Les cancers bronchopulmonaires non à petites cellules (CBNPC) sont la première cause de décès par cancer, les adénocarcinomes étant la forme la plus fréquente. Malgré une prise en charge précoce, ils constituent, par leur taux de récidive important et leur mauvais pronostic, un véritable problème de santé publique. Nous nous intéressons à l'hypoxie, un facteur agressivité des ADC, et à la famille des longs ARNs non codants (lncARNs), dérégulés dans de nombreux cancers et en réponse à l'hypoxie, mais peu caractérisés sur le plan structural et fonctionnel. Ces transcrits représentent un espoir pour le développement de nouvelles thérapies. Au cours de ma thèse, j'ai identifié une dizaine de lncARNs régulés par l'hypoxie in vitro et in vivo dans des ADC de stades précoces. j'ai caractérisé NLUCAT1, un transcrit nucléaire induit par l'hypoxie. L'invalidation de ce transcrit par le système CRISPR/Cas9 a révélé une diminution de la prolifération et de l'invasion cellulaires, et une augmentation du stress oxydatif et de la sensibilité au cisplatine, traduisant un potentiel rôle pro-oncogénique de ce transcrit dans les ADC. L'analyse du transcriptome a révélé une répression des réseaux de gènes contrôlés par NRF2, HIF et NFkβ dans les cellules déficientes pour NLUCAT1. Nous avons notamment identifié des gènes de la réponse anti-oxydante régulés par NRF2 dont l'ARN interférence mime en partie les conséquences de l'inactivation de NLUCAT1 sur l'apoptose. Nos résultats démontrent que NLUCAT1 exerce des activités pro-tumorales dans les ADC et suggère qu'il pourrait représenter une cible thérapeutique potentielle dans ce type de cancer. / Non Small Cell Lung Cancer (NSCLC) is the leading cause of cancer death worldwide, with poor prognosis and a high rate of recurrence despite early surgical removal. It is therefore essential to identify new prognostic markers and new therapeutic targets. We are interested in gene regulation related to hypoxia, a factor associated with relapse of lung adenocarcinomas (LUAD). The roles of long non coding RNAs (incRNAs) in cancer development and hypoxic response are largely unexplored. A transcriptome profiling of early-stage LUAD samples indicated that a set of incRNAs was correlated to a metagene hypoxic signature. Some of these transcripts were also sensitive to hypoxia in LUAD cell lines. We focused on a new "hypoxaLinc", named NLUCAT1 that is strongly up-regulated by hypoxia in vitro and correlated to hypoxic markers and bad prognosis in LUAD samples. Full molecular charactherization of NLUCAT1 showed that LUCAT1 is mainly regulated by NF-kβ and NRF2 transcription factors. Targered deletion of NLUCAT using CRISPR/CAS9 in A549 LUAD cell line, revelated a decrase in proliferative and invasive properties, an increase in oxidative stress and a higher sensisivity to displatin-induced apoptosis. We identified genes of the NRF2-regulated and anti-oxidant response whose RNA interference partially mimicked the consequences of NLUCAT1 inactivation on ROS-dependent caspase activation. Overall, our data strongly demonstrate that NLUCAT1 exerts pro-tumoral activities in early stages hypoxic LUADs ans suggest it could represent a new potential therapeutic target in lung cancer.

