Les métastases osseuses sont une complication majeure des cancers du sein. Les bisphosphonates (BPs) bloquent la progression des lyses osseuses. Des effets anti-tumoraux ont été mis en évidence mais à des doses importantes incompatibles avec un usage clinique. La forte affinité des BPs pour le minéral osseux limite leur biodisponibilité et amoindrit donc leur potentiel antitumoral in vivo. Mon travail de thèse s'est inscrit dans le cadre de la potentialisation des effets anti-tumoraux des BPs. Les BPs ont été combinés avec des ultrasons de faible intensité (LIUS) dont le rôle est d'induire une stimulation mécanique et une augmentation modérée de la température du milieu insonifié sans effet de cavitation. Les LIUS favorisent la pénétration des BPs dans des cellules tumorales en augmentant le phénomène d'endocytose. In vivo, un traitement répété aux LIUS associé à une dose clinique de BPs entraine une diminution des lyses osseuses ainsi que de la masse tumorale. L'accumulation d'un marqueur, retrouvé dans les moelles des souris traitées aux LIUS, suggère que la pénétration des BPs a été favorisée sous l'effet des LIUS. L'effet de l'association BPs avec les LIUS a ensuite été évalué sur un modèle de tumeur sous-cutanée mammaire. Un ralentissement de la croissance tumorale lors des premiers jours de traitements a été mis en évidence. Une étude menée avec de la doxorubicine et des BPs a permis d'élargir le champ d'application des LIUS pour le traitement du cancer du sein. En conclusion, ces travaux montrent que les LIUS apparaissent comme une solution d'intérêt pour augmenter la pénétration de drogues dans des tumeurs osseuses et mammaires et augmenter leur potentiel antitumoral / Bone metastases are common complications of advanced breast cancer. They increase morbidity of patients and alter their quality of life. Bisphosphonates (BPs) stop the progression of osteolysis. However, BPs do not affect the tumor burden located inside the bone marrow cavity. Antitumoral effects have been shown but with high doses incompatibles with a clinical use. BPs bind also avidly to bone mineral which limits their bioavailability and reduce their antitumoral potential in vivo. This work is incorporated within the framework of the enhancement of antitumoral effects of BPs. BPs were combined with low intensity ultrasound (LIUS), which are known to induce a mechanical stimulation and a slight increase of temperature without involving cavitationnal effect. Initially, LIUS were found to increase the penetration of BPs inside several mammary tumor cell lines without affecting their viability by increasing endocytosis. In vivo, a daily repeated treatment of LIUS associated with a single and clinical dose of BPs lead to a decrease in osteolysis as well as tumor burden. The accumulation of unprenylated Rap1A form was found in bone marrow of mice suggesting that LIUS promote BPs penetration inside cells of the bone cavity. The effect of BPs and LIUS was evaluated in a subcutaneous mammary tumor xenograft. Tumor growth was slowed during the first days of LIUS treatment. A study was performed using doxorubicin and BPs leading to a better penetration of both compounds when LIUS were used. This last result allows increasing the field of application of LIUS for breast cancer treatment. In conclusion, this work showed that LIUS are an interesting method to enhance the penetration of drugs inside bone and mammary tumors leading to an increase of their antitumoral activity

Les métastases osseuses sont des complications de nombreux cancers tels que le cancer du poumon, du sein et de la prostate. Chez la femme, 70% des patientes présentant un cancer du sein avancé développent des métastases principalement ostéolytiques. Ce type de métastases est associé à une destruction importante de l'os causant chez les patientes des douleurs osseuses et des fractures pathologiques. Les traitements actuellement dispensés tels que les bisphosphonates et le denosumab ne sont pas curatifs mais seulement palliatifs, il est donc indispensable d'identifier de nouveaux facteurs impliqués dans la progression métastatique afin d'améliorer le pronostic et d'imaginer de nouvelles approches thérapeutiques. Dans ce contexte, une analyse transcriptomique comparative a montré que les gènes codant les récepteurs de guidage axonal ROBO1 et ROBO4 étaient surexprimés dans une sous-population de cellules de cancer du sein MDA-MB-231 qui métastasent spécifiquement à l'os (nommée B02). De manière intéressante, une expression élevée de ROBO4 dans les tumeurs primaires de patientes atteintes d'un cancer du sein corrèle avec un mauvais pronostic et un risque accru de rechute à l'os. Chez la souris, une réduction de 50% de la charge tumorale a été observée lorsque les cellules B02 déplétées en ROBO4 ont été inoculées dans la glande mammaire de souris ; et le ciblage des cellules parentales B02 avec un anticorps anti-ROBO4 avant l'injection intra-tibiale diminue l'incidence de la formation de colonies de cellules tumorales. In vitro, la co-culture des cellules B02 avec des cellules ostéoblastiques murines MC3T3-E1 a entraîné une augmentation de la production de SLIT2, le ligand naturel des récepteurs ROBO, par les