour la qualité de vie globale. Toutefois, plusieurs études ont rapporté une meilleure fonction physique et sexuelle avec le traitement intermittent. Le blocage androgénique intermittent est une alternative thérapeutique acceptable dans le cancer de la prostate. / Intermittent androgen deprivation may offer several advantages over continuous androgen deprivation in the treatment of prostate cancer. However, it remains controversial. We thus conducted a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials to compare the effectiveness and tolerability of intermittent versus continuous androgen deprivation. A non-inferiority analysis was performed for overall survival with a pre specified margin of 1.15 for the upper boundary of the confidence interval (CI). Overall, 15 studies were eligible. Intermittent androgen deprivation was non-inferior to continuous androgen deprivation with a hazard ratio of 1.02 (95% CI: 0.93-1.11). There were minimal differences in global quality of life between the two interventions. However, more of the included studies observed an improvement in physical and sexual functioning with intermittent therapy. Intermittent androgen deprivation can be considered as an alternative option in patients with prostate cancer.

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Avec une incidence de 23 300 nouveaux cas en 2020 (ce qui représente 20% de tous les nouveaux cas de cancer chez l'homme) et de 4200 décès (10% de tous les décès par cancer chez l'homme), le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez l'homme au Canada. Il s'agit d'un cancer hormono-dépendant, traité depuis plus de 70 ans par thérapie anti-androgénique. Le succès des nouvelles immunothérapies basées sur la réactivation des lymphocytes T dans certaines pathologies cancéreuses (vessie, poumon, peau, etc.) et leur échec retentissant dans d'autres (incluant le cancer de la prostate) poussent la communauté scientifique à explorer l'impact de la composante innée du système immunitaire dans la réponse aux immunothérapies. Les tumeurs évoluent en tant qu'écosystèmes complexes, constitués entre autres de cellules tumorales, stromales et de cellules immunitaires. Longtemps considéré comme une tumeur « froide »,caractérisée par une faible infiltration immunitaire et comme cancer peu immunogènique, une population de cellules d'origine myéloïdes, les macrophages, sont depuis quelques années reconnus pour leur rôle majeur dans cet écosystème. Dans un premier temps ils seraient impliqués dans une séquence inflammatoire qui favoriserait le développement de la tumeur, puis, une fois la tumeur installée, les macrophages associés aux tumeurs (Tumor-associated macrophages – TAM) grâce à leur très grande plasticité, favoriseraient un environnement immunosuppresseur, l'angiogenèse, l'invasion de cellules tumorales et la formation de niche pré-métastatiques tout en supprimant la réponse des lymphocytes T cytotoxiques. On parle alors de rééducation du système immunitaire par la tumeur. De plus, de solides évidences ont montré l'implication des macrophages dans la résistance à la chimiothérapie et à la radiothérapie dans le cancer de la prostate Basé sur ces observations, nous avons, dans un premier temps, étudié la rééducation de macrophages, au départ à vocation anti-tumorale, en TAM dans le microenvironnement du cancer de la prostate. Nous avons ainsi pu montrer par que les TAM qui apportent le plus d'information sur la progression de la maladie semblent localisés en dehors de la tumeur, dans le tissu adjacent d'apparence normale. Nous avons ainsi pu mettre en place un nouveau système de culture ex vivo de biopsies de patients et trouvé que des TAM avec un phénotypemixte M1 (CCR7+) /M2 (CD163+) étaient présents en grande quantité dans les cancers de prostate agressifs. Nous avons finalement recréé artificiellement dans un modèle de co-culture une façon innovante d'obtenir des macrophages avec le même phénotype et observé qu'indépendamment de leur phénotype de polarisation de base (M1 ou M2), les cellules de cancer de la prostate changeaient ces macrophages pour leur donner une fonction identique tout en les empêchant d'être rééduqués en macrophage M1. Le séquençage des différents macrophages subvertis nous a permis de déterminer que la ré-éducation des macrophages M2 vers un M1 en présence de cellules cancéreuses était accompagnée d'un changement dans le réseau de chimiokines transcrites vers un profil de chimiokines qui favorisent le recrutement de neutrophiles et le remodelage tissulaire et osseux. ans un second temps, nous avons utilisé les informations sur la localisation spatiale des TAM pour inclure plus de tissu adjacent d'apparence normale dans notre système de culture ex vivo. Nous avons alors évalué l'impact d'un traitement actuellement utilisé en clinique, l'enzalutamide, sur la composante immune du microenvironnement tumoral, plus précisément sur les macrophages. Nous avons pu déterminer que l'observation seule de marqueurs à la surface des macrophages via une dichotomie positive/négative ne permettait pas de visualiser de changements. À l'inverse, l'utilisation de sous-populations basées sur la forte/faible expression de marqueurs (CD163, CCR7, CD206) nous permettait d'observer un changement dans la composition du type de macrophages associé à une augmentation de points de contrôle immunologique à leur surface (PD-L1, PD-L2 et B7-H3). Une forte proportion de macrophages PD-L1+ était associée à un plus