Le cancer est l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans le monde avec environ 14 millions de nouveaux cas et 8,2 millions de décès liés aux cancers selon l'OMS (Organisation Mondiale de la Santé). Le cancer du poumon est le premier cancer diagnostiqué chez l'homme et compte pour 20% du nombre de mort par cancer par an dans le monde. Parmi les cancers pulmonaires, on distingue les cancers à petites cellules et les cancers non à petites cellules. Ce travail a porté sur l'étude des adénocarcinomes pulmonaires lépidiques, un type de cancer non à petites cellules, chez l'homme et l'animal. Chez l'homme, il fait partie des tumeurs pulmonaires rares, pas ou peu lié au tabagisme. Il est similaire cliniquement, radiologiquement et histologiquement à l'adénocarcinome pulmonaire ovin, un cancer du poumon induit par le β-rétrovirus JSRV (Jaagsiekte Sheep RetroVirus) affectant les petits ruminants domestiques. JSRV transforme les cellules épithéliales du parenchyme via son enveloppe oncogénique. Ces tumeurs humaines et animales ne sont pas associées au développement de métastases extra-thoraciques ou pleurales. Le but de notre travail a été d'étudier les évènements moléculaires spécifiques des adénocarcinomes lépidiques humains et animaux par i. l'analyse transcriptomique de l'expression des gènes dans ces deux cancers, ii. la caractérisation de l'adénocarcinome pulmonaire ovin par l'expression des mucines et iii. l'étude d'un rôle putatif des séquences rétrovirales endogènes dans l'induction de l'adénocarcinome lépidique humain. Premièrement, notre étude a porté sur l'analyse en parallèle des mécanismes moléculaires spécifiques des adénocarcinomes lépidiques prédominants par l'analyse des profils d'expression des gènes impliqués dans les voies de signalisation BMI1, NOTCH, Hedgehog et WNT importantes dans le développement du poumon normal et au cours des cancers pulmonaires et dans la voie de l'angiogenèse, permettant la dissémination des cellules tumorales. L'augmentation de l'expression de CDH1 (E-cadherin), acteur crucial de la voie BMI1, et la diminution de l'expression des ligands et récepteurs activateurs de l'angiogenèse VEGF/VEGFR (Vascular Growth Factor), PDGF/PDGFR (Platelet-derived Growth Factor) et ANGPT/TIE (Angiopoietin/Tyrosine kinase with immunoglobulin like and EGF like domains) ont été observées dans ces deux cancers. Lors de l'analyse de l'expression des ARNm et des protéines, nous avons mis en évidence le blocage de la voie principale de l'angiogenèse dans les cancers lépidiques. En effet, l'absence d'expression du ligand VEGFA (Vascular Endothelial Growth Factor A) et de son récepteur VEGFR2 (Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2) a été observée. Ce blocage n'était pas compensé par la surexpression de gènes impliqués dans les voies alternatives d'angiogenèse. Le blocage de la voie de l'angiogenèse explique l'absence de métastases extrathoraciques dans les adénocarcinomes lépidiques chez l'homme et l'animal. Deuxièmement, les adénocarcinomes pulmonaires lépidiques chez l'homme sont subdivisés en deux entités majoritaires : les adénocarcinomes lépidiques prédominants non mucineux et les adénocarcinomes mucineux invasifs. Dans le contexte des analogies entre ces cancers humains et l'adénocarcinome induit par le virus JSRV, nous avons analysé l'expression des mucines dans les cancers animaux. Nous avons montré que sur 37 cancers pulmonaires induits par JSRV, 62% étaient non mucineux, qu'ils sur exprimaient MUC1 (mucin 1, cell surface associated) et que 50% exprimaient MUC5B (mucin 5B, oligomeric mucus/gel-forming). Par ces résultats, nous avons montré que les adénocarcinomes pulmonaires ovins se rapprochaient principalement des adénocarcinomes lépidiques prédominants / Cancer is the main cause of morbidity and mortality worldwide with 14 million new cases and approximately 8.2 million deaths according to the WHO (World Health Organization). Lung cancer is the most diagnosed cancer in men and account for 20% of cancer death in the world annually. Among lung cancers, there are small cell lung cancers and non-small cell lung cancers. My work focused on the lepidic adenocarcinoma, a subtype of nonsmall cell lung cancer, in humans and animals. In humans, it is a rare lung cancer and it is not or rarely linked to tobacco smoking. Lepidic adenocarcinomas share striking clinical, radiological and histopathological similarities with ovine pulmonary adenocarcinomas induced by the β-retrovirus JSRV (Jaagsiekte Sheep RetroVirus) affecting sheep and goats. JSRV transforms epithelial cells of the distal lung through its oncogenic envelope. These human and animal tumors are not associated with pleural or extra thoracic metastases. My work was to study specific molecular events in human and animal lepidic adenocarcinomas by i. a transcriptomic analysis of the gene expression in these two lung cancers, ii. ovine pulmonary adenocarcinoma characterization by mucin expression and iii. the study of a potential role for endogenous retroviral sequences in the