ZNF217 est un oncogène codant pour un facteur de transcription de la famille Krüppel-like. Nos objectifs sont d'explorer le rôle de l'oncogène ZNF217 dans le développement de métastases du cancer du sein à tropisme osseux et la valeur pronostique ainsi que les fonctions d'une nouvelle isoforme de ZNF217. Nous avons identifié que de forts niveaux d'expression de l'ARNm de ZNF217 dans les tumeurs primitives du sein pourrait être un indicateur d'un développement ultérieur de métastases osseuses. Nous avons montré que ZNF217 est un nouvel activateur de la voie BMP et que l'inhibition de cette voie permet de reverser les propriétés métastatiques des cellules ZNF217 positives in vitro (migration, invasion et chimiotactisme vers des cellules osseuses). In vivo chez la souris, les cellules ZNF217-positives de cancer du sein développent très rapidement des métastases ostéolytiques. Dans notre deuxième axe de travail, nous avons prouvé l'existence de l'isoforme ZNF217-?E4 et montré qu'elle possède une valeur de mauvais pronostic dans le cancer du sein ER-a+. Les cellules surexprimant ZNF217-?E4 développent un phénotype encore plus agressif que les cellules possédant la forme WT (prolifération, résistance au paclitaxel), et de manière intéressante, ZNF217-?E4 semble jouer un rôle de régulateur de l'expression de ZNF217-WT. En conclusion, ZNF217 et/ou la voie BMP pourraient représenter des cibles thérapeutiques dans le traitement des cancers du sein ZNF217-positif / ZNF217 is an oncogene encoding for a Krüppel-like transcription factor. Our aims were to explore the roles of the ZNF217 oncogene in the development of breast cancer metastases to the bone and to decipher the prognostic value and the functions of a new ZNF217 isoform. Our work identified that high ZNF217 mRNA expression levels within the primitive breast tumor could represent an indicator for future recurrence to the bone. Further in vitro experiment demonstrated that ZNF217 is a new activator of the BMP pathway and that the inhibition of this pathway could inhibit the metastatic properties of ZNF217-positive breast cancer cells in vitro (migration, invasion, chemotaxis to bone cells). In vivo in mice, ZNF217-positive breast cancer cells developed osteolytic metastases very faster. In our second axis, we have proven the existence of the ZNF217-?E4 isoform and we found that this isoform possesses a prognostic significance associated with a poor prognosis in ER-a+ breast cancer. Furthermore, cells overexpressing ZNF217-?E4 developed a more aggressive phenotype than cells overexpressing ZNF217-WT (proliferation, paclitaxel resistance). Interestingly, ZNF217-?E4 seems to play a regulatory role regarding ZNF217-WT expression. In conclusion, ZNF217 and/or the BMP pathway could represent potential therapeutical targets in the management of ZNF217 positive breast cancer

La migration des cellules tumorales à travers la matrice extracellulaire dépend de l'activité d'une métalloprotéase matricielle, MT1-MMP, ancrée à la membrane plasmique. MT1-MMP accumule aux invadopodes, des protrusions membranaires à base d'actine responsables de la dégradation de la matrice. La petite protéine G ARF6 est impliquée dans la régulation du trafic membranaire et dans le remodelage du cytosquelette d'actine. Dans mon travail de thèse, j'ai montré qu'ARF6 et deux de ses protéines effectrices JIP3 et JIP4, sont nécessaires à l'exocytose de MT1-MMP au niveau des invadopodes et, par conséquent, à la capacité des cellules tumorales à remodeler la matrice extracellulaire et migrer à travers un environnement matriciel tridimensionnel. ARF6, à travers son interaction avec JIP3/4, contrôle négativement l'activité du complexe dynactine/dynéine, un moteur moléculaire qui se déplace en direction du bout (-) des microtubules, et donc la clairance des endosomes MT1-MMP à partir de la périphérie cellulaire. En plus dans des échantillons humaines ARF6 est accumulée au niveau de la membrane plasmique, avec MT1-MMP, dans un sous-groupe de carcinomes mammaires agressifs, en confirmant donc l'implication d'un axe ARF6-JIP3/JIP4-MT1-MMP dans le processus invasif du cancer du sein. Dans une deuxième étude, j'ai montré que l'hyperactivation d'ARF6 induit un réarrangement important du cytosquelette d'actine à la surface ventrale des cellules tumorales mammaires et contribue à l'activation et au ciblage de Rac1 au front cellulaire. Mon travail a permis d'identifier de nouveaux mécanismes moléculaires par lesquels ARF6 contribue au programme invasif des cellules tumorales mammaires. / The ability of cancer cells to traffic through the extracellular matrix relies on the action of the membrane-anchored matrix metalloprotease MT1-MMP. MT1-MMP is exocytosed to invadopodia, the actin-based membrane protrusions responsible for matrix degradation. The small GTP-binding protein ARF6 is known to coordinate post-endocytic recycling and actin cytoskeletal organization at the plasma membrane and was shown to be up-regulated in breast cancer cells. In my PhD work I showed that ARF6 and two of its effectors JIP3 and JIP4 are required for MT1-MMP endosomes intracellular positioning and exocytosis at invadopodia and consequently for tumor cells ability to remodel the matrix and invade through a three-dimensional matrix environment. ARF6, through the interaction with JIP3/4, negatively controls the activity of the minus-end-directed microtubule motor dynactin/dynein, thus negatively regulating the clearance and inward movement of MT1-MMP endosomes from the cell periphery. In human samples ARF6 is accumulated at the plasma membrane, together with MT1-MMP, in a subset of highly aggressive breast carcinomas, thus corroborating the ARF6-JIP3/JIP4-MT1-MMP axis in breast cancer invasion. In a second study I addressed the contribution of ARF6 activation on actin cytoskeleton remodeling in breast cancer cells. ARF6 links epidermal growth factor receptor signaling to Rac1 activation and targeting to the leading edge where it activates the SCAR/WAVE complex and regulates ventral actin polymerization during lamellipodia extension. Collectively my work identifies novel molecular mechanisms through which ARF6 contributes to the invasive program of breast tumor cells

