ErbB2 est un récepteur à activité tyrosine kinase dont la surexpression dans le cancer du sein est corrélée à un mauvais pronostic. Son activation induit de nombreuses voies de signalisation. L'objectif de notre travail était d'étudier le réseau de signalisation associé à la migration dépendante d'ErbB2 et de déterminer la contribution des microtubules à ce processus.ErbB2 recrute un module de signalisation qui comporte l'effecteur Memo, la GTPase RhoA, et la formine mDia1. Ce module réprime GSK3, pour permettre la localisation à la membrane plasmique d'un complexe de capture des microtubules comprenant le suppresseur de tumeur APC et la spectraplakine ACF7.La voie Memo/ACF7 est impliquée dans le chimiotactisme via la capture des microtubules ainsi que la phospholipase PLCγ1, un autre effecteur d'ErbB2 qui participe également à la capture des microtubules. Sa signalisation rejoint la voie Memo en amont de GSK3 via les PKC classiques. PLCγ1 agit aussi via aPKCζ.PI3K est également impliquée dans le chimiotactisme grâce à la stabilisation des microtubules. Elle implique l'inhibition de GSK3 et la phosphorylation de la Stathmine par la kinase PAK1.Sur la base de ces résultats, nous proposons un modèle, basé sur un processus en deux étapes. Tout d'abord, les microtubules sont capturés lors de la formation de la protrusion cellulaire. Puis, ils sont stabilisées à l'avant des cellules. Ces deux étapes sont régies par des voies de signalisation différentes qui coordonnent la capture des microtubules et la stabilité des microtubules pour contrôler la réponse chimiotactique. / ErbB2 is a receptor tyrosine kinase who's over expression in breast cancer correlates with poor prognosis. Upon activation, ErbB2 induces numerous signaling pathways. Our aim is to investigate the signaling network associated with ErbB2-driven migration and to determine the contribution of microtubules to migration.ErbB2 recruits a signaling module including the ErbB2 effector Memo, the GTPase RhoA, and the formin mDia1. It represses GSK3 activity, to allow the localization to the plasma membrane of a microtubule capture complex comprising the tumor suppressor APC and the spectraplakin ACF7.Memo/ACF7 pathway is involved in chemotaxis via microtubule capture. PLCγ1, another effector of ErbB2, also participates in microtubule capture. It joins Memo pathway via classic PKCs upstream GSK3, and also acts via aPKCζ. PI3K is involved in chemotaxis through microtubule stabilization. Our results suggested that PI3K-dependent microtubules stabilization involves inhibition of GSK3 activity and phosphorylation of Stathmin via PAK1 activity.Defects in microtubule capture/stability are closely correlated with chemotaxis disturbances and rescue of microtubules within cell protrusion re-establishes cell orientation.We propose a model based on a two-step process to explain regulation of microtubule dynamics downstream of ErbB2. First, microtubules are captured during the formation of cell protrusions. Then they are stabilized at the cell front. These two steps are governed by different signaling pathways that coordinate microtubule capture and microtubule stability to control chemotaxis.