induction of human lepidic adenocarcinomas. First, my work focused on the parallel analysis of expression patterns in genes implicated in BMI1, NOTCH, Hedgehog and WNT pathways important for lung development and for lung cancer development and the angiogenesis pathway whose activation leads to cancer cell dissemination. CDH1 (E-cadherin) up regulation and the down regulation of main angiogenic ligand and receptors VEGF/VEGFR (Vascular Endothelial Growth Factor), PDGF/PDGFR (Platelet-derived Growth Factor) and ANGPT/TIE (Angiopoietin/Tyrosine kinase with immunoglobulin like and EGF like domains) were observed. Then, when analyzing lepidic adenocarcinomas mRNA and protein expression, we highlighted the blockade of the main angiogenesis pathway. Indeed, the VEGFA ligand and its receptor VEGFR2 were absent in lepidic adenocarcinomas. Moreover, this blockade was not compensated with angiogenic alternative pathways. These results correlate with the absence of extra thoracic metastases in human and animal lepidic adenocarcinomas. Secondly, human lepidic predominant adenocarcinomas are divided in two groups, non-mucinous lepidic adenocarcinomas and invasive mucinous adenocarcinomas. To characterize ovine pulmonary adenocarcinomas and determine to which one of these two human lepidic adenocarcinomas they are close to, we analyzed mucine expression in animal lung cancer. On 37 JSRV-induced lung cancer, 62% were nonmucinous, 100% expressed MUC1 (mucin 1, cell surface associated) and 50% expressed MUC5B (mucin 5B, oligomeric mucus/gel-forming). These results highlighted that ovine pulmonary adenocarcinomas are closer to non-mucinous lepidic adenocarcinomas

Les cancers ovariens, se développant de façon silencieuse, diagnostiqués à des stades tardifs et de mauvais pronostiques, requièrent urgemment la mise au point de nouvelles options thérapeutiques. Ma thèse s'est attachée à caractériser les propriétés physiques et biologiques des cancers ovariens Séreux de Haut Grade (HGSOC), représentant 75% des tumeurs ovariennes.En premier lieu, nous avons démontré la valeur pronostique de la protéine MAP3K8 s'accumulant dans les HGSOC. Nous avons montré que MAP3K8 contrôle la prolifération et la migration des cellules cancéreuses via la transition G 1/S et les mécanismes d'adhésion dynamique. Aussi, nous avons mis en évidence que MAP3K8 active majoritairement la voie MEK, présentant ainsi un potentiel prédictif des inhibiteurs de MEK, les positionnant comme une stratégie thérapeutique prometteuse, en combinaison des thérapies conventionnelles, chez les HGSOC.Dans un second axe de ma thèse, nous avons montré que la rigidité augmente avec la taille tumorale, chez les HGSOC présentant une signature moléculaire « Fibrose ». Cette rigidification tumorale s'associe à une accumulation de stroma et un remodelage du réseau de collagène, mais aussi à une activation spécifique de la voie MEK. De façon intéressante, la rigidification tumorale accompagne un « switch » métabolique glycolytique, restreint au centre de la tumeur, la périphérie demeurant plus molle, et différant par une production élevée de collagène et un métabolisme OXPHOS. La rigidité pourrait donc être au carrefour de 3 processus majeurs, tels un remodelage de la matrice, l'activation de MEK et un switch métabolique stromal, expliquant, au moins en partie, la progression des HGSOC. / Ovarian cancers, which develop in a silent manner in the peritoneal cavity, resulting in a late diagnosis and a poor prognosis, urgently require new therapeutic strategies. In this context, my thesis aimed at better characterize the physical and biological properties of the High Grade Serous ovarian cancers (HGSOCs), accounting for 75% of the tumours.First, we found that the protein MAP3K8 accumulates in HGSOC and is a potential prognostic marker for these tumours. We demonstrated that MAP3K8 controls cancer cell proliferation and migration by regulating key players in Gl/S transition and adhesion dynamics. Importantly, we highlighted that MAP3K8 function is mainly mediated by the MEK pathway, and exhibits a predictive potential for MEK inhibitors, defining them as a promising therapeutic option, in combination with conventional therapy, for HGSOC patients.In a second part of my thesis, we showed that tumor stiffness is increased during tumor growth in HGSOC presenting a "Fibrosis" molecular signature. Moreover, tumor stiffening is associated with high stromal content and remodeling of the collagen network. Interestingly, the MEK kinase was specifically activated upon tumor stiffening. Furthermore, tumor stiffness accompanies a glycolytic metabolic switch, restricted to the central part of stiff tumors. Indeed, the periphery of stiff tumors remains softer than the central part with stromal cells secreting high levels of collagens and showing an OXPHOS metabolism. Thus, tumor stiffness could be at the crossroad of three major processes, i.e. matrix remodeling, MEK activation and stromal metabolic switch, that might explain, at least in part, the progression of HGSOC.

