Les expositions professionnelles représentent la 2nde étiologie de cancer du poumon. Parmi elles, les laines minérales (LM) utilisées comme substitut à l’amiante sont suspectées d’augmenter le risque de cancer du poumon en raison de leur structure proche de celle de l’amiante. Dans ce contexte, ce travail a pour objectif d'évaluer le rôle de l'histoire professionnelle et en particulier celui de l'exposition professionnelle aux LM dans la survenue de cancer du poumon en tenant compte des expositions à l'amiante, à la silice, autres substances très prévalentes dans le secteur de la construction. Une dernière partie a consisté à étudier le risque de cancer du poumon associé à l'exposition professionnelle aux poussières de ciment.Nous avons analysés les histoires professionnelles complètes des cas et témoins inclus dans l'étude cas-témoins en population générale ICARE, identifiés dans 10 départements français abritant un registre général de cancer. Au total, 2 276 cas de cancer du poumon chez les hommes et 2 780 témoins ont été inclus ainsi que 650 cas de cancers du poumon féminins et 775 témoins. Deux stratégies d'évaluation des expositions aux LM et à l'amiante ont été utilisées: une matrice emplois-expositions (MEE) et une matrice tâche-exposition élaborée par des hygiénistes industriels et tenant compte des données individuelles. Les expositions à la silice et au ciment ont toujours été évaluées par MEE. Nos résultats confirment le rôle important des expositions professionnelles comme déterminant du risque de cancer du poumon en mettant en évidence des associations avec de nombreuses professions et secteurs d'activité. L'hypothèse d'une association entre le risque de cancer du poumon et l'exposition professionnelle aux LM est suggérée sans toutefois pouvoir exclure une confusion résiduelle par l'amiante car ces deux expositions sont très corrélées. Par ailleurs, nos résultats confirment le rôle cancérogène de l'amiante et de la silice et suggèrent une association entre l'exposition aux poussières de ciment et le risque de cancer du poumon. / Occupational exposures are the second main risk factor of lung cancer. Asbestos has progressively been substituted by mineral wools (MW). Because of their similarity in shape with asbestos, they have been suspected of causing cancer of the respiratory system. In this context, the objectives of this work were to assess the role of occupational history in lung cancer risk; to investigate in details lung cancer risk associated with exposure to MW, carefully taking into account occupational exposures to asbestos and crystalline silica, two common potential carcinogenic exposure among construction workers; and to study the risk of lung cancer associated with occupational exposure to cement dusts.We analysed lifetime occupational history of cases and controls included in the ICARE study, a large multi-centre, population-based, case-control study. They were recruited in 10 French départements with a general cancer registry. The study included 6481 subjects (men: 2 276 lung cancer cases and 2 780 controls, women: 650 lung cancer cases and 775 controls). Two strategies of assessment of occupational exposure to MW and asbestos were used: a job-exposure matrix (JEM) and a task-exposure matrix constructed by trained hygienist and taking into account individual information. Occupational exposures to crystalline silica and cement dusts were both assessed using specific JEMs.Our results confirm the important role of occupational exposure as a determinant of lung cancer risk by showing associations between lung cancer risk and several occupations or industries. An association between MW exposure and lung cancer risk is suggested without being able to exclude a potential residual confounding by asbestos since these two exposures are deeply correlated. Our results also confirm asbestos and silica carcinogenicity and suggest an association between cement dusts and lung cancer risk.