Le cancer du sein représente un problème de santé publique. Les efforts déployés pour définir de nouvelles stratégies thérapeutiques ont mis en lumière les mécanismes développés par la tumeur pour inhiber l'instauration d'une réponse immune adaptative efficace. La tumeur favorise la mise en place d'une immunosubversion, caractériisée par la fort infiltration d'une sous-population de lymphocytes T CD4 régulateurs (Treg). Les Treg jouent un rôle central dans les mécanismes de contrôle de réactions pro-inflammatoires et protègent contre le développement de pathologies auto-immunes. Nous avons observé que le Treg sont recrutés spécéfiquement dans l'environnement tumoral via l'axe de chimiotactisme CCR4/CCL22 suite à la détetion des cellules transformées par les NK et les macrophages. D'autre part, plusieurs publications récentes démontrent un rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) dans l'indcution de Treg chez l'homme et la souris. Nos observations montrent que des facteurs solubles sécrétés dans l'environnement tumoral inhibent la fonction clef des pDC, ce qui favorise fortement leur capacité à induire l'expansion de Treg et de T CD4 prodcuteur d'IL-10. Ces cellules T immunosuppressives expriment fortement le récepteur de co-simulation ICOS, prolifèrent in situ, exercent un important pouvoir supresseur sur les autres popuylations T et leur présence est associées à un impact péjoratif sur la survie des patientes. Par l'utilisation de l'Ac bloquant anti-COS 314.8 nous avons démontré le rôle essentiel d'ICOS dans la prolifération des Treg et l'induction de T CD4 sécréteurs d'IL-10 par les pDC dasn les tumeurs, offrant la perspective d'une nouvelle immunothérapie visant à éradqiuer les Treg intra-tumoraux. / Tumor immunosbversion favors disease progression and is mediated by increased IL-10 secretion, reduced type-I IFN production and regulatory T cell (Treg) accumulation among CD4+ T cell in breast tumor. We showed that the presence of high number of both Treg and/or plasmacytoid DC (pDC) a subpopulation of antigen presenting celles correlates with poor prognosis in breast carcinoma. We previoously demonstrated that CCR4+ Treg are recruited from the periphery trough CCL22 production by breast tumor cells. Tumor-asssociated Treg (Ta-Treg) are highly activated (GITRhighHDLA-DRhighCD39high), show a selective expression of high levels of ICOS and proliferate in situ (Ki-67+). Tumor associated (Ta-) pDC express a partially activated phenotype but their type-1 interferon (IFN) production is strongly impaired in human tumors. pDc secretion of type-I IFN is linked to their capacity to induce anti-viral and anti-tumor immunity in mice models. We shown that 1) Ta-Treg and Ta-pDC colocalize in breast tumor section and 2) TapDC favor Ta-Treg proliferation and IL-10 secretion by CD4+ T cells in absence of type-I IFN. Ogf importance, targeting ICOS with a neutralizing antibody suppresses Ta-Treg proliferation as well as IL-10 secretion inpDC/CD4+ T cell co-culture, demonstrationg a riole of ICOS-ICOS-L interaction in Ta-Treg proliferation mediated by Ta-pDC. At the end, we report that high ICOS expression in breast tumor sections is associated with reduced patient's overall and disease free survival. Altogether these observations suggest that ICOS in breat cancer may represent a therapeutic target to restore anti-tumor immunity

Les lymphocytes T Vγ9Vδ2 sont impliqués dans la réponse immunitaire contre de nombreux pathogènes et contre les cellules tumorales. Ils reconnaissent des antigènes solubles, non peptidiques, ayant une faible masse moléculaire, qui sont appelés phosphoantigènes. Dans ce contexte, l’isopentenyl pyrophosphate (IPP) et un métabolite de l’ATP (ApppI) sont des phosphoantigènes qui s’accumulent dans les cellules suite à l’inhibition par les amino-bisphosphonates de l’activité d’une enzyme clé de la voie du mévalonate, la farnesyl pyrophosphate synthase (FPPS). Les bisphosphonates sont utilisés en clinique dans le traitement et la prévention des complications liées aux ostéolyses malignes. Les études pré-cliniques montrent que les bisphosphonates (et en particulier les amino-bisphosphonates) ont également une activité anti-tumorale qui peut être directe et/ou indirecte. Ils peuvent bloquer différentes fonctions des cellules tumorales (adhésion, invasion, prolifération) en inhibant l’activité de la FPPS. Ils agissent aussi sur les cellules endothéliales et inhibent l’angiogenèse tumorale. Les amino-bisphosphonates activent aussi l’activité cytotoxique des lymphocytes T Vγ9Vδ2 vis-à-vis des cellules tumorales. Les mécanismes moléculaires sous-jacents responsables de cette activation sont par contre méconnus. Les travaux réalisés dans cette thèse montrent tout d’abord que les aminobisphosphonates (zolédronate et risédronate) induisent l’accumulation d’IPP et d’ApppI dans différentes lignées humaines de cancer du sein et qu’il existe une corrélation entre le niveau de production d’IPP/ApppI et la capacité des lymphocytes T Vγ9Vδ2 à détruire ces