Les métastases sont des conséquences dramatiques lors de la progression des cancers. Malgré les traitements actuels la médiane de survie de patients atteints de métastases osseuses n’est que de 24 mois. Donc l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans le traitement ou la prévention des métastases revêt un caractère crucial. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier le rôle de l’acide lysophosphatidique (LPA) et de l’autotaxine (ATX) dans la dissémination métastatique des cancers du sein. Notre laboratoire a montré que le LPA contrôle la croissance tumorale et la progression des métastases osseuses dans le contexte des cancers du sein. On sait depuis peu qu’en raison de son activité lysophospholipase D, ATX produit du LPA à partir de la lysophosphatidylcholine et contrôle les niveaux de LPA dans la circulation sanguine. ATX est une protéine sécrétée présentant des propriétés métastatiques. Les travaux présentés dans cette thèse montrent que l'expression d'ATX par les cellules tumorales contrôle les événements précoces de la dissémination métastatique des cancers du sein ainsi que le processus plus tardif de formation et de progression des métastases osseuses en agissant sur la fonction ostéoclastique. Il existe un grand nombre de récepteurs capables de transmettre l’activation cellulaire par le LPA (LPA1-6). Ce travail de thèse montre également que le niveau d’expression du récepteur LPA1 au niveau de la tumeur primaire est un facteur prédictif de la rechute métastatique chez les patientes ayant un cancer du sein. D’autre part dans un modèle animal préclinique, nous avons observé que le ciblage thérapeutique précoce de LPA1 par le DEBIO-0719 bloque efficacement la dissémination métastatique des cellules de cancer du sein. En conclusion, nos résultats montrent que le ciblage de l’axe ATX/LPA/LPA1 présente un haut potentiel thérapeutique chez des patientes atteintes d’un cancer du sein à fort risque métastatique / Metastases consist of poor disease progression for patients with cancers. Bone metastases are frequently found in multiple cancers. Despite the improvement of current therapies, the survival of bone metastasis patients is only 24 months. The aim of this work consisted in understanding the role of lysophosphatidic acid (LPA), autotaxin (ATX) and the LPA receptor LPA1 in the metastatic dissemination of breast cancers. Our laboratory showed previously that LPA produced tumor growth and the progression of osteolytic bone metastases of breast cancer cells. Due to its lysophospholipase D activity, ATX generates LPA from lysophosphatidylcholine and controls LPA levels in the blood. ATX is a secreted protein with metastatic properties. In the present thesis, we first demonstrated that ATX expressed by tumors cells controls early events of metastatic dissemination of breast cancer cells and latter bone metastases formation and progression by acting on osteoclastic function. There is a large number of receptors mediating the cellular activation of LPA (LPA1-6). This work showed additionally that the LPA1 expression level at the primary tumor site is predictive for the metastatic relapse of breast cancers. On the other hand, in a preclinical animal model, we observed that targeting LPA1 at early stage of tumor development with the DEBIO-0719 decreased efficiently the metastatic dissemination of breast cancer cells. Altogether, these results indicate that targeting the ATX/LPA/LPA1 track has a high therapeutic potential against metastasis formation for patients with breast cancer

Les cancers du sein sont divisés en sous types définis par leur histologie, leur prolifération et l’expression du récepteur aux œstrogènes ER. Notre étude porte sur le gène FOXA1 dans le sous-type luminal caractérisé par des cellules bien différenciées, peu prolifératives et exprimant fortement les protéines FOXA1 et ER. Des études suggèrent que FOXA1 est impliqué dans le développement de la glande mammaire, dans la différenciation et la prolifération des cellules mammaires. Dans ce cadre, mon projet de thèse s’articulait autour de trois points ; développer un Knock-In au niveau du gène FOXA1, identifier le rôle de FOXA1 dans la différenciation mammaire et enfin rechercher le rôle des facteurs ER et FOXA1 dans la résistance à l’hormonothérapie. De nombreux tests d’intégration ciblée ont été réalisés à l’aide de différentes matrices de recombinaison et de nucléases spécifiques, les ZFNs. Aucune intégration ciblée n’a finalement été observée. Nous avons montré qu’en fonction du contexte cellulaire, FOXA1 jouait différents rôles dans la différenciation cellulaire et l’expression de la molécule d’adhérence E-Cadhérine. Ces résultats suggèrent que FOXA1 influence l’agressivité tumorale suivant le contexte cellulaire. Nous avons également identifié une amplification d’ER et de FOXA1 dans les cellules tumorales résistantes à l’hormonothérapie par une étude génomique. Les tests in vitro ont montré que la surexpression de FOXA1 augmenterait bien la résistance au fulvestrant mais la surexpression d’ER aurait l’effet inverse, suggérant l’implication d’autres facteurs. De futures recherches nous permettront d’identifier ces facteurs et de préciser les rôles de FOXA1 et d’ER dans la différenciation luminale, l’agressivité tumorale et dans la réponse cellulaire à l’hormonothérapie / Breast cancers are divided into subtypes defined by their histology, proliferation and expression of estrogen receptor ER. Our study focuses on the FOXA1 gene in the luminal subtype characterized by well-differentiated cells, low proliferative and strongly expressing FOXA1 protein and ER. Studies suggest that FOXA1 is involved in the mammary gland development and in the differentiation and proliferation of mammary cells. In this context, my thesis project was structured around three points, develop a knock-in at the FOXA1 gene, identify the role of FOXA1 in mammary differentiation and finally explore the role of ER and FOXA1 in resistance to hormone therapy. Many targeted integration tests were performed using different matrix of recombination and specific nucleases, the ZFNs. No direct integration was finally observed. We showed that depending on the cell context, FOXA1 played different roles in cell differentiation and expression of E-cadherin, an adhesion molecule. These results suggest that FOXA1 influence tumor aggressiveness depending on the cell context. We also identified amplification of ER and FOXA1 in tumor cell resistant to hormone therapy by a genomic study. Surprisingly, in vitro tests showed that overexpression of FOXA1 increased resistance to fulvestrant whereas overexpression of ER would have the opposite effect, suggesting the involvement of other factors. Future research will allow us to identify these factors and to clarify the roles of ER and FOXA1 in luminal differentiation, tumor aggressiveness and response to hormone therapy.