faible volume tumoral et un ratio neutrophiles/lymphocytes plus élevé tandis qu'une forte proportion de macrophages B7-H3+ était associée avec la présence de carcinome intracanalaire de la prostate, une forme agressive du cancer de la prostate. Ce projet nous a aussi permis de mettre en exergue l'importance de l'utilisation de la cytométrie de flux multiparamétrique comme technique de phénotypage de ces macrophages dans des échantillons biologiques mais surtout l'utilité de cibler à l'aide du multimarquage des sous-populations définies par l'expression de biomarqueurs spécifiques afin de mieux caractériser cette composante importante du microenvironement tumoral prostatique. Enfin, ce travail permet de mieux comprendre la plasticité des macrophages dans un contexte de cancer de prostate agressif ainsi que l'ontogénie des macrophages pro-tumoraux recrutés ou subvertis. Il permet d'amener une approche nouvelle sur l'obtention de macrophages pro-tumoraux et leur utilisation comme modèle pour mimer in vitro les TAM. / With an incidence of 23,300 new cases in 2020 (representing 20% of all new cancer cases in humans) and of4,200 deaths (10% of all cancer deaths in humans), prostate cancer is the non-cutaneous cancer most frequently diagnosed in men in Canada. It is a hormone-dependent cancer, treated for over 70 years with anti-androgen therapy. The success of new immunotherapies based on the reactivation of T lymphocytes in certain cancers(bladder, lung, skin, etc.) and their failure of checkpoint immunotherapy in prostate cancers and others have prompted further exploration of the impact of the innate component of the immune system in the response to immunotherapies. Tumors evolve as a complex ecosystem, mainly made up of tumor cells, stromal cells, andimmune cells. Long considered as a "cold" tumor characterized by low immune cell infiltration and poorlyimmunogenic, the role of innate immune cells such as macrophages within the prostate tumor ecosystem remainto be fully defined. Initially, macrophages may be involved in an inflammatory sequence which promotes tumor development. Later, tumor-associated macrophages (TAMs) due to their very high plasticity, may play a role inpromoting an immunosuppressive environment, angiogenesis, tumor cell invasion and pre-metastatic niche formation while suppressing the response of cytotoxic T cells. These activities mediated by TAMS which are effectively re-educated o by the tumor. This is consistent with the association of macrophages and resistance to chemotherapy and radiotherapy in prostate cancer. Based on these observations, first, we studied the re-education of macrophages, particularly thoses which first present with an anti-tumor phenotype within the prostate cancer microenvironment. We show that the TAMs,which coincide most strongly with clinical outcomes are in fact located peripherally to the tumor in the adjacent normal tissue. We developed a novel system for ex vivo culture of patient biopsies and observed in aggressive prostate cancers that TAMs with a mixed M1 (CCR7+) / M2 (CD163+) phenotype were present in larger quantities. We modeled in a co-culture system an innovative way to obtain TAMs with this same phenotype and observed that regardless of their starting polarization phenotype (M1 or M2), prostate cancer cells changed these macrophages to give them an identical function while preventing them from being re-educated as M1macrophage. The sequencing of the different subverted macrophages allowed us to determine that the reeducation of M2 macrophages to M1 in the presence of cancer cells was accompanied by a change in the chemokine network transcribed towards a profile of chemokines that promote the recruitment of neutrophils and tissue and bone remodeling. Second, we used the information on the spatial location of the TAMs to include more adjacent, apparently normaltissue in our ex vivo culture system. We then evaluated the impact of a treatment currently used in the clinic,enzalutamide, on the immune composition of the tumor microenvironment, more specifically on TAMs We were able to determine that the observation of markers on the surface of macrophages alone via a dichotomous classification did not permit identification of any induced changes. However, with macrophage subpopulations based on the high/low expression of markers (CD163, CCR7, CD206), we observed a change in the compositionof the type of macrophages associated with an increase in immune checkpoints on their surface (PD-L1, PD-L2and B7-H3). A high proportion of PD-L1+ macrophages was associated with a lower tumor volume and a highneutrophil to lymphocyte ratio with a high proportion of B7-H3+ macrophages was associated with the presenceof intracanal carcinoma of the prostate, an aggressive form of prostate cancer. This project allowed us to highlight the importance of the use of multiparametric flow cytometry as a technique of phenotyping on these macrophages in biological samples but above all the usefulness of targeting, using multiple markers, subpopulations defined by expression of specific biomarkers in order to better characterizethis important component of the tumor microenvironment. Finally, this work allows us to better understand the plasticity of macrophages in a context of aggressive PCa as well as the ontogeny of recruited or subverted protumoral macrophages. It provides a new approach to obtain human pro-tumoral macrophages and an in vitromodel which mimics TAMs.

