Contexte Des travaux antérieurs ont montré que l'interleukine-6 circulante (IL-6) était un facteur prédicteur significatif de la survenue de seconds cancers primaires (SCP) chez les patients atteints d'un cancer de la sphère oto-rhino-laryngologique (ORL). Objectif Le but de cette étude était d'identifier les facteurs associés aux niveaux sériques d'IL-6 chez les patients atteints de cancer ORL de stade I-II. Méthodes Cette étude a été réalisée dans le cadre d'un essai de chimioprévention de phase III. Un échantillon de sérum a été obtenu avant tout traitement auprès de 527 des 540 patients présentant un cancer ORL recrutés pour participer à l'essai clinique. L'IL-6 a été mesurée par immunométrie chimioluminescente. Les caractéristiques sociodémographiques et cliniques des patients, leurs habitudes de vie et les caractéristiques de leur tumeur ont été évaluées. Les facteurs indépendamment associés aux niveaux sériques d'IL-6 ont été identifiés en utilisant un modèle de régression linéaire multiple. Résultats La concentration médiane d'IL-6 dans le sérum était de 3,1 ng/L (intervalle interquartile : 2,20-4,40). L'analyse multivariée a permis d’identifier huit facteurs significativement associés à l'IL-6 (P ≤ 0,05) : l’âge, le sexe, le statut matrimonial, l’indice de masse corporelle, le tabagisme, l’indice de comorbidités, le score de performance de Karnofsky et le site tumoral. Chez les fumeurs, les taux sériques d'IL-6 augmentaient de façon dose-dépendante avec la durée du tabagisme (p de tendance = 0,03) et avec le nombre de paquets-années consommés (p de tendance = 0,03). Conclusion Ces résultats ont montré que plusieurs facteurs de risque standards de SCP sont aussi associés aux taux circulants d'IL-6. Ceci suggère que l'effet de ces facteurs sur la survenue de SCP pourrait être médié par un processus inflammatoire. De plus, nous avons montré une relation doseréponse avec la quantité ou la durée du tabagisme, suggérant un rôle causal du tabac dans la production d'IL-6. / Background In a previous work, we reported that circulating interleukin-6 (IL-6) significantly improves outcome prediction for second primary cancer (SPC) in head and neck cancer (HNC) patients. Objective The purpose of this study was to identify factors associated with IL-6 serum levels in patients with stage I or II HNC. Methods This study was conducted as part of a phase III chemoprevention trial. A pretreatment serum sample was obtained from 527 of the 540 HNC patients recruited in the trial. IL-6 was measured on an Immulite analyzer with chemiluminescent immunometric assay (Siemens Diagnostics). Patients’ sociodemographic and medical characteristics, lifestyle habits and cancer characteristics were evaluated before radiation therapy. Factors independently associated with IL-6 levels were identified using the multiple linear regression. Results The median of IL-6 serum level was 3.1 ng/L (Interquartile range: 2.20-4.40). In the multivariate analysis, eight factors were significantly associated with IL-6 (P ≤ 0.05): age, sex, marital status, body mass index (BMI), smoking, comorbidity index, Karnofsky performance status, and cancer site. In cigarette smokers, IL-6 serum levels increased with longer durations of cigarette smoking (p-value for trend = 0.03) and with the number of pack-years consumed (p-value for trend = 0.03). Conclusion These results showed that several standard risk factors of SPC, such as age, BMI and smoking status, are associated with circulating IL-6 levels. This suggests that the effect of these factors on the occurrence of SPC might be mediated by an inflammatory process. Moreover, we have shown a dose-response relationship with the quantity smoked or the duration of smoking suggesting a causal role of tobacco in IL-6 production.