Les adénocarcinomes rénaux à cellules claires (ccRCC), qui représentent 70% des tumeurs rénales, sont fortement mais irrégulièrement vascularisés, ce qui les rend hypoxiques et donc résistants aux chimiothérapies. L'hypoxie favorise l'agressivité tumorale via l'activation des facteurs de transcription HIF-1alpha et HIF-2alpha (Hypoxia-Inducible Factors). Pour cette raison, le ciblage de l'hypoxie intratumorale et des facteurs HIF dans les ccRCC constitue une stratégie thérapeutique pertinente. Dans ce projet, nous montrons pour la première fois que la voie sphingosine kinase 1/sphingosine 1-phosphate (SphK1/S1P) régule HIF-2alpha in vitro et in vivo. Nos résultats indiquent que la SphK1 régule le taux intracellulaire et l'activité transcriptionnelle de HIF-2alpha dans des lignées de ccRCC représentatives de certains sous-groupes retrouvés en clinique humaine ; et impliquent la S1P extracellulaire, via le récepteur S1P1, dans la régulation de HIF-1alpha et HIF-2alpha. D'autre part, nous avons évalué l'impact de l'inhibition des récepteurs à S1P et de la SphK1 par le FTY720 dans un modèle de ccRCC in vivo. Nos résultats indiquent que le FTY720 entraine une diminution transitoire du taux intratumoral de HIF-1alpha et HIF-2alpha ainsi qu'un remodelage du réseau vasculaire tumoral. En effet, le FTY720 induit une normalisation vasculaire qui aboutit à une oxygénation tumorale transitoire. Enfin, nous montrons que ce traitement permet de sensibiliser un modèle murin de ccRCC à la chimiothérapie. Ces résultats valident le rôle de la voie SphK1/S1P comme régulateur de l'adaptation à l'hypoxie dans les ccRCC. Ils constituent une étape indispensable à la transposition en clinique humaine du concept selon lequel la voie SphK1/S1P peut être ciblée afin de diminuer l'hypoxie intratumorale et de chimiosensibiliser certains cancers, le FTY720 étant déjà sur le marché. / Clear cell renal cell carcinomas (ccRCC) represent 70% of renal tumors. Because of their dense and irregular vascular network, ccRCC become hypoxic and therefore resistant to chemotherapies. Hypoxia promotes tumor aggressiveness via the activation of HIF-1alpha and HIF-2alpha (Hypoxia-Inducible Factors). For this reason, the control of intratumoral hypoxia and HIF in ccRCC could be a relevant therapeutic strategy to improve the efficacy of current treatments. In this study, we show for the first time that the sphingosine kinase 1/sphingosine 1-phosphate (SphK1/S1P) pathway regulates HIF-2alpha in vitro and in vivo. Our results indicate that SphK1 regulates HIF-2alpha intracellular level and transcriptional activity in ccRCC cell lines that are representative of some clinical ccRCC subgroups. Our data also involve extracellular S1P, via its receptor S1P1, in the regulation of HIF-1alpha and HIF-2alpha. In addition, in a ccRCC mouse model, we show that FTY720 - an inhibitor of the SphK1/S1P pathway- transiently decreases HIF-1alpha and HIF-2alpha intratumoral level. This is associated with a transient remodeling of the tumor vascular network indicating that FTY720 induces a vascular normalization that leads to transient tumor oxygenation. Finally, we show that this treatment sensitizes a ccRCC mouse model to chemotherapy. Overall, these results validate the key role of the SphK1/S1P pathway in the adaptation to hypoxia in ccRCC cell and animal models. Our results provide a mechanistic basis to target the SphK1/S1P pathway with FTY720 by increasing the efficacy of chemotherapy in ccRCC. They are a prerequisite for clinical transposition as FTY720 is a drug approved used in human clinic.