Dans le cadre de mon doctorat j'ai développé des approches appliquées d'analyse de données pour effectuer une analyse multi omique du cancer de la prostate (CaP). Mon projet s'est défini en deux parties distinctes correspondant aux deux articles intégrés dans le corps de mon document. Une première partie du travail a consisté à récupérer des données omiques de différents types (RNA-Seq, Methylation, CNA, SNA, miRNA, données cliniques) associées au CaP et à les préparer avec un pipeline bioinformatique adapté. Ensuite j'ai eu pour objectif de chercher à mettre en avant de nouveaux points de contrôles de l'immunité associés à la récidive biochimique (BCR) dans le CaP au travers de ces données. Pour remplir cet objectif j'ai utilisé une approche particulière basée sur des algorithmes d'analyse en composante principale (PCA) et de régression des moindres carrés (PLS). Cela a permis de faire ressortir une famille spécifique de points de contrôle de l'immunité, la famille des LILR, qui peut potentiellement être une famille cible en immunothérapie. Dans un second temps, j'ai utilisé ces mêmes données pour développer un protocole d'analyse d'apprentissage machine (ML). Le but de ce travail était de montrer qu'il était possible de prédire si des patients allaient récidiver ou pas à partir de données RNA-Seq. J'ai montré que même avec des petits jeux de données on pouvait atteindre des scores de prédiction très bon et que les algorithmes actuels de ML prenaient bien en compte la variabilité technique de la diversité des sources de données dans le CaP. Il est donc possible d'utiliser les biobanques actuelles possédées par les structures de recherches à travers le monde pour créer des jeux de données plus importants. / As part of my PhD, I developed applied data analysis approaches to perform a multi-omic analysis of prostate cancer (CaP). My project was split into two distinct parts corresponding to the two articles integrated into the body of my document. A first part of the work consisted in recovering omics data of different types (RNA-Seq, Methylation, CNA, SNA, miRNA, clinical data) associated with CaP and preparing them with an adapted bioinformatics pipeline. Then, my goal was to seek to highlight new immunity checkpoints associated with biochemical recurrence (BCR) in CaP through these data. To fulfill this objective, I used a special approach based on Principal Component Analysis (PCA) and Partial Least Squares Regression (PLS) algorithms. This has brought out a specific family of immunity checkpoints, the LILR family, which can potentially be a target family in immunotherapy. Second, I used the same data to develop a machine learning (ML) analysis protocol. The aim of this work was to show that it was possible to predict whether or not patients would relapse from RNA-Seq data. I have shown that even with small datasets, one can achieve very good prediction scores and that current ML algorithms take into account the technical variability of the diverse data sources in the CaP. It is therefore possible to use current biobanks owned by research structures around the world to create larger datasets.