La thérapie cellulaire pour traiter la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est présentement à l'étude chez l'humain. Elle consiste à injecter aux patients des cellules précurseurs de muscle ("muscle precursor cells", MPC) saines. Ce traitement a récemment démontré qu'il était efficace en essais cliniques de phase 1 sur de petits volumes de muscle (1 ce). Cependant, il reste plusieurs problèmes à résoudre au niveau du procédé de production de ces cellules avant que la thérapie soit applicable pour le traitement complet des patients. Pour le moment, le seul milieu de culture commercial qui permet une bonne prolifération des MPC contient du sérum sanguin d'origine bovine, un produit animal non-défini pouvant être contaminé par des virus ou des prions d'origine inconnue, ce qui peut entraîner des risques pour la santé des patients. Quelques milieux ne contenant pas de sérum sont également disponibles commercialement, par contre aucun des ces milieux ne permet une expansion cellulaire satisfaisante. L'objectif de notre projet est de développer un milieu de culture sans sérum pour l'expansion des MPC par une approche de fractionnement séquentiel et itératif, ce qui devrait permettre à terme l'isolation des facteurs sériques stimulant la croissance des MPC. Pour ce faire, nous avons adopté une méthodologie basée sur la planification statistique des expériences pour identifier les composés qui permettent une bonne expansion des cellules, sur de longues périodes et de façon économique. La procédure de fractionnement choisie consiste en une séparation basée sur l'ultrafiltration et la chromatographie d'échange anionique. Plusieurs fractions ont été obtenues et analysées individuellement et en combinaison pour identifier leur effet sur l'expansion cellulaire. Les résultats montrent que certaines fractions ont un effet positif sur la croissance cellulaire, meilleur que celui obtenu avec le milieu contenant du sérum complet. D'autres techniques analytiques comme la chromatographie liquide couplée en ligne avec la spectrométrie de masse (LCMS) et Pélectrophorèse ont également été utilisées pour analyser des facteurs présents dans ces fractions.

Le sérum ajouté aux milieux de culture est connu pour être une substance difficile à contrôler en raison de la présence de facteurs variables. Le but de cette étude était de faire varier les conditions de culture en retirant le sérum lors de la montée à l'interface air-liquide et de poursuivre les observations sur la qualité des substituts cutanés sains et psoriasiques produits par la méthode d'auto-assemblage. Les résultats histologique, macroscopique et immunohistochimique des substituts sains cultivés avec ou sans sérum ne montrent aucune différence significative. Les analyses infrarouges effectuées sur ces derniers permettent d'observer que ceux cultivés en absence de sérum possèdent une meilleure organisation lipidique au niveau de la couche cornée. Par contre, l'absorption percutanée démontre des différences au regard des propriétés physico-chimiques des molécules étudiées. De plus, les substituts conçus à partir de cellules psoriasiques affichent des résultats différents lorsque le sérum est retiré. Il semble que l'apport du sérum soit davantage important lors de l'utilisation de cellules pathologiques.

La dystrophie musculaire de Duchenne est une maladie génétique qui résulte de diverses mutations dans le gène DMD, codant pour la protéine dystrophine. 70% des patients ont une délétion d'exons ou de parties d'exons provoquant un changement dans le cadre de lecture, résultant en l'apparition d'un codon stop et en l'absence de la protéine dystrophine. Plusieurs traitements potentiels ont été explorés dans les dernières années pour cette maladie, dont le système CRISPR-Cas9, un outil génétique permettant d'éliminer un segment d'ADN à l'aide de la protéine nucléase Cas9 et de deux guides d'ARN ciblant des séquences précises d'ADN. Le plus grand défi avec l'utilisation de cette technologie est sa livraison in vivo. Les vésicules extracellulaires sont des particules membranaires lipidiques qui jouent un rôle dans la communication intercellulaire et sont retrouvées dans tous les biofluides chez les mammifères. Elles pourraient donc être une alternative intéressante pour la livraison du système CRISPR-Cas9. J'ai participé à des travaux de purification de vésicules extracellulaires de sérum par chromatographie par exclusion de taille. Ces vésicules extracellulaires ont été chargées avec la protéine Cas9 et des guides ARN, puis, des