cellules MC3T3-E1. De plus, le traitement avec un anticorps anti-ROBO4 réduit considérablement l'adhésion des cellules B02 sur les cellules MC3T3-E1. Par ailleurs, la surexpression de ROBO4 dans d'autres modèles cellulaires de cancer du sein a conduit à mettre en évidence la présence d'une glycoforme de ROBO4. L'étude des deux isoformes de ROBO4 (glycosylée et non glycosylée) a révélé le caractère agressif de la forme non glycosylée comparée à la forme glycosylée / Bone metastasis is a complication of many cancers such as lung, breast and prostate. In women, 70% of patients with advanced breast cancer predominantly develop osteolytic metastases. This type of metastasis is associated with significant bone destruction in patients causing bone pain and pathological fractures. The current treatments, such as bisphosphonates and denosumab, are not curative but only palliative, so it is essential to identify new factors involved in the metastatic progression to improve prognosis and to devise new therapeutic approaches. In this context, a comparative transcriptomic analysis demonstrated that axon guidance ROBO1 and ROBO4 receptors were overexpressed in a subpopulation of MDA-MB-231 breast cancer cells that only metastasize to bone (referred to as B02). Interestingly, high ROBO4 expression in primary tumors from patients with breast cancer correlated with poor prognosis and increased risk of relapse to bone. In mice, a 50% reduction in tumor burden was observed when ROBO4-depleted B02 cells were inoculated in the mammary fat pad of mice; and targeting of parental B02 cells with an anti-ROBO4 antibody before intra-tibia inoculation decreased the incidence of tumor cell colony formation. In vitro, the co-culture of B02 cells with murine MC3T3-E1 osteoblastic cells increased SLIT2 production, the primary ligand of ROBO receptors, by MC3T3 cells. Further, the treatment with an anti-ROBO4 antibody dramatically reduced B02 cell adhesion to MC3T3-E1 cells. Moreover, over-expression of ROBO4 in other models of breast cancer led to the discovery of a glycoform of ROBO4. The study of the two ROBO4 isoforms (glycosylated and non-glycosylated) revealed the aggressive nature of the non-glycosylated form compared to the glycosylated form. These results provide strong evidence that the axon guidance receptor ROBO4 is involved in bone metastasis formation and that the use of an antibody directed against the non-glycosylated form of this receptor could lead to the development of innovative therapies to prevent metastasis formation in the bone marrow

Objectifs : Cette recherche étudie la variabilité de la qualité de vie de femmes atteintes de cancer du sein à l’aide de l’évaluation de facteurs biopsychosociaux, de la mise en évidence du rôle de la surveillance alternée mise en place à l’institut-Du-Sein (Drôme-Ardèche) et de l’étude du lien entre ces facteurs et le vécu de la surveillance post-thérapeutique. Méthode : Population : 30 femmes atteintes d’un cancer du sein non métastasé en rémission âgées de 36 à 78 ans et actuellement sous surveillance à l’Institut Du Sein (Drôme, Ardèche) ont participé à l’étude. Outils : cinq outils ont été utilisés : 1) Un entretien semi-directif abordant les thèmes suivants : la condition de malade et son contexte, l’installation du cancer et dans la maladie et les attentes relatives au suivi ; 2) Le test de l’arbre (Fernandez, 2005, 2010) pour évaluer à partir de constellations de tracés les facteurs psychologiques associées à la maladie ; 3) Le questionnaire d’anxiété et de dépression (HAD) (Zigmund et Snaith, 1983) évaluant la symptomatologie anxieuse et dépressive et sa sévérité ; 4) Le questionnaire d’image corporelle (QIC) (Bruchon-Schweitzer, 1981) afin d’évaluer la satisfaction de l’image corporelle ; 5) Le questionnaire de coping (WCC) (Vitalino et al., 1985 ; Cousson et al., 1996) évaluant les stratégies d’ajustement face au cancer ; 6) Le questionnaire de soutien social spécifique au cancer (QSSS-c) (Segrestan, 2008) qui estime le soutien social perçu ; 7) Le questionnaire de qualité de vie (FACT-B) (Brady et al., 1997) pour évaluer la qualité de vie globale, des symptômes physiques spécifiques et généraux du cancer du sein. Résultats : En s’appuyant sur le modèle transactionnel-intégratif-multifactoriel (TIM) de Bruchon-Schweitzer et Boujut (2014), on retrouve que certains antécédents (niveau d’étude, âge jeune, présence d’enfant à charge, mastectomie et présence d’hormonothérapie dans le traitement) ainsi que les facteurs liés à l’adaptation psychologique (coping, soutien social perçu) et facteurs psychologiques (anxiété, dépression, image corporelle) ont des effets directs sur la QdV et ses dimensions. Aucun effet médiateurs des facteurs transactionnels n’a été retrouvé entre les antécédents et les issus. Conclusion : Le modèle TIM est adapté et prometteur : des liens ont été mis en évidence entre les différents facteurs et le vécu par les patientes de la surveillance post-thérapeutique. L’évaluation de l’anxiété, de la dépression et de l’image corporelle des patientes à chaque étape de la maladie (au diagnostic, à la fin des traitements et en rémission) doit être rendue systématique. Des réajustements de la