Le CaP est fréquent et demeure une cause principale de mortalité et de morbidité chez l'homme. Il persiste un dilemme clinique concernant la prise en charge optimale des patients atteints de CaP en maladie localisée en raison de l'estimation imparfaite du risque de progression. Ainsi, il importe de développer de nouveaux biomarqueurs pour améliorer la classification du risque de progression après un traitement à visée curative. Le CaP est une maladie hormono-sensible pour laquelle les voies des estrogènes demeurent encore peu étudiées. Certaines études récentes supportent une association entre les niveaux des dérivés de l'estradiol et le risque de CaP. Nous croyons que l'estradiol (E₂) et ses dérivés des voies de la 2-, 4- et 16- hydroxylation, pourraient représenter des marqueurs de progression en raison de leurs propriétés de nature proliférative, angiogénique et apoptotique. La quantification absolue et précise de ces dérivés est désormais possible en raison du développement d'une méthode robuste de spectrométrie de masse en tandem avec chromatographie liquide par notre équipe de recherche. Notre étude portait sur l'évaluation de l'association entre les niveaux urinaires des dérivés de l'estradiol et les issues oncologiques défavorables, soient la récidive biochimique, la survenue de métastases et le décès. Des hommes atteints d'un CaP en stade de maladie localisée ont été sélectionnés dans la cohorte prospective et multi-institutionnelle PROCURE pour les étapes de découverte (n=259) et de validation (n=253). Notre étude a montré que la voie de la 16-hydroxylation semble favorable (rapport de risque (HR) entre 0.74-0.75; p<0.006) mettant en évidence un risque plus faible de récidive biochimique. À l'inverse, la voie de la 2-hydroxylation semble défavorable avec un risque accru de développer une maladie métastatique et de décès de près de 1.6 fois (p=0.028). Le potentiel prédictif de ces dérivés de l'estradiol est supporté par la plausibilité biologique. Ces composés stéroïdiens semblent pertinents à étudier plus en détail comme marqueurs pronostiques potentiels en CaP. / Prostate cancer (PCa) is a main and persisting cause of mortality and morbidity in men. A clinical equipoise remains concerning the optimal management of localized PCa. Indeed, the estimation of the risk of progression still needs to be perfected. Hence, the development or improvement of biomarkers to improve the estimation of the risk of progression after curative-aimed treatment is needed. PCa is a hormone-sensible disease in which estrogenic hormones have not been studied extensively. There were recent studies that supported an association between E₂ derivates and PCa risk. We believe that the E₂ derivates of the 2-, 4- and 16-hydroxylation could represent markers of progression risk through their proliferative, angiogenic and apoptotic related properties. The absolute and comprehensive quantification of these derivates was recently made possible with the development, by our research team, of a robust tandem mass spectrometry with liquid chromatography method. Our study aimed to estimate the associations between urinary levels of E₂ derivates and unfavorable oncologic outcomes, namely biochemical recurrence, metastasis, and death. Men with localized PCa were selected in the prospective and multi-institutional PROCURE cohort for the discovery cohort (n=259) and validation cohort (n=253). Our study has demonstrated that the 16-hydroxylation pathway seemed favorable and associated with a decreased risk of biochemical recurrence (hazard ratio between 0.74-0.75; p<0.006). On the contrary, the 2-hydroxylation pathway seemed unfavorable and associated with an increased risk of metastasis or death by close to 1.6-fold (p=0.028). The potential of E₂ derivates as biomarkers of progression is supported by biological plausibility and clinical evidence. Hence, these steroid compounds are most relevant targets that must be further studied as potential prognostic biomarkers of PCa.

Les antigènes testiculaires du cancer sont des cibles idéales pour l’immunothérapie du cancer car ce sont des protéines immunogéniques dont l’expression est restreinte aux cellules germinales et au cancer. Le but de cette étude est d’évaluer le potentiel de MAGE-A11, un antigène testiculaire du cancer, comme cible pour développer un vaccin contre le cancer de la prostate. Pour ce faire, l’anticorps monoclonal 5C4 qui a la capacité de reconnaître la présence de MAGE-A11 dans les tissus fixés et inclus en paraffine a été produit. De plus, l’expression de MAGE-A11 a été analysée sur plusieurs lignées de cellules cancéreuses. Il a été démontré que MAGE-A11 est exprimé dans plusieurs types de cancers notamment dans le cancer du côlon et du cerveau. Finalement, nous avons identifié trois épitopes du CMH classe II HLA-DR1 dans la protéine MAGE-A11 confirmant ainsi l’immunogénicité de cet antigène et son potentiel comme cible pour l’immunothérapie du cancer. / Cancer/testis antigens are ideal targets for cancer immunotherapy because of their limited expression in normal tissues, aberrant expression in malignancies and their immunogenic properties. The aim of this study was to evaluate the potential of cancer/testis antigen, MAGE-A11, as an immunotherapeutic target for development of a prostate cancer vaccine. To accomplish this, we produced the monoclonal antibody 5C4 that is capable of recognizing MAGE-A11 in formalin-fixed paraffin-embedded tissues. We also investigated the expression of MAGE-A11 in a wide variety of cancer cell lines to determine the scope of its expression in cancer. It was shown that MAGE-A11 is widely expressed in malignancies. The highest MAGE-A11 expression was observed in colon cancer and astrocytoma brain tumors. Finally, we identified three naturally processed MHC class II HLA-DR1 epitopes in MAGE-A11 protein, thus confirming its immunogenicity and its potential as a target for cancer immunotherapy.