cellules tumorales in vitro. Nous avons ensuite montré que le traitement de souris immunodéficientes NOD-SCID avec des aminobisphosphonates stimule la différenciation des lymphocytes T Vγ9Vδ2 humains à partir des cellules du sang périphérique lorsque celles-ci sont injectées par voie intrapéritonéale aux animaux. Par ailleurs, ces lymphocytes T vont ensuite venir infiltrer des tumeurs mammaires sous-cutanées qui ont été préalablement greffées chez les animaux traités. Cette infiltration lymphocytaire survient uniquement lorsque les tumeurs produisent de l’IPP/ApppI. Il en résulte alors une régression des tumeurs chez les souris NOD-SCID. L’infiltration des tumeurs par les lymphocytes T Vγ9Vδ2 humains s’explique par le fait que l’IPP et l’ApppI stimulent la migration des lymphocytes T. Les lymphocytes T Vγ9Vδ2 interagissent alors avec les cellules tumorales par le biais de mécanismes faisant intervenir ICAM-1, puis les lymphocytes sécrètent des facteurs (interféron γ, perforine) qui sont cytotoxiques pour les cellules tumorales. L’ensemble de nos travaux montre donc que les amino-bisphosphonates pourraient être utilisés en immunothérapie dans le traitement des cancers du sein. / Vγδ9Vδ2 T lymphocytes are involved in the immune response against several pathogens and tumoral cells. They recognize non-peptidic, low molecular weight soluble antigens, so called phosphoantigens. In this context, isopentenyl pyrophosphate (IPP) and a metabolite of ATP (ApppI) are phosphoantigens which accumulate in many cells following the inhibition by amino-bisphosphonates of farnesyl pyrophosphate synthase (FPPS), a key enzyme in the mevalonate pathway. Bisphosphonates are commonly used in the clinic for the treatment and prevention of complications associated with malignant osteolysis. Preclinical studies demonstrate that bisphosphonates (in particular amino-bisphosphonates) also have direct and indirect anti-tumor activity. They are able to block different functions in tumor cells, such as adhesion, invasion and proliferation, by inhibiting FPPS activity. Bisphosphonates also act on endothelial cells and inhibit tumor angiogenesis. Amino-bisphosphonates also activate the cytotoxic activity of Vγδ9Vδ2 T lymphocytes against tumor cells. However, the underlying molecular mechanisms responsible for this activation are still unknown. In the present thesis, we first demonstrate that amino-bisphosphonates (e.g. zoledronate and risedronate) induce the accumulation of IPP and ApppI in different human breast cancer cell lines and that a correlation exists between the levels of IPP/ApppI production and the capacity of Vγδ9Vδ2 T lymphocytes to destroy tumor cells in vitro. We then demonstrate that the treatment of immunodeficient NOD-SCID mice with amino-bisphosphonates stimulates the differentiation of Vγδ9Vδ2 T lymphocytes from human peripheral blood mononuclear cells injected intraperitoneally in animals. Following their expansion, the T lymphocytes are then able to infiltrate subcutaneous mammary tumors, which were grafted in treated animals. This infiltration of γδ T lymphocytes arises only when the tumors produce IPP/ApppI, resulting in the regression of tumor growth in NOD-SCID mice. The infiltration of tumors by human Vγδ9Vδ2 T lymphocytes is explained by the capacity of IPP and ApppI to stimulate the migration of γδ T lymphocytes. Vγδ9Vδ2 T lymphocytes then interact with tumor cells through a mechanism involving ICAM-I and several secretion factors (i.e. interferon γ, perforine) which are cytotoxic for tumor cells. Thus, our work demonstrates that amino-bisphosphonates could be useful for breast cancer immunotherapy.

Cette recherche s'inscrit dans la perspective générale de mieux comprendre les déterminants sociaux de retard ou de non participation aux dépistages des cancers gynécologiques des femmes. Par déterminants sociaux nous entendons les dimensions sociodémographiques et psychosociales des femmes pouvant avoir un impact sur cette participation. Nous nous sommes en effet particulièrement intéressés à l'impact de l'origine migratoire des femmes de l'agglomération parisienne et à leur absence de lien social sur ce défaut de participation Ce travail a permis, à partir des données de la cohorte SIRS recueillies en 2010, de confirmer la présence d'un important gradient social relatif au défaut de participation aux dépistages des femmes interrogées mais a également permis de montrer que les femmes issues de l'immigration se situaient dans une position intermédiaire entre les femmes nées françaises de deux parents français et les femmes étrangères quant au risque de retard ou de non participation aux dépistages. Nous avons pu également montrer l'importance du soutien social dans cette participation aux dépistages. / This study inscribes itself in the general scheme of better knowing the social determinants of delayed or no lifetime participation of gynecological cancer screening. Social determinants here refer to the sociodemographic and psychosocial dimensions which can have an impact on this participation. We particularly looked at the impact of migration origin and social contact of women. Based on the data collected by the SIRS cohort study in 2010, this work leads to confirm the existence of an important social gradient with regard to the participation of women but leads to demonstrate that women of immigrant origin are in an intermediary position between French women born from two French parents and foreign women regarding the delayed or no lifetime participation on cancer screening. We also have showed the importance of social contact in this participation.