surveillance alternée mise en place à l’Institut-Du-Sein sont nécessaires. / Objectives: This research deals with the variability of the quality of life of women suffering from a breast cancer, thanks to the assessment of biological, psychological and social factors, of the emphasis of the role of alternative follow-up installed by the Institut Du Sein (Drôme-Ardèche) and the study of the link between these factors, let alone the experience of the post medical supervision. Method: Population: 30 women in remission suffering from a non metastatic breast cancer, aged from 36 to 78 and currently under medical control at the Institut Du Sein were involved in this survey. Tools: 1) A semi guided interview broaching the following themes: the sick person’s condition and her background, the development of cancer as for the illness and the expectations in relation with the aftercare ; 2) The Test de l’arbre (Fernandez, 2005, 2010) to assess the psychological factors associated to the illness due to regrouping of drawing ; 3) The hospital anxiety and depression scale (HAD) (Zigmund et Snaith, 1983) assessing the symptomatic issue and its seriousness ; 4) The body image questionnaire (QIC) (Bruchon-Schweitzer, 1981) so as to assess the satisfaction of the body image ; 5) The way of coping checklist (WCC) (Vitalino et al., 1985 ; Cousson et al., 1996) assessing the adjustment strategies facing cancer ; 6) The cancer specific and social support questionnaire (QSSS-c) (Segrestan, 2008) which takes the social support received into consideration ; 7) The quality of life questionnaire (FACT-B) (Brady et al., 1997) to assess the general quality of life, all the general, physical and specific symptoms of breast cancer. Results: Using the transactionnel-integratif-multifactoriel (TIM) patterns of Bruchon-Schweitzer et Boujut (2014), it seems that certain medical history (educational standards, young age, dependent children, mastectomy and hormonotherapy in the treatment) and factors linked to the psychological adaptability (coping, perceived social support) adding psychological factors linked (anxiety, physical, body image) have direct consequences on the quality of life and its impacts. No mediator effect of the transactional factors was to be found between antecedent and quality of life. Conclusion: The TIM pattern is both adapted and promising: some links between the different factors and how the patients experienced the post medical aftercare were brought into the fore. The assessment of anxiety, depression and body image of the patients at each step of the illness (at the time of the diagnosis, at the end of the treatment and during the remission period) must be automatically done. Some adjustments of the alternative follow-up might be necessary at the Institut Du Sein.

La leptine est une hormone peptidique ayant une action sur de nombreux tissus. Une dérégulation de la sécrétion de cette hormone est observée au cours de l’obésité. L’obésité est fréquemment associée à des troubles de santé dont les principaux sont le diabète de type II, l’hypertension artérielle et les maladies cardiovasculaires. Elle est également un facteur de risque du cancer du sein, particulièrement en post-ménopause favorisant la récidive et augmentant la mortalité. Ces perturbations, associées à un état de stress oxydant défini par un excès de production des espèces réactives de l’oxygène (ERO) par rapport aux systèmes de défense antioxydants, pourraient avoir un impact majeur dans le risque de carcinogenèse chez le sujet obèse. Il est clairement établi aujourd’hui que le statut oxydatif des cellules est directement corrélé aux capacités de prolifération mais aussi de survie des cellules dans leur environnement. A ce jour, très peu de données existent concernant le rôle de la leptine dans la modulation du statut oxydatif des cellules épithéliales mammaires saines et tumorales. L’objectif de cette thèse était d’étudier d'abord les mécanismes d’action et les effets de la leptine sur le statut oxydatif et inflammatoire des cellules épithéliales mammaires saines et néoplasiques ; puis dans un deuxième temps, une étude expérimentale a été conduite pour caractériser in vivo l’impact de l’obésité associée ou non à l’activité physique sur la croissance tumorale et le statut oxydatif et inflammatoire des tumeurs. Le projet avait également pour but de mettre en œuvre une nouvelle technique d’analyse basée sur la détection de fluorescence native induite par excitation laser à 224 nm afin d’évaluer la production de composés bio-actifs de la famille des éicosanoïdes, dont les isoprostanes, impliqués dans le processus inflammatoire. Nous avons exploré in vitro l’impact de la leptine sur le statut oxydatif des cellules épithéliales mammaires. Cette étude nous a permis d’établir que la réponse au signal leptinique varie en fonction du statut néoplasique de la lignée considérée, en fonction du temps de contact et non de la dose testée. Ensuite, nous avons étudié l’impact de l’obésité associée ou non à l’activité physique sur la croissance tumorale et sur le statut oxydatif et inflammatoire des tumeurs à l’aide d’un modèle de souris âgées C57BL/6 nourries avec un régime hyper-lipidique (HL) pendant 14 semaines, et hébergées soit dans un environnement enrichi (EE) pour favoriser l’activité physique et les interactions sociales, soit dans un environnement standard pendant 8 semaines, après quoi des cellules syngéniques de tumeur mammaire EO771 ont été implantées dans les quatrièmes coussinets adipeux mammaires. In vitro, la leptine a stimulé la production de ROS de façon indépendante de la dose et cette augmentation était dépendante de la production d'O2 cytosolique. Les résultats montrent une augmentation significative du poids dans les groupes recevant le régime HL à prise alimentaire journalière identique. La composition corporelle à 8 semaines montre une prise de masse grasse significative sous régime HL, majorée par l’ovariectomie et partiellement limitée par l’activité physique. Après implantation des tumeurs, le régime HL favorise la croissance tumorale et la perte de l’activité locomotrice. Par contre, l’EE prévient la perte d’activité physique des animaux. L’ensemble de ces travaux montre que la leptine contribue à l’apparition d’un stress oxydant en lien avec le statut tumoral des cellules épithéliales mammaires. Ceci peut expliquer en partie l’augmentation du risque de cancer mammaire associée à l’obésité en post-ménopause. Ces résultats permettront d'objectiver le bénéfice d'une intervention nutritionnelle ciblée afin de moduler la réponse des cellules aux stimulations des adipokines. A terme, cette étude doit contribuer à mieux comprendre l’intégration des signaux issus de l’environnement cellulaire. / Obesity is now considered, as a risk factor for developing breast cancer in postmenopausal women and for mortality in response to this pathology. Obesity, which is frequently associated with hyperleptinemia, induces cellular signalling pathways, some of which involving reactive oxygen species (ROS) as intracellular messengers. High levels of ROS contribute to oxidative stress, cellular damages and pathogenesis. Therefore, ROS production associated to obesity could be a major risk factor for mammary carcinogenesis. Furthermore, increased oxidative stress and inflammation characterised by infiltration of immune cells into adipocytes are described. This is associated with a lipid peroxidation and the production of bio-active compounds including isoprostanes.The aim of this study was to determine the impact of leptin in modulating the oxidative and inflammatory status of epithelial mammary cells and in tumor mammary tissue. Moreover, the purpose of this work was to develop a new analysis technique based on native fluorescence detection induced by laser excitation at 224 nm to evaluate the production of bio-active compounds from the family of eicosanoids, involved in the inflammatory process, including isoprostanes.Initially we identified in vitro the leptin effects on ROS production in 3 human epithelial mammary cell models which present different neoplastic status (healthy primary (HMEC) cells, MCF-7 and MDA-MB-231) in presence of two leptin concentrations (10 ng/ml close to physiological values, 100 ng/ml as obesity level). To better understand the potential involvement of adipocyte tumor microenvironment in mammary carcinogenesis, we secondly explored in vivo the impact of high fat diet (HFD) and of enriched environment (EE) on mammary tumor development. Female C57BL/6 mice were fed with a HFD versus a normo-caloric diet (NC) for 14 weeks. After 8 weeks mammary tumor syngeneic cells EO771 were implanted into the fourth mammary fat pads. Before injection, mice were housed in EE or in standard environment (ES) for 8 weeks. In vitro, leptin stimulated ROS production in dose-independent manner and this increase was dependent of cytosolic O2•- production. This ROS production contributed to a different antioxidative response depending of the neoplastic cell status. Leptin induced the antioxidative enzymes expression and activities such as heme-oxygenase or glutathione peroxidase only in HMEC cells. In neoplastic cells, these enzyme activities did not change whatever the leptin concentration used.Thus, high fat diet promoted mammary tumor development associated with a decrease in body fat and an increase in volume and weight of tumors that was not limited by physical activity. This diet induced a decrease of adiponectin and an increase of leptin plasma level compared to NC diet however, leptinemia was not influenced by EE.The native fluorescence isoprostanes determination method, turned out not to be quite sensitive. Therefore, the native fluorescence of these compounds is too low to allow their detection in biological media used. In contrast, the native fluorescence appears to be a potential cellular exploration tool.Through this work, we have shown that leptin contributes to the onset of oxidative stress linked to the status of mammary epithelial tumor cells. This may partly explained the increase of risk of breast cancer recurrence observed in situations of obesity. The results obtained in vivo eventually will support the benefit of a nutrition intervention to modulate cell response to adipokines stimulation. Ultimately, this study contributes to better understand the integration of signals from the cell environment.