Jusqu'à ce jour, très peu de travaux empiriques ont évalué les aspects psychologiques associés au cancer de la prostate. Cette étude transversale vise donc à comparer la prévalence des difficultés psychologiques (i.e., anxiété et dépression), psychophysiologiques (i.e., insomnie, fatigue) et des difficultés sexuelles en fonction de trois modalités de traitement pour le cancer de la prostate (radiothérapie, curiethérapie et prostatectomie radicale) et du temps écoulé depuis le diagnostic. L'échantillon est composé de 861 hommes ayant complété une batterie de questionnaires. Les résultats démontrent que les difficultés sexuelles constituent le problème le plus fréquent suivies de l'insomnie et de l'anxiété. De plus, les symptômes psychologiques et psychophysiologiques restent relativement stables dans le temps alors que les symptômes physiques tendent à se résorber. Enfin, les patients ayant reçu de la radiothérapie ont un risque plus élevé de souffrir d'humeur dépressive, de détresse psychologique globale et de fatigue comparativement aux patients n'ayant pas reçu ce traitement.

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Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2015. / ENGLISH ABSTRACT: Targeted therapy for prostate cancer may offer potential improvement over current conventional therapies because of its specificity. Although conventional treatments are effective, they are not curative and have several limitations. In prostate cancer, activation of both the epidermal growth factor receptor (EGFR) and the phosphatidylinositol 3 – kinase (PI3K)/Akt/mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway have been implicated in tumorigenesis and resistance to both conventional and targeted anticancer therapies. Having a better understanding of the molecular mechanisms involved in PCa development, progression and resistance to therapy, could assist in the design of novel therapeutic strategies. The objective of this study was to inhibit key molecular targets of the human epidermal growth factor receptor signalling pathway and expose prostate cell lines to doses of radiation, so as to establish potential therapeutic targets that may be amenable to combined modality therapy, and formulate a cocktail of inhibitors to evaluate its radiosensitising capability. The EGFR/PI3K/mTOR pathway plays an important role in the radiosensitivity of the human prostate carcinoma cell line (DU145) and the normal cell line (1542N). In our study we have shown that AG-1478, an EGFR inhibitor, and BEZ-235, a dual inhibitor of the PI3K/mTOR pathway, singly or in combination, at low and relatively high radiation doses, resulted in radiosensitisation of DU145 cells. Radio-protection was achieved in 1542N cells. AG-1478 had no effect on radiosensitivity. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Geteikende terapies wens hul spesifisiteit teenoor konvensionele terapies vir prostaat kanker, mag potensieel verbetering offer. Konvensionele behandeling is wel effektief maar nie genesend nie wens ‘n aantal beperkings, sowel as die toksisiteit vir normale selle. In prostaat kanker is die aktivering van beide die epidermiese groei faktor reseptor (EGFR) en fosfatidielinositol 3-kinase/Akt/soogdier teiken vir rapamisien (mTOR) seingewing baan sterk betrek by tumor groeisel en weerstand teen konvensionele en geteikende anti-kanker terapies. Beter begrip van die molekulêre meganismes betrokke by prostaat kanker ontwikkeling, bevordering en weerstand teen terapie, kan die ontwerp van nuwe terapeutiese strategies ondersteun. Die doelwit van hierdie studie was om sleutel molekulêre teikens van die epidermiese groei faktor reseptor seingewing baan te inhibeer en om prostaat selle bloot te stel aan dosisse bestraling, om potensiële terapeutiese teikens te vestig wat vatbaar is vir gekombineerde modaliteit terapie, om ‘n mengsel van stremmiddels te formuleer, en om die straling gevoeligmaking bekwaamheid daarvan te evalueer. Die EGFR/PI3K/mTOR seingewingbaan speel ‘n belangrike rol in the radiosensitiwiteit van die menslike prostaat kanker sellyn (DU145) en die normale prostaat sellyn (1542N). Die studie bevind dat AG-1478, ‘n EGFR stremmer, en BEZ-235, ‘n tweevoudige beperker van die fosforinositied 3-kinase (PI3K) en soogdier teiken vir rapamisien (mTOR) seingewingbaan, enkel of in kombinasie die DU145 selle radiosensitiseer vir straling dosisse van 2 en 6 Gy. Stralings beskerming was verkry met die 1542N sellyn. AG-1478 het geen effek getoon op radiosensitiwiteit nie.

published_or_final_version / Anatomy / Doctoral / Doctor of Philosophy