Les thérapies ciblées sont des agents dont le but est d’inhiber une voie oncogénique spécifiquement activée dans une tumeur. Ces thérapies peuvent donc cibler l’angiogenèse tumorale, les voies de signalisation cellulaire, la prolifération infinie, l’anti-apoptose ou le pouvoir métastatique. Outre leur effet en monothérapie, leur intérêt repose également sur leur combinaison avec les traitements standards, chimiothérapie, radiothérapie ou même chirurgie. Dans ce contexte, l’association des thérapies ciblées et de la radiothérapie paraît séduisante. En effet, les mécanismes qui sous-tendent la sensibilité ou la résistance à une irradiation sont maintenant mieux connus et permettent d’envisager des manipulations thérapeutiques afin d’améliorer encore les résultats d’une radiothérapie ou d’une radiochimiothérapie. L’objectif de cette thèse était d’exploiter les données d’histologie moléculaires des carcinomes pulmonaires pour évaluer de nouvelles approches de radiosensibilisation basée sur l’inhibition de signaux de survie en ciblant les protéines Bcl-2 et Bcl-XL et la voie IGF-1 dans les carcinomes à petites cellules (CPC) et en ciblant la voie EGFR dans les carcinomes non à petites cellules du poumon (CPNPC). L’un des objectifs était également d’intégrer une méthodologie de combinaison plus précise compte-tenu des discordances très fréquemment observées entre les effets pré-cliniques d’une association et les résultats des études cliniques de la même combinaison. Dans une première partie, nous avons cherché à inhiber les mécanismes antitapoptotiques mis en jeu dans les CPC au moyen de deux nouvelles classes de thérapies ciblées : un oligonucléotide antisens ciblant l’ARNm du gène BCL2 (oblimersen) et un « BH3 mimetic » inhibiteur des protéines Bcl-2/Bcl-XL (S44563). Nous avons démontré dans ces deux études l’intérêt du ciblage de « l’anti-apoptose » pour radiosensibliser les lignées de CPC. En utilisant le S44563, un « BH3 mimetic » qui induit une apoptose via la voie mitochondriale dans les lignées qui surexpriment les cibles à savoir Bcl-2 et Bcl-XL,, nous avons montré que l’inhibition de Bcl-2 et Bcl-XL permettait d’induire une radiosensibilisation par induction de l’apoptose. Le mécanisme d’interaction reposait probablement par une induction de l’expression des protéines anti-apoptotiques, en particulier Bcl- XL à la suite d’une irradiation via l’activation de la voie NF-κB. Ceci est confirmé par les études de séquence montrant que l’administration pendant et après l’administration de la radiothérapie est plus efficace réalisant ainsi une chimiosensibilisation sous l’effet d’une irradiation rendant les cellules tumorales plus dépendantes (concept d’addiction oncogénique contextuelle) aux mécanismes de résistance à l’apoptose. Dans une seconde partie, nous avons également montré que l’inhibition d’une voie de signalisation cellulaire (la voie IGF-1) permettait également d’obtenir une radiosensibilisation tumorale validant ainsi l’intérêt de ces combinaisons. En particulier, L’anticorps monoclonal ciblant IGF-1R, le R1507 augmente l’efficacité du cisplatine et au final améliore l’efficacité de la radio-chimiothérapie dans plusieurs lignées de CPC via la diminution de l’expression de IGF-1R avec pour conséquence une diminution de l’activation de ses effecteurs, en particulier AKT, indiquant que le R1507 augmente la radiosensibilité en supprimant l’activation de IGF-1R secondaire à l’irradiation. Cependant, nous avons montré par différentes approches d’étude du transcriptome que les cellules tumorales traitées par le R1507 pendant 4 semaines s’adaptaient en ré-exprimant IGF-1R, en activant p-IRS1 et en activant différentes voies oncogéniques telles que l’angiogenèse ou d’autres voies de signalisation cellulaire. Ces résultats suggèrent donc les limites d’un schéma adapté chez l’homme lors d’une radio-chimiothérapie concomitante et plaident pour une association précoce à d’autres thérapies ciblées. / Targeted therapies are drugs that block a specific molecular target involved in following alterations in cell physiology: growth signal self-sufficiency, insensitivity to growth-inhibitory signals, evasion of apoptosis, an unlimited replicative potential, sustained angiogenesis, tissue invasion, and metastasis. Although these compounds showed efficacy when given alone, there is now a rationale to combine these agents with other antitumor therapies such as chemotherapy, radiation and surgery. In this context, there is compelling data supporting the association between targeted therapies and radiation. The better understanding of mechanisms of sensitivity or resistance to radiation may help to envision new strategies to improve its efficacy. The primary goal of this work was to assess new strategies of radiosensitization based on molecular characteristics of both small cell lung cancer (by targeting Bcl-2 and Bcl- XL proteins as well as IGF-I pathway) and non-small cell lung cancer (by targeting EGFR pathway). The second objective was also to assess new methods to better investigate combination of radiation with new targeted therapies. In the first part of the work, we evaluated the impact of the inhibition of BCL-2 in small