injections intramusculaires ont été effectuées dans le Tibialis anterior de trois lignées de souris (Ai9, RAG-mdx et mdx/hDMD) pour établir l'efficacité du traitement. Les résultats ont montré que les vésicules extracellulaires chargées avec la Cas9 et des guides d'ARN provoquent une édition de l'ADN efficace dans le Tibialis anterior des trois lignées de souris utilisées et la restauration de l'expression de la protéine dystrophine dans les fibres musculaires du Tibialis anterior des souris RAG-mdx, modèle pour la dystrophie musculaire de Duchenne. Le traitement a ensuite été modifié pour permettre le ciblage des vésicules extracellulaires aux organes affectés par la dystrophie musculaire de Duchenne, soit le cœur et les muscles squelettiques. Des peptides de ciblage ont été sélectionnés dans la littérature et insérés dans la membrane des vésicules extracellulaires marquées de façon fluorescente à l'aide d'un segment lipidique stéaryl. Les résultats de l'expérience effectuée avec les vésicules extracellulaires ciblées n'ont pas été concluants en raison d'un marquage mal adapté des vésicules injectées, mais de futures expériences permettront d'élucider leur efficacité. L'ajustement du traitement pour permettre une injection systémique rejoignant le cœur et les muscles squelettiques est indispensable à l'application de celui-ci à la clinique. / Duchenne muscular dystrophy is a genetic disease that affects one in 3500 boys and results from mutations in the DMD gene, which codes for dystrophin protein. 70% of patients have an exon deletion, which results in a shift in the reading frame, the apparition of a stop codon, and the absence of the dystrophin protein. Many different potential treatments have been explored for Duchenne muscular dystrophy, including the CRISPRCas9 system. This technology allows for the modification of genomic DNA through a Cas9 nuclease and two guide RNAs designed to target a specific DNA sequence. The biggest challenge with using the CRISPR system is delivery. The classic vectors for CRISPR, such as AAV, can cause many adverse effects like immunological responses. Extracellular vesicles are membranous particles that play a role in intercellular communication and are found in all mammalian biofluids. They are thus an interesting alternative for the delivery of the Cas9 protein and its guide RNAs. I have participated in a research project aiming to purify serum extracellular vesicles by size-exclusion chromatography and to load them with Cas9 and two guide RNAs. These extracellular vesicles were then injected intramuscularly into the Tibialis anterior muscles of three mouse strains (Ai9, RAG-mdx and mdx/hDMD) to assess treatment efficiency. The injection of Cas9 and guide RNA-loaded extracellular vesicles produced efficient gene editing as well as dystrophin expression restauration. To modify the treatment for systemic injection, targeting peptides were added to EV membrane through a lipid stearyl segment. This was done to target the extracellular vesicles to Duchenne muscular dystrophy-affected organs: heart and skeletal muscles. Results of the targeted-extracellular vesicle experiment were inconclusive, however, with more experiments, the efficacy of the targeting peptides should be determinable. It is essential to adjust this treatment to allow for targeted systemic delivery for it to be applicable to the clinic.

La dystrophie musculaire de Duchenne est une maladie génétique qui résulte de diverses mutations dans le gène DMD, codant pour la protéine dystrophine. 70% des patients ont une délétion d'exons ou de parties d'exons provoquant un changement dans le cadre de lecture, résultant en l'apparition d'un codon stop et en l'absence de la protéine dystrophine. Plusieurs traitements potentiels ont été explorés dans les dernières années pour cette maladie, dont le système CRISPR-Cas9, un outil génétique permettant d'éliminer un segment d'ADN à l'aide de la protéine nucléase Cas9 et de deux guides d'ARN ciblant des séquences précises d'ADN. Le plus grand défi avec l'utilisation de cette technologie est sa livraison in vivo. Les vésicules extracellulaires sont des particules membranaires lipidiques qui jouent un rôle dans la communication intercellulaire et sont retrouvées dans tous les biofluides chez les mammifères. Elles pourraient donc être une alternative intéressante pour la livraison du système CRISPR-Cas9. J'ai participé à des travaux de purification de vésicules extracellulaires de sérum par chromatographie par exclusion de taille. Ces vésicules