L’acide rétinoïque (AR) est le ligand des récepteurs nucléaires RAR et RXR qui agissent comme facteurs de transcription ligand-inductibles et médient ses effets biologiques. Il est connu que l’AR a des propriétés prodifférenciatrices et antiprolifératives, notamment sur les cellules de l’épithélium mammaire. Une perte de sensibilité de l’AR a toutefois été mise en évidence dans plusieurs lignées cellulaires mammaires cancéreuses, ce qui pourrait faciliter la croissance des tumeurs. Or jusqu’ici cette perte de sensibilité avait été attribuée à des défauts de la voie de signalisation de l’AR, causée par la perte de l’expression des récepteurs à l’AR dans la tumeur, bien que plusieurs lignées de cellules cancéreuses y soient tout de même très sensibles. Peu d’études se sont intéressées au rôle de la voie de synthèse de l’AR dans la transformation des cellules mammaires. En effet, l’AR est synthétisé à partir de la vitamine A, ou rétinol, son précurseur sanguin provenant de la diète. Les cellules de l’épithélium mammaire normales ont la capacité de synthétiser l’AR à partir du rétinol. Nos rapportons pour la première fois que l’épithélium mammaire est probablement le siège de la synthèse et de la signalisation de l’AR. Cela est dû, au moins en partie, à l’expression d’une enzyme de synthèse de l’AR, RALDH3, dans l’épithélium mammaire normal. Dans cette étude, nous démontrons que les cellules cancéreuses de type luminal, qui ont sensibles à l’AR (et qui expriment le récepteur des estrogènes ER, catégorie qui regroupe 75 % des tumeurs diagnostiquées) n’ont au contraire pas la capacité de sythétiser l’AR, probablement en raison d’une faible expression de RALDH3 dans les tumeurs, sous l’effet des estrogènes. Cela pourrait représenter un nouveau mécanisme favorisant la croissance des tumeurs luminales dont les cellules proliférent en présence du rétinol sanguin. RALDH1, une autre enzyme de la voie de synthèse de l’AR, et qui partage 70 % d’identité de séquence avec RALDH3, est un marqueur de tumeurs plus agressives et de la formation de métastase. Nous montrons au contraire, que RALDH3 est un marqueur d’une moindre probabilité de développer des métastases chez les patientes atteintes d’une tumeur luminale. Cela suggère des rôles different pour ces deux enzymes dans la glande mammaire. Nos résultats indiquent que RALDH1 et 3 ont des propriétés enzymatiques très différentes, ce qui est en accord avec cette dernière hypothèse. Nos données suggèrent aussi que RALDH1 et 3 pourraient être des marqueurs de populations distinctes de cellules dans la glande mammaire normale. Nous proposons d’exploiter les diffèrences entre RALDH1 et 3 afin de mettre au point des méthodes de séparation des différentes population de cellules de l’épithélium mammaire ce qui pourrait aider à comprendre le rôle de la synthèse d’AR dans ce tissu. / Retinoic acid (RA) is ligand of nuclear receptors RARs and RXRs that act as ligand-inducible transcription factors and mediate its biological effects. It was shown that RA has antiproliferative and prodifferenciating properties in mammary cells. A loss of RA sensitivity was associated with increased tumorigenicity in the mammary tissue, potentially facilitating the growth of tumors. It’s believed that is was mainly due to deficiencies in the RA signaling pathway, probably caused by the loss of RAR and RXR expressions. However, some tumorigenic cell lines were still reported to be RA sensitive. The role of RA synthesis in mammary tumorigenesis has been poorly characterized. RA is synthezised in target tissues from vitamin A (retinol) its precursor in blood. It was shown that mammary epithelial cells were able to synthesize RA from retinol in vitro. We show here for the first time that RALDH3, an enzyme involved in RA synthesis, is probably responsible for RA synthesis in normal mammary epithelial cells. Our result suggest that luminal cancer cells (that express ER and represent 75 % of breast tumors) have a very low capacity of RA synthesis, probably due to a low estrogen-mediated RALDH3 expression. It might represent a new mechanism of estrogen-driven tumorigenenesis allowing RA senstive tumors to proliferate in the presence of retinol in the blood. It was suggested that RALDH1, an other enzyme of the RA synthesis pathway that shares 70 % of identity with RALDH3, is a marker of mammary stem cells, of more agressive tumors and higher occurance of metastasis. We shown that unlinke RALDH1, RALDH3 is a marker of a lower occurance of metastasis and probably a marker of differentiation, suggesting different roles in the mammary gland for these 2 enzymes. This is in good agreement with our results showing that they have very different enzymatic properties. All together our data suggest that RALDH1 and 3 might be markers of different populations of cells of in the mammary epithelium. We propose to use the differences between RALDH1 and 3 to rationally develop methods and tools to separate and isolate RALDH1- and 3-expressing cells that would help the understand the role of RA synthesis in the mammary gland.