Notre équipe a entrepris des travaux qui ont permis d’établir un lien causal entre la production autocrine de hGH et la stimulation des propriétés prolifératives, anti-apoptotiques, migratoires et invasives des cellules carcinomateuses mammaires humaines. Ces travaux permettent aujourd’hui de considérer l’action de la hGH autocrine comme celle d’un véritable oncogène. Mon travail de thèse s’est intéressé à comprendre les effets de la hGH autocrine dans la progression tumorale mammaire selon deux axes de recherche. Le premier étant de définir le rôle de la GH autocrine dans l’angiogenèse tumorale et le second de déterminer les interactions entre la voie de signalisation de la GH autocrine et la voie de signalisation Wnt. Nous avons démontré dans notre première étude que la production autocrine de hGH par les cellules carcinomateuses mammaires MCF7 favorise la prolifération, la survie, la migration et l’invasion des cellules micro-vasculaires endothéliales HMEC1, ainsi que leurs capacités à former des tubes in vitro. Ces effets cellulaires observés sont médiés par le GHR à exprimé sur les cellules endothéliales et sont la conséquence d’une augmentation d’expression du facteur pro-angiogénique VEGF-A. L’utilisation de l’antagoniste du VEGF-A, le bevacizumab, inhibe les effets vasculaires induits par la hGH autocrine. Ces effets retrouvés in vivo soulignent la pertinence de la production de GH autocrine par les cellules cancéreuses mammaires. Grâce à un modèle de xénogreffe de cellules carcinomateuses mammaires humaines nous avons montré que le développement soutenu de l’angiogenèse et de la lymphogenèse tumorales sont activés par la GH autocrine. La production de hGH autocrine par les cellules cancéreuses mammaires est donc un acteur de l’expansion du réseau vasculaire des cancers du sein. La voie de signalisation Wingless (Wnt) est un déterminant critique du contrôle cellulaire durant le développement mais également chez l’adulte. Nous avons démontré que la hGH autocrine stimule l’expression de différents acteurs de la voie Wnt et notamment la protéine sécrétée WNT4. Une surexpression de WNT4 est identifiée sur des biopsies de cancer du sein par rapport au sein normal. La production de WNT4 exerce un effet synergique avec la GH autocrine sur la stimulation de la prolifération des cellules carcinomateuses mammaires par un mécanisme dépendant de JAK2. Surexprimé dans des cellules épithéliales mammaires humaines, WNT4 stimule leurs propriétés prolifératives, anti-apoptotiques et migratoires et induit la formation de colonies en agar. Ces effets sont médiés par l’activation transcriptionnelle et traductionnelle de protéines clés du cycle et de la survie cellulaires. Des changements phénotypiques sont induits par la surexpression de WNT4 dans les cellules épithéliales mammaires et associés à l’augmentation d’expression de marqueurs mésenchymateux, d’acteurs du remodelage du cytosquelette et d’activateurs de la migration cellulaire. La progression tumorale mammaire humaine est donc induite par les effets autocrines de la hGH sur la production de WNT4 et la surexpression épithéliale mammaire de WNT4 permet l’établissement d’un phénotype pré-oncogénique / Studies of our group demonstrated that autocrine human growth hormone promotes proliferation, apoptotic resistance, invasion and migration of human mammary carcinoma cells. The objective of my Ph.D was to understand the role of autocrine hGH in mammary tumour progression following two aspects. On one hand, characterising its impact on tumour angiogenesis and then analysing the crosstalk between GH and Wnt signalling pathways. In the first part, we demonstrated that autocrine hGH from human mammary carcinoma cell line MCF- 7, stimulates proliferation, survival, migration