cell lung cancer cell lines with oblimersen, an antisense BCL-2 oligodeoxynucleotide and with a small peptide BH3 mimetic, S44563 which targets both Bcl-2 and Bcl- XL proteins. We showed that inhibiting anti-apoptotic mechanisms could enhance radiosensitivity of SCLC cells. S44563 caused SCLC cells to acquire hallmarks of apoptosis through activation of the mitochondrial pathway in Bcl2 and Bcl- XL overexpressing cell lines. S44563 markedly enhanced the sensitivity of SCLC cells to radiation in both in vitro and in vivo assays through apoptosis induction. This positive interaction was explained by the induction of radiation-induced anti-apopototic proteins, mainly Bcl- XL by the NF-κB pathway. These data were confirmed by in vivo experiments showing that the radiosensitization was greater when S44563 was given after the completion of the radiation in the context of radiation-induced oncogenic addiction. In the second part of the work, we showed that IGF-1R targeting increases the antitumor effects of DNA-damaging agents in SCLC model. R1507 (a monoclonal antibody directed against IGF-1R), exhibited synergistic effects with both cisplatin and IR in SCLC cell lines through IGF-IR downregulation and reduced activation of downstream AKT. However, we observed a transient reduction of IGF-1R staining intensity in vivo, concomitant to the activation of multiple cell surface receptors and intracellular proteins involved in proliferation, angiogenesis, and survival. These data underscore the challenge of the combination of concomitant radiotherapy and chemotherapy and support the early use of targeted therapies to improve the antitumor efficacy.

De nombreuses études ont impliqué des TLR dans le développement et la progression tumorale. Précédemment, il a été démontré que les cellules tumorales expriment TLR7, un récepteur à ARNsb, et qu’une forte expression de TLR7 par les cellules tumorales de patients atteints de cancer du poumon est associée à un mauvais pronostic. Dans un modèle murin de cancer du poumon, cet effet pro-tumoral a été reproduit lors de l’injection d’agoniste de TLR7. Mes travaux de thèse ont eu pour objectif de déterminer les mécanismes impliqués dans les effets pro-tumoraux de TLR7. La stimulation de ce récepteur au niveau des cellules tumorales induit une production plus importante de CCL2 et GM-CSF, ainsi qu’un fort recrutement de MDSC au site de la tumeur. Ces MDSC, de par leurs propriétés immunosuppressives sont responsables de l’effet pro-tumoral à la suite de la stimulation de TLR7. Nous avons également mis évidence que la stimulation de TLR7 était pro-métastatique dans un modèle murin de cancer du poumon et que les MDSC étaient également impliquées dans cet effet. Ces effets pro-métastatiques associés au TLR7 ont été confirmés chez l’homme, grâce à l’étude de transcrits de molécules associées à l’invasion, l’angiogénèse, la transition épithélio-mésenchymateuse et les métastases. Enfin nous avons démontré la présence de ligand de TLR7 chez les patients atteints de cancer du poumon et démontré que l’injection intratumorale de virus respiratoires, IAV et RSV, a un effet pro-tumoral dans notre modèle de cancer du poumon. Ces virus respiratoires pourraient donc être à l’origine de la surexpression de TLR7 et du mauvais pronostic associé à ce récepteur chez les patients atteints de cancer du poumon. Ces recherches ont donc permis de mettre en évidence de nouveaux facteurs aggravants dans le cancer du poumon, dont les virus respiratoires, et de découvrir les mécanismes impliqués. / Numerous studies have implicated some TLR in tumor development. Previously, we have demonstrated that lung tumor cells express TLR7, a receptor for ssRNA, and that high TLR7 expression confers to NSCLC patients bad clinical outcome. In mice models of lung cancer, we further demonstrated that the injection of TLR7 agonists led to a pro-tumoral effect.My thesis work has firstly demonstrated the mechanisms involved in the pro-tumoral effects of TLR7 in lung cancer: TLR7 stimulation on tumor cells induces a high production of CCL2 and GM -CSF, as well as a sharp MDSC recruitment within the tumor. These MDSC, by their immunosuppressive properties, are implicated in the pro-tumoral effect upon TLR7 stimulation. We also demonstrated that TLR7 stimulation was pro-metastatic in a mice model of lung cancer and that MDSC were also involved in this effect. These pro-metastatic effects associated with TLR7 have been confirmed in humans through the studies of transcripts and proteins involved in invasion, angiogenesis, Epithelial–mesenchymal transition and metastasis. Finally, we demonstrated that TLR7 ligands are present in tumor microenvironment of lung cancer patients and that intratumoral injection of respiratory viral infections such as IAV and RSV, have a pro-tumoral effect in lung cancer mice model. These respiratory viruses could therefore be at the origin of the overexpression of TLR7 and the poor clinical outcome associated with this receptor in lung cancer patients. This research has thus made possible to highlight new aggravating factors in lung cancer, including respiratory viruses, and to discover the mechanisms involved.