Les rétinoïdes sont utilisés dans le traitement d’une variété de tumeurs malignes et lésions précancéreuses. Leurs effets dans des lignées cellulaires dérivées de tumeurs solides tel que le cancer du sein ont été étudiés extensivement. Cependant, les bénéfices dans le cancer du sein restent à date peu clairs. Ceci est probablement du à l’hétérogénéité des tumeurs mammaires et la réponse très variable aux effets antiprolifératifs de l’acide rétinoïque. Dans les lignées cellulaires cancéreuses mammaires, la réponse l’AR est fortement corrélée au niveau d’expression du récepteur aux estrogènes alpha (ERα), qui régule l’expression du gène qui encode le récepteur à l’acide rétinoïque alpha, RARA. Malgré cela, certaines lignées cellulaires ER-négatives, comme la lignée HER2-positive SK-BR-3, ont été décrites comme étant sensibles à l’AR. Dans le Chapter 2: de cette thèse, nous avons étudié les mécanismes de la signalisation ER-dépendante et ER-indépendante dans les cellules cancéreuses mammaires. Nous avons utilisé des lignées ER-négatives et ER-positives pour démontrer qu’une partie de la réponse à l’AR est indépendante de la signalisation par ER. Nous avons identifié plusieurs gènes cibles primaires de l’AR qui ont des effets similaires à l’AR quand ils sont surexprimés dans des cellules mammaires cancéreuses. Cette étude apporte une meilleure compréhension des mécanismes complexes qui mènent à l’arrêt de croissance induit par l’AR dans les cellules cancéreuses mammaires. Dans le Chapitre 3, nous avons regardé plus en détails la signalisation ER-indépendante par l’AR dans des cellules ayant une amplification des gènes HER2 et RARA et nous avons identifié une synergie entre l’AR et le Herceptin dans ces cellules. Nous proposons que les gènes FOXO jouent une rôle dans cette synergie. Les cellules SK BR 3, ayant une coamplification HER2/RARA, pourraient représenter une classe de tumeurs qui pourraient bénéficier d’un traitement avec des rétinoïdes, en augmentent la réponse au Herceptin et potentiellement en réduisant la résistance au Herceptin. En conclusion, les données présentées dans cette thèse aident à mieux comprendre les mécanismes menant à l’arrêt de croissance induit par l’AR dans les cellules cancéreuses mammaires et fournissent une application potentielle pour l’utilisation de l’AR dans le traitement du cancer du sein. / Retinoids are being used in the treatment of several malignancies and precancerous lesions. Their effects on cell lines derived from solid tumors, such as breast cancer, have also been described extensively. Their benefit in breast cancer, however, remains unclear. This might be because of the high levels of heterogeneity of breast tumors and the very variable response to the antiproliferative effects of retinoic acid. In mammary tumor cell lines, the response to retinoic acid is highly correlated with the expression of the estrogen receptor alpha (ERα), which regulates the expression of the retinoic acid receptor alpha gene RARA. However, some ER-negative cell lines, such as the HER2 positive SK-BR-3 cell line, have been reported to be RA-sensitive. In Chapter 2: of this thesis we have investigated the mechanisms of ER-dependent and ER-independent RA signaling in breast cancer cells. Using ER-positive and ER-negative cell lines, we show that part of the response to RA is independent of ER signaling. Several direct retinoic acid targets were identified that could mimic antiproliferative effects of retinoic acid when overexpressed in breast cancer cells. This study has provided better insight in the complex mechanisms that lead to RA-induced growth arrest in breast cancer cells. In Chapter 3: we looked further into the ER-independent RA signaling in HER2/RARA-amplified cells and identified a synergy between RA and Herceptin in these cells. We propose a role for FOXOs in mediating this synergy. HER2/RARA coamplified breast tumors might represent a subclass of tumors that could benefit from retinoid treatment, both increase antitumor effects of Herceptin, as well as in potentially reducing Herceptin resistance. In conclusion, data presented in this thesis give better insight in the mechanisms of RA induced growth arrest in breast cancer cells and provide a potential application of retinoids in a subset of breast tumors.