and invasion of human microvascular endothelial cell line and enhances in vitro tubulogenesis. These effects are mediated through the hGHR and stimulates the expression of the proangiogenic factor VEGF-A. Antagonizing VEGF-A action with bevacizumab inhibited the proangiogenic actions of autocrine hGH in vitro. Using a xenograft nude mice model we have shown that sustained angiogenesis and lymphangiogenesis are activated by autocrine hGH production by mammary carcinoma cells. Thus, autocrine hGH participates in the expansion of the vascular network during breast cancer formation. The Wingless (Wnt) signalling pathway is an important actor during embryonic development and in the adult. Here, we showed that autocrine hGH stimulates the expression of several actors of the Wnt pathway, including WNT4. Human breast cancer biopsies overexpressed WNT4 as compared to normal breast. WNT4 production is JAK2 kinase-dependent and synergizes with autocrine hGH on mammary carcinoma cell proliferation. Forced expression of WNT4 in normal human mammary epithelial cell lines stimulates their proliferative, survival and migratory capacities and the formation of colonies in soft agar. These effects are mediated through the transcriptional and translational activation of key regulators of cell cycle and survival. Phenotypic changes are induced by forced expression of WNT4 in mammary epithelial cells and associated with increased expression of mesenchymal markers, cytoskeletal remodelling factors and cell migration activators. Human breast cancer progression is thus activated by autocrine effects of hGH on WNT4 expression and deregulated expression of WNT4 in mammary epithelial cells induces the establishment of a pre-tumorigenic phenotype

Les cellules souches cancéreuses mammaires sont considérées d'initier et d'être responsable du développement des tumeurs. Un certain nombre de marqueurs ont été proposées, mais la question sur la définition de la CSC dans les cancers du sein RE+ reste ouverte. Nous avons utilisé les lignées MCF7 et T47D comme modèles RE+ et les SUM159 comme RE- pour rechercher les fractions cellulaires enrichies des CSC. Nous avons utilisé un panel de marqueurs tels qu'ALDH, CD44/CD24, combiné avec la formation de mammosphères. Les xénogreffes dérivées de patients (PDXs) de cancer du sein ont également été analysées. ALDH+ et/ou CD44+/CD24- définie des fractions cellulaires enrichies en cellules initiatrices de mammosphères et la capacité de différenciation dans les SUM159 et T47D, mais pas dans les MCF7. Nous avons demandé si cela pourrait être lié à différents statuts de p53. Dans ce but, nous avons généré des cellules MCF7shP53 et a montré une augmentation nette de fraction CD44+/CD24- dans ces cellules et une formation accrue de mammosphères. Cependant, les fractions triées ALDH+ ou CD44+/CD24- ont augmenté la formation de mammosphères d'un facteur 2 maximal. Nous voulions enrichir les CSC (basées sur l'initiation de mammosphères), les cellules en monocouche et en mammosphères sont exposées sous faible tension d'oxygène (<2%) pendant 7 jours, elles sont ensuite caractérisées sur la base de leur expression d'un certain nombre de marqueurs de différenciation soit par FACS soit par immunofluorescence. Dans les mammosphères des lignées RE+, les cellules ont passé à un phénotype bipotent CK5+/CK8+ et augmenté la fraction CD24+/CD44-. La même tendance a été observée parallèlement dans les cellules incubées en hypoxie. En outre, les sphères ne portent pas d'augmentation de la tumorigénicité. En conclusion, les cellules formant les mammosphères correspondent à un sous-ensemble avec un phénotype spécifique qui ne portent pas d'augmentation de la tumorigénicité. / Breast cancer stem cells (BCSCs) are