Le radon est un carcinogène pulmonaire avéré chez l'homme à fortes doses mais l'existence d'un risque de cancer à faibles doses n'est pas établie car les approches épidémiologiques se heurtent, à ce niveau de doses, à de nombreux facteurs confondants. Ces données soulignent la nécessité de disposer d'un modèle d'étude des tumeurs pulmonaires chez l'animal. <br />Le but de ce travail de thèse est de caractériser, sur le plan moléculaire, une série de tumeurs pulmonaires radon-induites chez le rat qui comprend des adénocarcinomes (AC), des carcinomes épidermoïdes (Sq) et des carcinomes adénosquameux (ASq) formés des composantes cellulaires AC et Sq. Une analyse cytogénétique globale de ces tumeurs par la technique de CGH a permis de définir des déséquilibres récurrents de régions chromosomiques, sur lesquelles ont été ciblés des gènes candidats potentiellement impliqués dans le développement des tumeurs, comme p16Ink4a, p19Arf, Rb1, K-Ras ou c-Myc. Une analyse plus précise des voies p16Ink4a/Cdk4/Rb1 et p19Arf/Mdm2/Tp53 a été menée et a permis de mettre en évidence une inactivation fréquente de la voie Rb1, par la perte d'expression de la protéine p16Ink4a, indiquant que cette voie joue un rôle majeur dans le développement de ces tumeurs pulmonaires. Enfin, une analyse transcriptomique comparative des trois types de tumeurs induites a révélé que les tumeurs complexes ASq ont un profil d'expression génique qui reflète leur nature composite mais qu'elles présentent également des spécificités. <br />L'ensemble de ce travail à mis à jour des caractéristiques moléculaires communes aux tumeurs pulmonaires murines et humaines qui encouragent à poursuivre l'étude des spécificités des tumeurs pulmonaires radio-induites chez le rat pour aider à une meilleure caractérisation de ces tumeurs chez l'homme.

La protéine E2F-1 est un facteur de transcription qui participe au contrôle de la prolifération cellulaire en stimulant le passage des cellules en phase S du cycle cellulaire et est aussi capable d'induire l'apoptose. Ayant préalablement décrit son profil d'expression différentielle dans les tumeurs bronchiques, nous avons étudié son rôle potentiel dans ces tumeurs.<br>L'épissage alternatif des pré-ARNm joue un rôle important dans la régulation de l'apoptose et les protéines de la famille SR sont des régulateurs principaux des événements de l'épissage alternatif et constitutif. Actuellement très peu de données existent concernant leurs activateurs en amont ainsi que leurs gènes cibles impliqués au cours du processus apoptotique. Dans ce travail, nous avons identifié la protéine SC35, un membre de la famille des protéines SR, comme une cible transcriptionnelle directe de E2F1. Nous avons montré que les deux protéines interagissent et coopèrent pour induire l'apoptose, notamment en réponse aux agents génotoxiques, en modifiant les patrons d'épissage de certains gènes apoptotiques dont Bcl-x, ou caspase-9, en faveur des transcrits codant pour les isoformes pro-apoptotiques. Ces résultats démontrent la capacité de E2F1 à réguler les profils d'épissage de transcrits contrôlant l'apoptose via la protéine SC35. Finalement, nous avons obtenu des résultats impliquant SC35 dans le contrôle des fonctions transactivatrices de E2F1 au niveau de gènes contrôlant