Les compléments alimentaires sont de plus en plus consommés en France depuis le début des années 2000. Cependant, l’effet de la prise de compléments alimentaires sur la santé, notamment à long terme, n’est pas clairement établi. Les compléments en vitamine D et en vitamine C font partie des compléments les plus consommés en France, et à des doses généralement beaucoup plus élevées que celles apportées par l’alimentation. Plusieurs études expérimentales suggèrent que la vitamine D et la vitamine C pourraient avoir une influence sur le risque de cancer du sein, le cancer actuellement le plus fréquent chez la femme dans le monde. Cependant, les études épidémiologiques disponibles ne permettent pas de conclure sur cette relation. L’objectif de cette thèse était d’étudier la relation entre prise de complément en vitamine D ou vitamine C et risque de cancer du sein dans la cohorte E3N à partir de données répétées sur la prise de complément alimentaire, et d’étudier si cette relation pourrait être influencée par l’ancienneté de la prise de complément alimentaire et par de potentielles interactions avec certains facteurs spécifiques liés au mode de vie. La prise de compléments alimentaires a été estimée à partir de plus de 55 000 femmes ménopausées de la cohorte E3N suivies entre 1995 et 2008. Nous avons observé que le prise de complément en vitamine D pourrait réduire l’augmentation de risque de cancer du sein associée à la prise de traitement hormonal de la ménopause, mais pourrait être délétère chez les femmes n’ayant jamais utilisé de traitement hormonal de la ménopause et n’étant pas en surpoids, et donc étant peu exposées aux hormones. Concernant la prise de complément en vitamine C, nous avons observé une augmentation de risque chez les femmes ayant déjà des apports alimentaires en vitamine C élevés. Nos résultats ont un impact potentiel en termes de santé publique, mais devront d’abord être confirmés par des études ayant des données répétées et quantitatives sur la prise de compléments alimentaires. Cependant, ces résultats appellent à la prudence quant à l’utilisation de compléments alimentaires tels que la vitamine C en l’absence de déficience nutritionnelle avérée. / The use of dietary supplements has been steadily increasing since the early 2000s. However, little is known on the effect, especially the long-term effect, of dietary supplement use on health. Single vitamin D and vitamin C supplements are widely consumed in France, at doses that generally largely exceed dietary intakes. Experimental studies have suggested potential effects of vitamin D and vitamin C on breast cancer risk, the currently most common cancer in women worldwide. However, data from epidemiologic studies are still inconclusive. The objective of this project was to investigate the relationship between vitamin D or vitamin C supplement use and breast cancer risk in the E3N cohort using regularly updated data on dietary supplement use, and to investigate a potential effect modification by recency of dietary supplement use and by other specific lifestyle factors. The use of dietary supplements has been estimated using data collected from 55 000 postmenopausal women of the E3N cohort followed between 1995 and 2008. We observed that vitamin D supplement use could reduce the increased risk of breast cancer associated with menopausal hormone therapy use, but could be associated with an increased breast cancer risk in women with low hormonal exposure, i.e. women who never used menopausal hormone therapy and are not overweight. Concerning vitamin C supplement use, we observed an increased risk of breast cancer in women who already had high dietary vitamin C intakes. Our results have a potential public health impact, but must be first confirmed by further studies with repeated and quantitative data on dietary supplement use. However, caution can already be advocated towards using dietary supplements such as vitamin C in the absence of clear deficiency in these nutrients.

Les mutations héréditaires dans le gène BRCA2 sont associées à une forte susceptibilité au développement du cancer du sein et de l’ovaire. La protéine suppresseur de tumeur BRCA2 est essentielle pour préserver l’intégrité des chromosomes après endommagement de l’ADN. BRCA2 est impliquée dans la recombinaison homologue (RH), une voie fiable de réparation des cassures de l’ADN. BRCA2 exerce aussi un rôle pendant la mitose afin d’assurer un point de contrôle et une division cellulaire correcte. Bien que le rôle de BRCA2 dans la RH soit bien établi, la littérature décrive une restauration partielle de la fonction de RH dans des cellules ne possédant pas le site de liaison à l’ADN en C-terminal (CT-DBD), ce que nous a encouragé à voir s’il existait un domaine secondaire de liaison à l'ADN. L'analyse in silico a révélé un domaine zf-PARP putatif dans la région N-terminale. Normalement, ce type de domaine s’associe à l’ADN, ce que nous a porté à l’examiner. En utilisant des fragments purifiés de la partie N-terminale comprenant le site putatif dans des analyses de changements de mobilité électrophorétique, nous avons montré une activité de liaison à l’ADN. En comparaison avec le CT-DBD canonique, le site de liaison à l’ADN en N-terminal (NT-DBD) manifeste une affinité plus forte pour divers substrats et contrairement du CT-DBD il est capable de s’associer à l’ADN à double brin. En utilisant des tests d’échange de brin, nous avons également montré que le NT-DBD peut stimuler la fonction de recombinaison de RAD51. De plus, des variantes faux-sens dans le NT-DBD trouvé chez les patients atteints de cancer du sein ont montré une activité réduite d’association à l’ADN et une stimulation diminuée de l’activité de RAD51 ce qui implique que ces amino-acides sont importants pour les deux fonctions. Ce travail révèle un nouveau sitede liaison à l’ADN, ce qui contrairement au CT-DBD est