believed to initiate and sustain tumor development. A number of markers have been proposed but open questions remain on the definition of CSC in ER+ breast cancer. We used MCF7 and T47D BCCL as ER+ models and the SUM159 BCCL for ER- to search for BCSC enriched subpopulations. We used a panel of markers such as ALDH, CD44/CD24, combined with mammosphere formation. Breast patient derived xenografts (PDX) were also analyzed. ALDH+ and/or CD44+/CD24- define fractions of cells enriched in mammosphere initiation and differentiation capacity in SUM159 and T47D, but not in MCF7. We asked whether this could be linked to different p53 statuses. To this aim, we generated MCF7-shp53 cells and showed a net increase in CD44+/CD24- in these cells and increased mammosphere formation. However, sorted ALDH+ or CD44+/CD24- cells increased mammosphere formation at most by a factor 2. We wanted to further enrich for CSC (based on mammosphere initiation), cultured 2D and mammosphere cells to low oxygen (<2%) for 7 days and characterized the cells on the basis of their expression of a number of differentiation markers by either FACS or immunofluorescence. In mammosphere of ER+ BCCL cells switched to a bipotent CK5+/CK8+ phenotype and increased the CD24+/CD44- fraction. Parallel findings were made with cells incubated under low O2. Furthermore, spheres do not bear increased tumorigenicity. In conclusion mammosphere forming cells correspond to a specific phenotypic subset of breast cancer cells that do not bear increased tumorigenicity.

Le cancer du sein triple négatif (TNBC) représente entre 15-20% des cancers du sein et est l'un des types les plus agressifs. De plus, un sous-groupe de ces patientes est résistant à la radiothérapie (RT) et développe fréquemment une récidive hâtive de la maladie. Des études précédentes ont démontré que l’inflammation induite par la RT accélère la progression du cancer et le développement des métastases. Cette hypothèse a donc été validée dans un modèle pré-clinique de TNBC en implantant les cellules de carcinome de souris triple négatives D2A1 dans les glandes mammaires de la souris Balb/c. Premièrement, la tumeur primaire à été irradiée à une dose sous-curative une semaine post-implantation des cellules. En deuxième lieu, le tissu mammaire de la souris a été pré-irradié avant d'implanter les cellules cancéreuses afin de bien discerner l'effet du microenvironnement irradié sur celles-ci. Ces deux modèles ont mené à une augmentation significative des cellules tumorales circulantes ainsi que du nombre de métastases pulmonaires. Plusieurs molécules inflammatoires dont l'interleukine-1 bêta (IL-1β), l'interleukine-6 (IL-6) ou encore la cyclooxygénase 2 (COX-2) ont été identifiées comme facteurs clés impliqués dans la migration radio-induite des cellules cancéreuses du sein. Conséquemment, un inhibiteur large-spectre comme la chloroquine (CQ), entre autres utilisé comme traitement anti-malarien et anti-inflammatoire, a su prévenir ces effets secondaires associés à la RT. Étant donné que l'action de la CQ est peu sélective, une répression de l'expression de l'ARNm de la métalloprotéinase (MMP) de membrane de type 1 (MT1-MMP), une MMP de surface impliquée notamment dans la migration cellulaire, l'invasion tumorale et l'angiogenèse, a été réalisée afin d'éclaircir le mécanisme d'inhibition des métastases radio-induites. Cette répression de la MT1-MMP prévient la formation des métastases pulmonaires radio-induites, démontrant ainsi un des mécanisme important de l'invasion radio-induite. Ce résultat confirme donc l'importance de la MT1-MMP dans ce phénomène et son potentiel comme biomarqueur de prédiction de l'efficacité des traitements de RT, particulièrement chez les patientes atteintes de TNBC.