la division cellulaire, et notamment la synthèse d'ADN. La protéine VEGF-A existe sous la forme de multiples isoformes protéiques résultant de l'épissage alternatif de son ARNm pré-messager et dénommées de façon générique VEGFxxx (formes pro-angiogéniques) et VEGFxxxb (formes anti-angiogéniques). L'expression des différentes isoformes de VEGF-A est fortement dérégulée dans les tumeurs. Dans un deuxième axe de ce travail, nous avons montré que E2F1 réprime l'activité du promoteur du VEGF-A dans nos lignées dépourvues de p53 fonctionnelle et dans des conditions normoxiques. De plus, nous avons montré que E2F1 n'affecte pas négativement le niveau d'expression des isoformes VEGFxxxb suggérant que E2F1 stimule l'inclusion de l'exon 8b du VEGF-A par un mécanisme restant à identifier. Nos résultats montrent qu'E2F1 affecte la balance des isoformes du VEGFA en faveur de ses formes anti-angiogeniques et suggèrent que le facteur d'épissage SC35 contribue à ces effets. Nos travaux ouvrent des perspectives quand aux conséquences biologiques de la dérégulation de l'expression de E2F1 dans les cancers bronchiques via une modification des facteurs d'épissage et un rôle de E2F1 dans le processus de néoangiogénèse.

Les expositions professionnelles représentent la 2nde étiologie de cancer du poumon. Parmi elles, les laines minérales (LM) utilisées comme substitut à l'amiante sont suspectées d'augmenter le risque de cancer du poumon en raison de leur structure proche de celle de l'amiante. Dans ce contexte, ce travail a pour objectif d'évaluer le rôle de l'histoire professionnelle et en particulier celui de l'exposition professionnelle aux LM dans la survenue de cancer du poumon en tenant compte des expositions à l'amiante, à la silice, autres substances très prévalentes dans le secteur de la construction. Une dernière partie a consisté à étudier le risque de cancer du poumon associé à l'exposition professionnelle aux poussières de ciment.Nous avons analysés les histoires professionnelles complètes des cas et témoins inclus dans l'étude cas-témoins en population générale ICARE, identifiés dans 10 départements français abritant un registre général de cancer. Au total, 2 276 cas de cancer du poumon chez les hommes et 2 780 témoins ont été inclus ainsi que 650 cas de cancers du poumon féminins et 775 témoins. Deux stratégies d'évaluation des expositions aux LM et à l'amiante ont été utilisées: une matrice emplois-expositions (MEE) et une matrice tâche-exposition élaborée par des hygiénistes industriels et tenant compte des données individuelles. Les expositions à la silice et au ciment ont toujours été évaluées par MEE. Nos résultats confirment le rôle important des expositions professionnelles comme déterminant du risque de cancer du poumon en mettant en évidence des associations avec de nombreuses professions et secteurs d'activité. L'hypothèse d'une association entre le risque de cancer du poumon et l'exposition professionnelle aux LM est suggérée sans toutefois pouvoir exclure une confusion résiduelle par l'amiante car ces deux expositions sont très corrélées. Par ailleurs, nos résultats confirment le rôle cancérogène de l'amiante et de la silice et suggèrent une association entre l'exposition aux poussières de ciment et le risque de cancer du poumon.