extracellulaires ont été chargées avec la protéine Cas9 et des guides ARN, puis, des injections intramusculaires ont été effectuées dans le Tibialis anterior de trois lignées de souris (Ai9, RAG-mdx et mdx/hDMD) pour établir l'efficacité du traitement. Les résultats ont montré que les vésicules extracellulaires chargées avec la Cas9 et des guides d'ARN provoquent une édition de l'ADN efficace dans le Tibialis anterior des trois lignées de souris utilisées et la restauration de l'expression de la protéine dystrophine dans les fibres musculaires du Tibialis anterior des souris RAG-mdx, modèle pour la dystrophie musculaire de Duchenne. Le traitement a ensuite été modifié pour permettre le ciblage des vésicules extracellulaires aux organes affectés par la dystrophie musculaire de Duchenne, soit le cœur et les muscles squelettiques. Des peptides de ciblage ont été sélectionnés dans la littérature et insérés dans la membrane des vésicules extracellulaires marquées de façon fluorescente à l'aide d'un segment lipidique stéaryl. Les résultats de l'expérience effectuée avec les vésicules extracellulaires ciblées n'ont pas été concluants en raison d'un marquage mal adapté des vésicules injectées, mais de futures expériences permettront d'élucider leur efficacité. L'ajustement du traitement pour permettre une injection systémique rejoignant le cœur et les muscles squelettiques est indispensable à l'application de celui-ci à la clinique. / Duchenne muscular dystrophy is a genetic disease that affects one in 3500 boys and results from mutations in the DMD gene, which codes for dystrophin protein. 70% of patients have an exon deletion, which results in a shift in the reading frame, the apparition of a stop codon, and the absence of the dystrophin protein. Many different potential treatments have been explored for Duchenne muscular dystrophy, including the CRISPRCas9 system. This technology allows for the modification of genomic DNA through a Cas9 nuclease and two guide RNAs designed to target a specific DNA sequence. The biggest challenge with using the CRISPR system is delivery. The classic vectors for CRISPR, such as AAV, can cause many adverse effects like immunological responses. Extracellular vesicles are membranous particles that play a role in intercellular communication and are found in all mammalian biofluids. They are thus an interesting alternative for the delivery of the Cas9 protein and its guide RNAs. I have participated in a research project aiming to purify serum extracellular vesicles by size-exclusion chromatography and to load them with Cas9 and two guide RNAs. These extracellular vesicles were then injected intramuscularly into the Tibialis anterior muscles of three mouse strains (Ai9, RAG-mdx and mdx/hDMD) to assess treatment efficiency. The injection of Cas9 and guide RNA-loaded extracellular vesicles produced efficient gene editing as well as dystrophin expression restauration. To modify the treatment for systemic injection, targeting peptides were added to EV membrane through a lipid stearyl segment. This was done to target the extracellular vesicles to Duchenne muscular dystrophy-affected organs: heart and skeletal muscles. Results of the targeted-extracellular vesicle experiment were inconclusive, however, with more experiments, the efficacy of the targeting peptides should be determinable. It is essential to adjust this treatment to allow for targeted systemic delivery for it to be applicable to the clinic.

Ce projet consiste à fractionner le Sérum Foetal Bovin (FBS) dans l'espoir de découvrir de nouveaux facteurs mitogéniques. Une plateforme de séparation a été conçue comprenant différentes techniques de manière itérative séquentielle: l'utilisation d'agents chaotropiques suivie par l'ultrafiltration et la chromatographie d'échange d'anions. Les fractions obtenues sont testées pour leur effet sur l'expansion cellulaire, individuellement et en combinaison selon une méthode de planification statistique des expériences (DOE). Le rétentat du FBS dénaturé avec l'urée a été identifié comme la fraction la plus prometteuse par rapport à la prolifération des cellules précurseurs de muscle et a été séparé dans une seconde étape par échange anionique produisant cinq fractions différentes. Le traitement d'images a été utilisé afin de réduire le temps, l'effort, et l'erreur, associés à l'application de l'hémaecytomètre pour les comptes cellulaires. L'analyse par electrophorèse sur gel a également été réalisée afin d'identifier les facteurs enjeu dans ce liquide biologique.