La dérégulation des tyrosine kinases (TK) joue un rôle majeur dans la tumorigénèse et la progression tumorale des cancers du sein. Dans ce contexte, mon travail de thèse s'est focalisé sur la caractérisation des mécanismes moléculaires régulés par les TK associés à l'invasion cellulaire à travers deux axes d'études distincts : la régulation de l'invasion cellulaire par la protéine TOM1L1 dans les cancers du sein ERBB2-positifs et le rôle des TK ABL/ARG dans l'invasion cellulaire des cancers du sein triple-négatifs (n'exprimant ni ERBB2, ni les récepteurs hormonaux) (TN). TOM1L1 est une protéine du trafic vésiculaire à domaine GAT initialement caractérisée au laboratoire comme un régulateur négatif de l'activité mitogénique de la TK Src. Cependant, nos travaux indiquent que les gènes codant pour TOM1L1 et le récepteur TK ERBB2, localisés au niveau du chromosome 17q, sont co-amplifiés dans environ 50% de ces cancers et associés à un mauvais pronostic suggérant une activité oncogénique non-anticipée de TOM1L1. Mon travail de thèse montre que le récepteur ERBB2 régule indirectement la phosphorylation de la sérine 321 de TOM1L1 afin de permettre son association avec la protéine du trafic vésiculaire TOLLIP au niveau d'endosomes Rab7/MT1-MMP-positifs. Ainsi localisée, TOM1L1 favorise le recrutement membranaire de la métalloprotéase MT1-MMP au niveau de structures d'invasion cellulaire spécifiques, les invadopodes, amplifiant ainsi la capacité invasive des cellules ERBB2+. Des données récentes indiquent que les TK ABL/ARG sont aussi impliquées dans la régulation des invadopodes des cellules des cancers TN. Grace à une approche préliminaire d'inhibition pharmacologique (Imatinib, Nilotinib), mes travaux de thèse ont permis de dévoiler un rôle anti-invasif non-anticipé de ABL dans certaines lignées de cancers du sein TN, dont nous recherchons actuellement le mécanisme. / Deregulation of tyrosine kinases (TK) plays crucial role in breast cancer tumorigenesis and metastatic progression. In this context, my work tried to decipher the molecular mechanisms of tyrosine kinases-induced cell invasion via two distinct research axes: the regulation of cell invasion by TOM1L1 in ERBB2-positive breast cancers and the role of ABL/ARG TK in triple-negative (TN) breast cancer cells (negative for ERBB2 and hormonal receptors expression). The GAT domain-containing vesicular trafficking protein TOM1L1 was first identified in the lab as a negative regulator of Src mitogenic activity. Here, we show that ERBB2 and TOM1L1, located on chromosome 17q, are co-amplified in 50% of breast tumor samples and define a subgroup of ERBB2-positive tumors with poor prognosis. We then studied TOM1L1 pro-oncogenic function and found that TOM1L1 regulates exclusively ERBB2-driven cell invasion. This effect requires indirect ERBB2-induced TOM1L1 phosphorylation on serine 321 and interaction with the endosomal sorting protein TOLLIP at Rab7/MT1-MMP-positive endosomes. Thus, TOM1L1 promotes membrane recruitment of MT1-MMP into specialized invasive structures called invadopodia and, as such, promotes cell invasion. Recent observations show that ABL/ARG TK are also involve in invadopodia regulation of TN breast cancers. With a preliminary pharmacological-inhibition strategy (Imatinib,Nilotinib), my work shows an unanticipated anti-invasive function of ABL in some TN cell-lines. We are currently looking for ABL kinases molecular mechanisms involved in this effect.