Le cancer pulmonaire non à petites cellules (CNPC) est la première cause de décès par cancer dans le monde. Ce cancer est souvent découvert tardivement, il est agressif, et il est chimio-résistant. La découverte de biomarqueurs pourraient représenter une percée majeure pour la prise en charge de ces patients, en facilitant le diagnostic, le pronostic et orienter vers le choix du traitement le plus approprié. Nous avons exploré plusieurs aspects liés à la progression tumorale dans le but d’identifier de nouveaux biomarqueurs dans les CNPC. Nous avons démontré un impact antagoniste sur l’évolution des CNPC des anhydrases carboniques IX et XII, induites par l’hypoxie tumorale. Une forte expression tissulaire et plasmatique de CAIX est un biomarqueur de mauvais pronostic chez les patients présentant un CNPC, tandis que l’expression tissulaire de CAXII serait prédictive d’une évolution favorable. De plus, nous avons montré que la réoxygénation dynamique des tumeurs serait à l’origine de cet antagonisme. Deuxièmement, la composante cellulaire du microenvironnement tumoral a été étudiée et plus particulièrement nous avons démontré qu’un recrutement par les cellules tumorales des neutrophiles exprimant un marqueur spécifique CD66b pourrait avoir un signal positif au cours de la progression tumorale des CNPC. Troisièmement, le compartiment sanguin a été évalué en relation avec l’évolution des tumeurs et plus particulièrement nous avons démontré la valeur majeure diagnostique et pronostique des cellules tumorales circulantes (CTC) chez les patients atteints d’un CNPC. Enfin, les CTC semblent représenter également le support idéal pour la mise en évidence de biomarqueurs théranostiques dans les CNPC. En conclusion, ces travaux explorent les possibilités et les limites de l’identification de biomarqueurs, en soulignant l'importance de la qualité des échantillons et de l'exactitude et l'exhaustivité des données cliniques afin d'obtenir des résultats reproductibles. / The non-small cell lung cancer (NSCLC) is the leading cause of cancer deaths in the world. Reliable and validated biomarkers could represent a possible breakthrough in the management of this tumour type, by facilitating diagnosis, refining prognosis and providing guidance towards the choice of the most appropriate therapy. In this thesis we approach the field of NSCLC biomarkers by exploring several aspects related to carcinogenesis and tumour progression. First, we have demonstrated a dual impact of two proteins activated by hypoxia, carbonic anhydrases IX and XII, on the outcome of NSCLC patients. We have demonstrated that high tissue and plasma CAIX expression may be a biomarker of poor prognosis and early relapse in NSCLC patients, whereas the CAXII tissue expression would be predictive of a favourable evolution. In addition, we have shown that dynamic reoxygenation of tumours would be at the origin of this antagonism. Furthermore, the cellular component of the tumour microenvironment has been studied and more particularly we have demonstrated that recruitment by the tumour cells of a subpopulation of neutrophils expressing a specific marker CD66b could have a positive signal during tumour progression of NSCLC. Thirdly, the blood compartment has been evaluated in relationship with the evolution of tumours and in particular we have demonstrated the major diagnostic and prognostic value of circulating tumour cells (CTCs) in patients with NSCLC. Finally, the CTC seem to represent the ideal tool for the detection of biomarkers theranostic in the NCPC. In conclusions, the works presented in this thesis explore possibilities and limitations of biomarker research in NSCLC, highlighting the importance of the quality of the samples and of the accuracy and completeness of clinical data in order to obtain reproducible results.

Le cancer du poumon est la première cause de mortalité par cancer en France et dans le monde. Aujourd'hui, en France, la survie cinq ans après un diagnostic de cancer du poumon est de seulement 14%, ce qui en fait l'un des cancers les plus difficiles à soigner. La médecine personnalisée, notamment l’immunothérapie, est désormais l’approche privilégiée pour les cancers du poumon aux stades métastatiques. Au sein d’une tumeur, les cellules cancéreuses sont entourées par un microenvironnement inflammatoire riche en polymorphonucléaires neutrophiles (PMN). Alors qu’il est établi que la présence répétée de PMN est associée au développement des carcinomes, la contribution de l'interaction intratumorale des PMN avec les cellules cancéreuses dans la progression tumorale n’est pas claire. Pour cela nos objectifs ont été de : 1) décrypter les moyens de communication engagés entre les neutrophiles et les cellules tumorales (miARNs et microvésicules) et 2) la régulation de ces acteurs dans les cellules réceptrices, 3) démontrer leur rôle dans la progression et la dissémination tumorale. La plasticité tumorale et l’invasion font parties des caractéristiques les plus importantes de la progression du cancer. Ces travaux nous ont permis d’identifier un nouveau mécanisme d'acquisition transitoire du phénotype invasif via le transfert de miARNs extracellulaires dans les cellules tumorales. Nous avons pu observer que le miR-223-3p extracellulaire est transféré des PMN aux cellules tumorales pulmonaires via des exosomes. / Lung cancer is the leading cause of cancer mortality in France and worldwide. Today in France, the overall five-year survival rate after diagnosis is only 14%, making it one of the most challenging cancers to treat. Personalized medicine is now the preferred approach for lung cancer for metastatic stage, including so-called immunotherapy. Within a tumor, cancer cells are surrounded by an inflammatory microenvironment rich in polymorphonuclear neutrophils (PMN). While it is established that the presence of PMN is associated with the development of carcinomas, the contribution of intratumoral PMN and their interaction with cancer cells in tumor progression is unclear. To explore these hypotheses, objectives of our study were: 1) to decrypt the communication between neutrophils and tumor cells (miRNAs and microvesicles) and 2) the regulation of these actors in the recipient cells, 3) to demonstrate their role in tumor progression and dissemination. Tumor plasticity and invasion are part of the most important features of cancer progression. This work has allowed us to identify a new mechanism of transient acquisition of phenotype by transfer of extracellular miRNA (ex-miRNA) into cancer cells with and, importantly, by letting the ex-miRNA decay. We observed that the ex-miR-223-3p is transferred from PMN to lung tumor cells via exosomes. This transfer is functional, as demonstrated by the occurrence of epithelial to mesenchymal transition (EMT) associated with an invasive phenotype and inhibition of one of its targets, FOXO1 transcription factor.