capable de s’associer à l’ADN double-bras(db) et stimuler l’activité de recombinaison de RAD51. Nous proposons que le NT-DBD positionne RAD51 à la jonction entre ADNdb et ADNsb, ce qui facilite le chargement de RAD51 sur l’ADN recouvert de RPA. Cette activité pourrait promouvoir la RH pendant la réparation des cassures de l’ADN (von Nicolai, C et al., 2016, under revision).Afin de définir la prévalence des mutations de NT-DBD pour la prédisposition au cancer, nous avons sélectionné des variants faux-sens non-classifiés (variants of unknown clinical significance), identifiés dans des familles à risque élevé de développer un cancer du sein. Nous avons effectué des tests afin d’étudier l’impact de ces variants sur la fonction de BRCA2 dans la RH et la mitose. Certains de ces variants ont conduit à une hypersensibilité aux agents endommageant l’ADN et aux inhibiteurs de PARP, caractéristique d’une RH défectueuse alors qu’un de ces variants était compétent pour la réparation. Tous les variants ont induit une duplication normale des centrosomes, mais la cytokinèse était défectueuse. Ce phénotype suggère un défaut dans la formation du midbody et de l’abscission. Cette étude aidera à classifier les VUS dans le NT-DBD et facilitera la consultation génétique pour des individus. BRCA2 est un médiateur de la RH dépendante de RAD51. Son homologue méiotique, DMC1, partage structure et fonction similaire et s’associe à BRCA2. Néanmoins, la pertinence fonctionnelle de cette interaction reste élusive. Nous avons montré que BRCA2 interagit avec DMC1 au travers des répétitions BRC et promeut la formation de molécules d'adhérence. Cet effet stimulant est dû au renforcement de la liaison de DMC1 à l’ADN. BRCA2 complet et fonctionnel était surtout capable de stimuler l’activité d’échange de brin de DMC1, ce qui confirme les résultats obtenus avec les répétitions BRC. Nos résultats identifient BRCA2 comme une protéine de médiation de la recombinaison méiotique et renforcent le rôle des répetitions BRC dans cette fonction (Martinez, von Nicolai, et al., PNAS, 2016). / Germline mutations in the BRCA2 gene lead to high susceptibility to the development of breast and ovarian cancer. The tumor suppressor protein BRCA2 is essential for preserving chromosome integrity after DNA damage emerging from endogenous or exogenous sources. BRCA2 functions in Homologous Recombination (HR), the most reliable pathway to repair DNA double strand breaks. BRCA2 exerts its tumor suppressor role also at several stages during mitosis where it ensures checkpoint control and proper cell division.Although the function of BRCA2 in HR is well established, evidence from the literature describing a partial restoration of HR function in cells lacking the C-terminal DNA binding domain (CT-DBD) brought us to test the hypothesis of a secondary DNA binding domain in BRCA2.In silico analysis of the protein revealed a putative zinc finger-PARP domain in exon 10 of the N-terminal region. This type of domain usually binds DNA which prompted us to examine this activity in vitro. Using purified N-terminal fragments comprising the putative DNA binding domain in electrophoresis mobility shift assay we demonstrated the DNA binding activity of the N-terminus of BRCA2. When compared to the canonical CT-DBD, the N-terminal DNA binding domain (NT-DBD) exhibits stronger affinity for various DNA substrates and unlike the CT-DBD, it can also associate with dsDNA. Using a DNA strand exchange assay we also showed that the NT-DBD stimulates the recombination function of RAD51. In addition, BRCA2 missense variants in the NT-DBD found in breast cancer patients showed reduced dsDNA binding and decreased stimulation of RAD51 recombination activity on dsDNA/ssDNA containing substrates, implying that these residues are important for both functions. This work revealed a novel DNA binding domain in the N-terminus of BRCA2 that, in contrast to the CT-DBD, can associate with dsDNA and promote RAD51 recombination activity. We propose that the NT-DBD positions RAD51 at the ssDNA/dsDNA junction facilitating RAD51 loading onto the RPA-coated ssDNA. This activity may promote HR in DSB repair and in daughter strand gap repair (von Nicolai, C et al., 2016 submitted).To define the relevance of NT DBD on cancer predisposition, we selected several missense variants of unknown clinical significance (VUS) found in families at high risk to develop breast cancer located in this region. We used in vitro and in vivo functional assays to study the impact of the mutations on BRCA2 function in HR and mitosis. Some of the variants exhibited hypersensitivity to DNA damaging agents and PARP inhibitors, a hallmark of defective HR while one variant was proficient in repair. All variants showed normal centrosome duplication, but exhibited delayed or failed cytokinesis. This phenotype suggests a defect of the variants in midbody formation and abscission as a consequence of impaired BRCA2 function. It remains to be established if the defects in HR and cytokinesis are related. In the future, this study will help to classify VUS in the NT-DBD and facilitate genetic counselling of individuals carrying these mutations.BRCA2 is a mediator protein in RAD51-dependent HR. Its meiotic counterpart, DMC1, shares similar structure and function and binds BRCA2. However, the functional relevance of this interaction remained elusive. In this work, we showed that through the BRC repeats, BRCA2 interacts with DMC1 and promotes joint molecule formation. This stimulatory effect is due to the enhancement of DMC1 assembly on ssDNA. Importantly, full-length BRCA2 also stimulated the DNA strand exchange activity of DMC1, confirming the results with the isolated BRC repeats. Our results identify BRCA2 as a mediator of meiotic recombination and underline the role of the BRC repeats on this function (Martinez, von Nicolai, et al., 2016, PNAS).

