Malgré les avancées thérapeutiques récentes, un nombre significatif de patients décèdent de leur cancer suite au développement de métastases. Les molécules conventionnelles de chimiothérapie ont un rôle pivot à ce stade, mais leur efficacité qui est dépendante de la dose, est limitée par leur toxicité aux tissus non tumoraux, par manque de spécificité. L’enjeu est de développer des approches spécifiques qui augmentent la toxicité de ces molécules pour les tumeurs sans affecter les autres tissus. L’acide docosahexaènoïque (DHA) est capable d’augmenter la sensibilité des tumeurs à la chimiothérapie de façon spécifique sans sensibiliser les tissus non tumoraux. Ce travail de thèse présente 1) une synthèse des études existantes supportant cette hypothèse, 2) l’évaluation de la faisabilité d’une supplémentation orale en DHA au cours de la chimiothérapie chez des patientes présentant un cancer du sein métastasé, 3) l’exploration des mécanismes impliqués dans la sensibilisation spécifique des tumeurs, 4) l’effet du DHA sur la perte de poids en cours de traitement, et 5) le profil d’incorporation du DHA au niveau des tumeurs et la relation avec son taux plasmatique. / Despite great therapeutic improvements, a significant proportion of patients still die from cancer, mainly because of the development of metastases. At this stage, treatments rely heavily on conventional chemotherapy, but their efficacy, which is dose-dependent, is limited by its toxicity to non-tumor tissues, as a result of their poor selectivity. The challenge is to develop approaches aimed at increasing chemotherapy cytotoxicity to tumor tissue while not affecting non-tumor tissues. Docosahexaenoic acid (DHA), a lipid of marine origin, has the potential to selectively sensitize tumor tissue to anticancer drugs without sensitizing nontumor tissues. This manuscript reports 1) a review of existing studies supporting this hypothesis, 2) an assessement of the feasiblility of supplementing breast cancer patients with DHA during an anthracycline-based chemotherapy for metastases, 3) an exploration of the mechanisms involved in the selective sensitization of tumors by DHA, 4) the effect of DHA on weight loss related to chemotherapy, and 5) the profile of DHA incorporation into tumor tissue and the relation with its level in plasma.