Le profil d'expression aberrant des micro(mi)ARN est une caractéristique typique de nombreux cancers, dont le carcinome hépatocellulaire (CHC), une tumeur hépatique maligne primaire qui se classe seconde dans le monde en termes de mortalité par cancer. Notre équipe a récemment montré la baisse d’expression de miR-4510 dans des échantillons de patients atteints de CHC et son activité « suppresseur de tumeur ». L'analyse de données protéomiques recueillies à partir de cellules Huh7 transfectées par miR-4510 a révélé une diminution importante de plusieurs oncogènes, dont la sérine / thréonine protéine kinase RAF1. J’ai également découvert que le taux de protéine RAF1 était significativement surexprimé chez les patients atteints de CHC. Le rôle de RAF1 et de miR-4510 dans le CHC étant mal compris, j’ai étudié la fonction du couple RAF1/miR-4510 dans la tumorigenèse du foie. Mes analyses ont montré que miR-4510 régule négativement les taux de protéine RAF1 et d'ARNm. Une analyse par le système de double fluorescence-FunREG a révélé que miR-4510 interagit directement avec la région 3’ non-traduite de l’ARN de RAF1 via un site unique. La déplétion de RAF1 dans deux lignées tumorales de CHC par miR-4510 ou ARN interférant désactive leur caractère tumorigène in vitro et in vivo. Collectivement, mes données suggèrent que miR-4510 participe à la carcinogenèse du foie via son action directe sur RAF1 et la régulation de la voie MAPK/ERK. En conclusion, mon étude soutient l’hypothèse selon laquelle un traitement à base de miR-4510 pourrait être efficace pour traiter les patients atteints de CHC de type avancé ou réfractaire à la chimiothérapie. / Aberrant micro(mi)RNA expression signature is a hallmark of many cancers including hepatocellular carcinoma (HCC), a primary malignant liver disease which ranks second in cancer mortality worldwide. Our team previously reported the downregulation of miR-4510 in HCC samples and identified this miRNA as a strong tumor suppressor in liver. Proteomic data analysis collected from Huh7 cells transfected by miR-4510 showed a significant decrease of multiple oncogenes including RAF1 serine/threonine protein kinase. I also found that RAF1 protein level is significantly increased in HCC patients. The role of RAF1 and miR-4510 in HCC being poorly understood, I studied the function of RAF1/miR-4510 pair in tumorigenesis of the liver. My results showed that miR-4510 overexpression significantly decreases both RAF1 protein and mRNA levels and inhibits MAPK/ERK signaling. The dual fluorescence-FunREG assay revealed that miR-4510 directly interacts with RAF1 3’-untranslated region through a unique site. Silencing of RAF1 in two hepatic cell lines by miR-4510 or a specific small interfering RNA suppressed important tumorigenic features (proliferation, migration….) both in vitro and in vivo. Collectively, my data suggest that miR-4510 participates in liver carcinogenesis through RAF1 targeting and MAPK/ERK signaling inactivation. In addition, my study suggests that miR-4510-based therapy may represent a promising strategy to treat patients with advanced or refractory HCC.

Les léiomyosarcomes (LMS) sont des tumeurs d’origine mésenchymateuse caractérisées par une différenciation musculaire lisse. La voie de signalisation PI3K/mTOR (qui contrôle la prolifération et la survie cellulaire) joue un rôle majeur dans le développement de ces tumeurs. De nos jours, cette voie est devenue une cible thérapeutique majeure en oncologie. Cette étude est la première qui évalue le bénéfice thérapeutique de l’inhibition de la voie PI3K/mTOR pour des patients atteint de LMS. Nous avons mis en évidence qu’une double inhibition de PI3K et mTOR est associée à une activité antitumorale supérieure à celle observée avec une inhibition de PI3K ou mTOR seule. Nous avons également montré que l’inhibition de la voie PI3K/mTOR est associée à une activation paradoxale de la voie MAPK et qu’un ciblage concomitant de cette voie est associé à une synergie antitumorale in vitro et in vivo. Afin de caractériser les mécanismes de résistance secondaire à l’inhibition de la voie PI3K/mTOR, nous avons développé in vitro et in vivo un modèle de résistance secondaire à l’inhibiteur double cible PI3K/mTOR. Nous avons notamment détecté une sous-population de cellules résistantes à l’inhibiteur et ayant des caractéristiques proches de celles des cellules souches. Nous avons mis en évidence que l’inhibition pharmacologique d’EZH2, une protéine cruciale du complexe Polycomb, permet de restaurer la sensibilité des modèles résistants. Ces résultats apportent de nouvelles perspectives thérapeutiques pour les patients atteints de LMS. / Leiomyosarcomas (LMS) are tumors of mesenchymal origin characterized by a smooth cell differentiation. The PI3K/mTOR pathway has been shown to play a crucial role in the tumorigenesis of LMS. Several agents targeting this pathway are under clinical development for the treatment of solid tumors and hematological malignancies. We report here the first study evaluating its potential therapeutic benefit for patients with LMS. We have demonstrated that dual inhibition of PI3K and mTOR is associated with more effective antitumor activity than agents targeting PI3K or mTOR only. We have also shown that PI3K and mTOR inhibition is associated with a paradoxal activation of the MAPK pathway and that combined treatment with MEK inhibitor resulted in synergistic antitumor activity in vitro and in vivo. Moreover, we developed in vitro and in vivo resistant model to dual PI3K/mTOR inhibitor. Interestingly, we have found that a cancer stem cell-like subpopulation may be involved in treatment resistance. We have shown that pharmacological inhibition of EZH2, a crucial protein of the Polycomb complex, is able to reverse dual PI3K/mTOR inhibitor resistance in vitro and in vivo. These results provide new therapeutic strategies for patients with LMS.