Le trastuzumab est un anticorps monoclonal déjà utilisé dans le traitement du cancer du sein sur-exprimant la protéine HER2. Malgré son efficacité, la résistance est souvent apparue. Ici, nous avons étudié l'impact des cellules adipocytaires sur la cytotoxicité cellulaire dépendante de l'anticorps (ADCC), une des mécanismes d'action principaux du trastuzumab. Nous avons trouvé que les adipocytes, ainsi que les pré- adipocytes, inhibent l'ADCC médié par le trastuzumab. Nous avons montré que les factors dérivées d'adipocytes, comme des protéines ou des exosomes, causent l'inhibition d'ADCC. Aucune séquestration ou dégradation de l'anticorps a été observée. Des analyses phénotypiques n'ont pas révélé de modification des récepteurs des cellules NK, ni du niveau de HER2 sur les cellules cancéreuses en présence d'adipocytes. La pré-incubation des cellules cancéreuses avec le surnageant des adipocytes réduit la sensitivité tumorale à l'ADCC. Nous avons trouvé que le factor de croissance et de différenciation GDFI5 est rapidement induit dans les cellules cancéreuses exposées au surnageant d'adipocytes. Une diminution de l'expression de GDFI5 par les siRNA réverse l'inhibition d'ADCC induite par les adipocytes. En conclusion, nous avons démontré que les adipocytes jouent un rôle dans la résistance des cellules de cancer du sein à l'ADCC médié par le trastuzumab, et nous suggérons que cibler GDFI5 ou l'interaction entre les adipocytes et les cellules cancéreuses pourrait sensibiliser les cellules cancéreuses au traitement par l'anticorps monoclonal / Trastuzumab is a monoclonal antibody already approved in the treatment of HER2-expressing breast cancer. Despite its efficacy, resistance often occurs. Here, we investigated the impact of adipocytes on antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC), one of the main mechanisms of action of trastuzumab. We found that adipocytes, as well as preadipocytes, inhibited trastuzumab-mediated ADCC. We showed that adipocyte-derived factors, likely proteins or exosomes, mediated the inhibition of ADCC. No titration or degradation of the antibody was detected. Analysis of cell phenotype did not reveal any modification of NK cell receptors, nor of HER2 levels on cancer cells in the presence of adipocytes. Pre-incubation of cancer cells with adipocyte-conditioned medium reduced sensitivity of cancer cells to ADCC. We found that growth differentiation factor l5 (GDFl5) was rapidly induced in cancer cells exposed to adipocyte-conditioned medium. Down-regulation of GDFl5 by siRNA reversed the adipocyte-induced inhibition of ADCC. In conclusion, we demonstrated that adipocytes play a role in the resistance of breast cancer to trastuzumab-mediated ADCC, and suggested that targeting GDFl5 or the crosstalk between adipocytes and cancer cells may sensitize cancer cells to monoclonal antibody treatment

Deux tiers des cancers du sein expriment le récepteur à l’estrogène alpha (REα) et leur croissance dépend des estrogènes alors que l’expression de REα induit la différenciation et la sénescence des cellules humaines mammaires épithéliales normales. Le développement embryonnaire et la différenciation de la glande mammaire adulte sont contrôlés par des facteurs de transcription, dont beaucoup sont aussi impliqués dans la tumorigenèse. Plusieurs études d'association pan-génomiques ont identifié le putatif facteur de transcription TOX high mobility group box family member 3 (TOX3) comme un nouveau gène de prédisposition au cancer du sein.L’objectif de cette étude était la caractérisation fonctionelle de TOX3 dans l’épithélium mammaire normal et le cancer du sein.J’ai examiné l’expression de TOX3 dans des tumeurs du sein humaines et dans le sein normal par analyse des données d’expression issues de puces à ADN. L’effet de TOX3 sur la différenciation des cellules épithéliales mammaires était analysé par des assays CFC et FACS. De plus, j’ai effectué une analyse microarray des cellules luminales cancéreuses MCF-7 exprimant TOX3 afin d’identifier les gènes cibles de TOX3 ainsi que la méthode de purification d’affinité en tandem (TAP) combinée à la spectrométrie de masse afin d’identifier des protéines interactants de TOX3. Finalement, j’ai étudié le potentiel oncogénique de TOX3 dans un modèle de xénogreffe. / Two thirds of breast cancers express the estrogen receptor alpha (ERα) and are estrogen-dependent for growth. In contrast, expression of ERα induces differentiation and senescence in normal human mammary epithelial cells. Both embryonic development and lineage commitment in the adult mammary gland are governed by transcriptional regulators, many of which have also been implicated in tumourigenesis. Genome-wide association studies have identified the previously uncharacterised putative transcription factor TOX high mobility group box family member 3 (TOX3) as a new candidate breast cancer susceptibility gene.In the present study, I aimed to characterise TOX3 function in the normal human mammary epithelium and in breast cancer.I have examined TOX3 expression in primary breast tumours and in the normal mammary gland using micorarray data. The influence of TOX3 expression on lineage commitment was investigated using the colony forming cell (CFC) assay and FACS analysis. I further carried out microarray analysis of luminal breast cancer cells ectopically expressing TOX3 to identify TOX3 target genes as well as tandem affinity purification of TOX3 to identify TOX3 interacting proteins. Finally, the oncogenic potential of TOX3 was investigated in a human-in-mouse xenograft model.