Depuis son émergence, la médecine nucléaire ne cesse d’évoluer. A la fois diagnostique et thérapeutique, elle occupe une place importante dans la stratégie médicale moderne. L’imagerie nucléaire consiste après injection au patient d’un radiotraceur, à détecter le rayonnement émis. Elle donne accès quantitativement à la fonctionnalité des organes ou à la localisation de structures cibles telles que des lésions tumorales. Cette imagerie a naturellement intégré les procédures chirurgicales en particulier en cancérologie (en pré et per opératoire). On parle de chirurgie radioguidée. Cette dernière permet de localiser lors du geste chirurgical les structures radiomarquées devant être retirées.Les avancées technologiques au niveau des radiopharmaceutiques et en instrumentation sont à l’origine de nouvelles stratégies de radioguidages pouvant cibler de petites structures. L’imagerie par rayonnement gamma reste la plus répandue et la mieux adaptée. On assiste au développement de dispositifs d’imagerie gamma portables miniaturisés permettant un contrôle visuel en per opératoire. Ces dispositifs sont prometteurs mais doivent être évalués.Un état des lieux des différentes procédures en chirurgie radioguidée et des imageurs utilisés en clinique est réalisé dans cette thèse.Le laboratoire Imagerie et Modélisation en Neurobiologie et Cancérologie (UMR 8165) développe de longue date de nouvelles approches de détection miniaturisée pour les différents types de rayonnement. Parmi celles-ci le prototype de deuxième génération appelé TReCam.Cette mini gamma caméra présente un champ de vue de 4,9 x 4,9 cm2 et intègre des technologies d’imagerie directement issues de la physique des particules. Elle est formée d’un collimateur à trous parallèles, d’un scintillateur continu LaBr3 (Ce) lu par un photomultiplicateur multi-anode et son électronique. Le système d’acquisition donne au chirurgien un affichage en temps réel de l’image radioactive.Ce travail de thèse a consisté également à évaluer la place des imageurs portables en chirurgie radioguidée, en particulier mammaire, à travers l’évaluation de la procédure SNOLL (repérage par marquage ɣ de la tumeur (T) et des ganglions sentinelles (GS)) avec TreCam. Il a reposé sur trois parties.Un premier volet a visé l’optimisation des performances de TReCam pour favoriser la localisation de structures peu radioactives dans des temps d’exposition de l’ordre de la dizaine de secondes. Pour ce faire, différentes stratégies d’optimisation des performances ont été mises en place au niveau du collimateur, de l’électronique et des algorithmes de traitement (dont réseaux de neurones) pour améliorer l’homogénéité de la détection.Le deuxième volet visait à objectiver les performances cliniques de TReCam pour la procédure SNOLL et situer les limites de son exploitation. A l’aide de simulations menées sur la plateforme GATE et modélisant la scène opératoire au plus près de la réalité clinique, nous avons montré que TreCam peut détecter des GS jusqu’à 4,5 cm de profondeur et situé à 4 cm de la T. L’impact du temps de pose n’est pas important. Par contre, le choix de la bonne fenêtre en énergie est primordial.Enfin, le troisième volet concrétise l’ambition interdisciplinaire de cette thèse. Il est consacré à l’évaluation clinique de TReCam à travers l’étude de son apport à la procédure SNOLL mammaire. Cette étude prospective interventionnelle incluant de 47 patientes (22 procédures SNOLL utilisant TReCam aux différents temps de la procédure et 25 procédures SNOLL standard). Les résultats ont montré un intérêt qualitatif à l’utilisation de TReCam en apportant un confort visuel lors de la procédure en complément de la sonde monopixel.Ce travail a montré l’intérêt de tels imageurs en chirurgie radioguidée mais aussi situé leurs limites actuelles. Des efforts de développement doivent être poursuivis tant au niveau des détecteurs qu’au niveau des radiopharmaceutiques utilisés pour le repérage. / Since its emergence in the middle of the twentieth century, nuclear medicine continues to evolve. At the same time diagnostic and therapeutic, it occupies an increasingly important place in the modern medical strategy. Nuclear imaging consists of injecting the patient with a radio-tracer to detect the radiation emitted. It provides quantitative access to the functionality of organs or the location of target structures such as tumor lesions. This imaging has been naturally integrated into surgical procedures, particularly in oncology (preoperatively and then intraoperatively). It is called radio-guided surgery. It makes possible to locate the radioactive target which will be removed during surgery.Technological advances in radiopharmaceutical instrumentation are driving new strategies that can target small structures. Gamma-ray imaging remains the most widespread and the most suitable. We are witnessing the development of miniaturized portable gamma imaging devices that allow visual control during surgery. These devices are promising but need to be evaluated.A short state-of-the-art of the various procedures in radioguided surgery and imagers used clinically is carried out in this thesis.For many years, the Imaging and Modeling in Neurobiology and Oncology Laboratory (UMR 8165) has been developing new miniaturized detection approaches for different types of radiation. Among them is the second-generation prototype called TReCam.This mini gamma camera has a field of view of 4.9 x 4.9 cm2 and integrates imaging technologies directly from particle physics. It consists of a collimator with parallel holes, a continuous scintillator LaBr3 (Ce) read by a multi-anode photomultiplier (PSPMT) and its electronics. The acquisition system gives the surgeon a real-time display of the radioactive image.This thesis work also consisted in evaluating the place of portable imagers in radioguided surgery, in particular mammary surgery, through the evaluation of the SNOLL procedure (identification of the tumor (T) and the sentinel lymph nodes (GS) by γ-labeling) with TreCam. It is based on three parts.The first part aimed at optimizing the performance of TReCam to improve the localization of lowradioactive structures with exposure times of around 10 seconds. To do this, different performance optimization strategies have been implemented in the collimator, electronics and processing algorithms (including neural networks) to improve the homogeneity of the detection. These performances were compared to those of a prototype developed at IMNC and integrating a new generation of photodetectors: the SiPM.The second part aimed to objectify the clinical performance of TReCam in the SNOLL procedure and to situate the limits of its exploitation. Using simulations conducted on the GATE platform and modeling the operating scene closer to clinical reality, we have shown that TreCam can detect GS up to 4.5 cm deep and located 4 cm from the T. Impact of the exposure time is not important. On the other hand, choosing the right energy window is essential.Finally, the third part concretizes the interdisciplinary ambition of this thesis. It is devoted to clinical evaluation of TReCam through the study of its contribution to the SNOLL breast procedure. This prospective interventional study included 47 patients (22 SNOLL procedures using TReCam at different times of the procedure and 25 standard SNOLL procedures). The results showed a qualitative interest in the use of TReCam by bringing a visual comfort during the procedure and must be used in addition to the monopixel probes.This work has shown the interest of such imagers in radioguided surgery but also set their current limits. Development efforts must be pursued at the level of both detectors and radiopharmaceuticals used for tracking.