Responsable d'environ 30000 décès/an en France, le cancer du poumon est un problème de santé publique majeur. Un des enjeux actuels est d'adapter le traitement du cancer du poumon pour proposer des thérapeutiques ciblées plus efficaces et moins agressives. Les inhibiteurs de l'activité tyrosine kinase du récepteur de l'EGF (EGFR-TKI, gefitinib et erlotinib) constituent un réel progrès pour le traitement des cancers du poumon. Cependant, des mécanismes de résistance ont été décrits et des traitements combinés de thérapies ciblées avec des EGFR-TKI pourraient permettre de surmonter les résistances dans les cancers du poumon.Dans ce contexte, nous avons étudié les mécanismes impliqués dans la résistance à ces traitements. Nous montrons que l'activation de la voie de signalisation PI3K/AKT joue un rôle majeur dans la résistance aux EGFR-TKI, en inhibant l'apoptose par des mécanismes dépendant de l'acétylation. Les histones déacétylases (HDACs) et les sirtuines interviennent dans ces mécanismes de résistance, en modulant l'activation de la voie PI3K/AKT et l'apoptose. Ainsi l'utilisation d'inhibiteurs des HDACs (HDACi) et des sirtuines permettent de restaurer la sensibilité aux EGFR-TKI. Ces résultats confirment l'intérêt thérapeutique de l'association EGFR-TKI/HDACi et montrent le potentiel thérapeutique d'associer des inhibiteurs de l'EGFR et de la voie PI3K/AKT pour contourner la résistance aux EGFR-TKI.Les molécules thérapeutiques doivent atteindre spécifiquement le site tumoral, nécessitant parfois de les protéger contre leur dégradation, de réduire leurs effets indésirables, et de contrôler leur libération dans le temps et l'espace, à l'aide de transporteurs. Ainsi dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons évalué les capacités de ciblage des tumeurs pulmonaires de nanoparticules à base de copolymère amphiphile, contenant une partie polysaccharidique hydrophile (le hyaluronane) et une partie polypeptidique hydrophobe (le poly(γ‐benzyl L‐glutamate, PBLG). Nos travaux mettent en évidence la capacité de ciblage tumoral de ces nanoparticules injectées par voie intraveineuse, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques. Notre objectif est de charger les combinaisons de traitements EGFR-TKI/HDACi que nous avons identifiées dans ces vecteurs, afin de traiter les tumeurs pulmonaires résistantes aux EGFR-TKI. / Responsible of 30000 deaths each year in France, lung cancer is a major public health problem. One of the current challenges is to adapt the treatment of lung cancer to offer more effective and less aggressive targeted therapies. EGFR tyrosine kinase inhibitors (EGFR-TKI, gefitinib and erlotinib) represent a real progress in lung cancer therapy. However resistance mechanisms have been described and combination of targeted therapy with EGFR-TKI could overcome resistance in lung cancer.In this context, we studied mechanisms involved in resistance to EGFR-TKI. We show that PI3K/AKT activation is a major pathway leading to EGFR-TKI resistance leading to apoptosis inhibition through acetylation-dependent mechanisms. Histone deacetylase (HADCs) and sirtuin are involved in these mechanisms and modulate PI3K/AKT activation and apoptosis. The use of HDACs inhibitors (HDACi) and sirtuins inhibitors thus restores the sensitivity to EGFR-TKI. Altogether these results confirm the therapeutic effect of the EGFR-TKI/HDACi combination and show the therapeutic potential of the association of EGFR and PI3K/AKT inhibitors to overcome EGFR-TKI resistance.Therapeutic molecules must specifically reach the tumor site, sometimes requiring to protect them against degradation, to reduce their side effects, and to control their release in time and space, using transporters. In the second part of this thesis, we have thus evaluated the lung tumors targeting capabilities of amphiphilic copolymer-based nanoparticles, containing an hydrophilic polysaccharidic block (hyaluronan) and an hydrophobic polypeptidic block (the poly(γ‐benzyl L‐glutamate PBLG). Our work highlights the tumor targeting capability of these nanoparticles injected intravenously, offering new lung cancer therapy perspectives. Our aim is to load the drugs combination (EGFR-TKI/HDACi) in these vectors, to treat the lung tumors resistant to EGFR-TKI.