Chez les patients atteints d’un cancer du sein ou de la prostate, le tissu osseux est souvent le siège de métastases qui présentent un phénotype essentiellement lytique dans le cas des métastases dérivant du cancer du sein, ou mixte (combinaison de lyse et de formation osseuse) dans le cas d’un cancer de la prostate. Le récepteur ERRalpha est impliqué dans la physiologie osseuse et il est considéré comme un facteur de mauvais pronostic dans ces deux types de cancers. Nous avons donc émis l’hypothèse qu'il pourrait être impliqué dans la formation des métastases osseuses associées à ces deux cancers. Nous avons observé que, dans les deux cas, ERRalpha stimule la progression tumorale au site primaire via la stimulation de l'angiogenèse et de l'expression du VEGF. Concernant les métastases osseuses dérivant du cancer du sein, ERRalpha inhibe les lésions ostéolytiques via la modulation de l'ostéoclastogenèse et de l'expression de son inhibiteur, l’OPG. A l'inverse, l'expression de ERRalpha stimule la formation de lésions lytiques induites par les cellules de cancer de la prostate en induisant l'expression du TGF-beta, de MCP-1 et de la cathépsine K, tout en induisant des zones de formation osseuse via la régulation de l'expression de l'OPG, de l’endothéline-1 et de membres de la famille Wnt. Ces résultats confirment la valeur de facteur de mauvais pronostic de ERRalpha dans la tumeur primaire. De plus, ils révèlent, pour la première fois, son implication dans le développement des métastases osseuses et suggèrent une dualité fonctionnelle de ERRalpha, comme inhibiteur et stimulateur du développement des métastases osseuses du cancer du sein et de la prostate, respectivement. Ces résultats suggèrent des mécanismes d'action différents pouvant dépendre des cellules tumorales mais aussi du microenvironnement et du statut hormonal / Breast cancer and prostate cancer patients, often developed bone metastases. As ERRalpha, an orphan nuclear receptor, is involved in bone physiology and is considered as a bad prognosis factor in breast and prostate cancer, we hypothesize that it can be implicated in bone metastasis development that derived from breast and prostate cancers. While we found that, in both cases, ERRalpha stimulates the development of the primary tumor through regulation of angiogenesis and VEGF expression, we show that ERRalpha inhibits osteolytic lesions from breast cancer cells via the regulation of osteoclastogenesis and OPG expression. On the other side ERRalpha stimulates osteolytic lesions from prostate cancer through regulation of TGFbeta, MCP-1 and cathepsin K expression while inducing new bone formation combine with OPG, endothelin-1, and Wnts regulation. All together, our results confirmed ERRalpha as a bad prognosis factor in breast and prostate primary tumors. They also show a dual function of ERRalpha in bone metastasis development as an inhibitor and a stimulator of bone metastasis derived from breast and prostate cancer respectively which suggest different ERRalpha mechanisms that may depend of cancer cells but also of the microenvironment and hormonal status

L’excès de poids est un facteur de risque reconnu de cancer du sein après la ménopause, et les études tendent à montrer qu’il s’agit aussi d’un facteur de mauvais pronostic chez les femmes ayant eu un cancer du sein. Cependant, peu d’études ont caractérisé le type d’obésité impliqué dans ces associations, ainsi que l’impact de l’historique d’évolution de la corpulence. De plus, alors que le rôle de certains mécanismes impliqués dans ces associations est connu, le rôle d’autres dérèglements fréquemment associés à un excès d’adiposité, comme les dérèglements du métabolisme lipidique, est mal connu.Nous avons utilisé les données de la cohorte E3N, incluant 98995 femmes nées entre 1925 et 1950 et suivies depuis 1990, afin d’étudier les associations de différentes mesures de la corpulence avant diagnostic, ainsi que de la corpulence de l’enfance à l’âge adulte avec la survie chez les femmes ayant eu un cancer du sein. De plus, à partir d’une étude cas-témoin nichée dans la cohorte, nous avons évalué les associations entre lipides sériques et cancer du sein (risque et survie).Nous avons mis en évidence une association entre un tour de hanche élevé avant diagnostic et la survie après cancer du sein. Une corpulence croissante au cours de la vie a également été associée à une moins bonne survie. En revanche, les lipides sériques n’étaient pas associés avec le risque de cancer du sein ou la survie après cancer du sein.Ce travail souligne donc l’importance de limiter au maximum, tout au long de la vie, l’excès d’adiposité, ainsi que la nécessité de mieux caractériser les mécanismes impliqués dans les associations entre excès de poids et survie après cancer du sein. / Excess adiposity is a known risk factor for postmenopausal breast cancer and studies suggest that excess adiposity is also associated with a poor breast cancer survival. However, only few studies have characterized the type of adiposity involved in these associations, as well as the influence of body size changes during life. In addition, despite the fact that several biological mechanisms have been suggested to explain the obesity-cancer relationship, the influence of other metabolic changes frequently associated with excess adiposity, such as dysregulation of lipid metabolism, is not established.Using data from the E3N cohort study, which includes 98 995 women born between 1925 and 1950 and followed since 1990, we studied the associations between several measures of prediagnosis adiposity, as well as body size at several periods in life and body size changes, and survival after breast cancer. Lastly, we focused on the associations between several serum markers of lipid metabolism and risk and survival after breast cancer, in a case-control study nested within the cohort.A higher prediagnosis hip circumference and an increase in lifetime body size were both associated with a poor breast cancer survival. On the contrary, serum lipids were not associated with breast cancer risk or survival.Together, those results underline the necessity of reducing excess adiposity over the life course as much as possible and of a better understanding of the biological mechanisms underlying the obesity-breast cancer survival relationship.

Parmi les sous-types moléculaires de cancers du sein, le cancer du sein triple-négatif (TNBC) est caractérisé par un très mauvais pronostic et ne bénéficie actuellement d’aucune thérapie ciblée efficace. Dans ce projet, nous avons analysé le profil de certaines altérations oncogéniques dans les tumeurs TNBC et évalué le potentiel thérapeutique de leur ciblage à l’aide des modèles de xénogreffes (PDX).Nous avons d'abord démontré que le récepteur à activité tyrosine kinase RET est surexprimé dans une sous-population de tumeurs du sein TN et HER2+. Le ciblage de RET par son inhibiteur Vandetanib a été testé in vivo dans trois modèles de PDX TNBC et un modèle de PDX HER2+ caractérisés par des niveaux différents d’expression de RET et d’EGFR (les cibles principales du Vandetanib). Le Vandetanib a induit une régression tumorale dans les trois modèles de PDX surexprimant RET ou EGFR. L’effet du Vandetanib a été associé à une inhibition de la voie MAPK, une inhibition de l'angiogenèse et une induction de la nécrose.Nous avons également étudié les altérations de la voie PI3K/AKT/mTOR dans une large série de PDX de cancers du sein incluant des PDX TNBC. La voie PI3K/AKT/mTOR a été trouvée activée dans le cancer du sein triple-négatif. L’altération principalement retrouvée dans cette voie est la perte des deux suppresseurs de la voie, PTEN et/ou INPP4B. Sept des quinze modèles de PDX triple-négatifs testés ont montré une réponse à l’Everolimus. L'analyse des tumeurs traitées a montré que la phosphorylation post-traitement d’AKT est significativement plus fréquente dans les modèles répondeurs par rapport aux non-répondeurs. En conclusion, mon travail de thèse a permis de montrer que le Vandetanib et l'Everolimus pourraient être efficaces pour traiter le cancer du sein triple-négatif. Des études complémentaires sont nécessaires pour valider les biomarqueurs prédictifs de réponse à ces deux thérapies ciblées. / Among breast cancer subtypes, Triple-negative breast cancer (TNBC) has a very poor prognosis. There are currently no known targeted therapies for this subgroup of patients. In this project, we analyzed the profile of certain oncogenic alterations in the TN tumors and evaluated in vivo the therapeutic potential of targeting these alterations in TNBC.We first demonstrated that the tyrosine kinase receptor RET is overexpressed in a subset of TN and HER2+ tumors. Targeting RET by his inhibitor Vandetanib was tested in vivo in three PDX models of TNBC and one model of HER2+ BC with different expression levels of RET and EGFR. Vandetanib induced tumor regression in the three PDX models with high expression of RET or EGFR. Vandetanib effect was associated with inhibition of MAPK pathway, inhibition of angiogenesis and induction of necrosis. PI3K pathway alterations were investigated in an important number of BC PDX including TNBC PDX. PI3K pathway was shown to be activated in TNBC PDX possibly by the loss of the two pathway suppressors, PTEN and/or INPP4B. Treatment by Everolimus induced response in seven among the fifteen TNBC PDX tested. Analysis of treated tumors showed that post-treatment phosphorylation of AKT was more pronounced in responder PDX. The combination of Everolimus with chemotherapy was tested in one PDX and resulted in increased efficacy.In conclusion, in this work we showed that Vandetanib and Everolimus could be effective in treating TNBC. Further investigations are still needed to validate response related biomarkers.