La sénescence cellulaire est un mécanisme de suppression cellulaire caractérisé par un arrêt irréversible du cycle cellulaire. Les cellules sénescentes ont également un secrétome spécifique qui influe sur les cellules voisines, pouvant induire leur entrée prématurée en sénescence, l'apoptose, la prolifération cellulaire et le développement tumoral. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse était d'identifier une nouvelle protéine sécrétée par les fibroblastes sénescents et de caractériser ses fonctions dans les cellules sénescentes et dans les cellules tumorales. Nous avons mis en évidence la protéine WNT16B. Elle est surexprimée dans plusieurs modèles de sénescence cellulaire obtenus à partir de fibroblastes pulmonaires. Dans un modèle de souris transgénique, WNT16B est également associée avec l'accumulation de cellules sénescentes dans les lésions précancéreuses pulmonaires. WNT16B est impliqué dans le mécanisme de sénescence cellulaire. En effet, l'inhibition de WNT16B prévient l'entrée en sénescence, en empêchant l'activation de p53 et l'expression de p21/WAF1, et donc l'arrêt du cycle cellulaire.Nous avons finalement associé l'expression de WNT16B avec la présence de cellules sénescentes dans des tumeurs prélevées chez des patients atteints de carcinomes pulmonaires non à petites cellules. Cette expression est corrélée avec une meilleure survie pour les patients ayant reçu un traitement chimiothérapeutique. Ce dernier résultat fait donc le lien entre traitement, sénescence cellulaire et survie, et illustre le rôle potentiel des marqueurs des cellules sénescentes pour le suivi des patients. Globalement, ces travaux ont donc non seulement permis d'identifier WNT16B comme nouveau marqueur des cellules sénescentes, mais ils ont également ouvert des perspectives d'utilisation de ce marqueur pour l'identification, le traitement et le suivi des patients atteints d'un cancer. / Cellular senescence is a tumor suppression mechanism consisting of an irreversible cell cycle arrest. Senescent cells also express a specific secretome that plays a role in the microenvironment. It may induce premature senescence, apoptosis, cellular proliferation or tumor development in the neighboring cells. In this context, my thesis aimed to identify and characterize a new senescence-associated secreted protein, before highlighting its role in tumorigenesis. We identified the WNT16B protein. It was overexpressed in various cellular senescence models obtained from lung fetal fibroblasts. Moreover, WNT16B expression was associated with the accumulation of senescent cells in precancerous lesions in a transgenic mice model. WNT16B is also involved in the senescence machinery. Indeed, WNT16B inhibition prevented the senescence onset through inactivation of the p53/p21 pathway, thus stopping the cell cycle progression. Finally, we observed a correlation between the WNT16B expression and the occurrence of senescent tumoral cells in NSCLC samples. This expression was also correlated with a better patient outcome after chemotherapeutical treatment. Thus, this last result linked the treatment efficiency, the occurrence of senescence and the patient survival. Overall, my thesis established elevated WNT16B levels as a novel biomarker for senescence that might be useful for the identification, the treatment follow-up and the prognosis of patient outcome.