BRCA1 est l’un des deux gènes majeur de prédisposition au cancer du sein. Les multiples partenaires protéiques de BRCA1 lui confèrent de nombreuses fonctions par lesquelles elle peut assurer la surveillance de l’intégrité cellulaire. L’équipe dans laquelle j’ai mené ma thèse a identifié un nouveau partenaire protéique de BRCA1, la protéine de liaison au poly(A) des ARN messagers PABP1, et a ainsi mis en lumière l’implication de BRCA1 dans la régulation de la traduction [1]. Durant ma thèse, j’ai étudié cette nouvelle fonction de BRCA1 et essayé de comprendre si, et comment, elle pourrait contribuer à son rôle de suppresseur de tumeur. J’ai tout d’abord montré que BRCA1 est associée avec la fraction ribosomique des cellules, et plus particulièrement à la fraction subpolysomique, ce qui pourrait indiquer sa participation à l’initiation de la traduction. De plus, nos résultats indiquent que BRCA1 pourrait participer à un complexe non canonique d’initiation de la traduction. Dans la mesure où BRCA1 n’est pas un facteur canonique d’initiation de la traduction, il est peu probable qu’elle intervienne dans la traduction de tous les ARNm. Notre hypothèse est qu’elle pourrait réguler la traduction d’ARNm spécifiques codant pour des protéines impliquées dans ses différentes fonctions de surveillance de l’intégrité cellulaire. Afin d’identifier les cibles traductionnelles de BRCA1, j’ai réalisé une analyse transcriptomique comparative du contenu des polysomes de cellules épithéliales mammaires MCF7 exprimant de façon transitoire un ARN interférent dirigé contre BRCA1 ou contrôle. Parmi les ARNm cibles de l’activité traductionnelle de BRCA1, beaucoup codent effectivement pour des protéines impliquées dans les fonctions auxquelles elle participe. Ce travail confirme que la participation de BRCA1 à la régulation de la traduction pourrait être une autre voie par laquelle BRCA1 exerce son rôle de suppresseur de tumeur. De plus, l’analyse des cibles traductionnelle de BRCA1 pourrait conduire à l’identification de nouvelles fonctions de cette protéine ainsi qu’à la découverte de marqueurs tumoraux ou de cibles thérapeutiques pour les patients porteurs d’une mutation de BRCA1 / BRCA1 is one of the two major genes of breast cancer susceptibility. The numerous binding partners of BRCA1 allow it to participate to several cellular pathways which globally contribute to its cell surveillance capacity. The team in which I performed my PhD identified a new bindind partner of BRCA1, the Poly(A)-Binding Protein 1 and, consequently, a new function of this tumor suppressor, namely, the translation regulation [1]. During my PhD, I studied this new function and try to elucidate if, and how, this function could participates to the BRCA1’s tumor suppressive activity. I first showed that BRCA1 is associated with the ribosomal fraction of the cell, and more precisely, with the subpolysomal fraction, which could indicate that BRCA1 participates to the initiation step of translation. Moreover, our results suggest that BRCA1 could participate to a non canonical initiation complex. Given that BRCA1 is not a canonical translation initiation factor, it is unlikely that BRCA1 regulates the translation of all mRNAs. Our hypothesis is that BRCA1 could regulate the translation of specific mRNAs involved in its various cell surveillance functions. In an attempt to identify the BRCA1 translational targets, we performed a microarray analysis of polysomes-bound mRNAs in MCF7 cells transiently expressing siRNA directed against BRCA1 or control siRNA. We found that, among the translational targets of BRCA1, many indeed encode proteins involved in the same main functions as BRCA1’s. Altogether, our results suggest that the involvement of BRCA1 in translation regulation could be another way by which BRCA1 exerts its tumor suppressor role. Moreover, the analysis of the BRCA1’s translational targets could lead to the identification of new functions for BRCA1 as well as to the discovery of new tumoral markers and therapeutic targets for the BRCA1 mutated patients

Le macrosatellite RNU2 est constitué de répétitions en tandem d'une unité de 6,1 kb. Largement étudié pendant les années 1980 et 1990, il est maintenant oublié des études pan-génomiques du fait de son absence du génome de référence. J'ai dans un premier temps finement caractérisé ce macrosatellite, en réalisant un assemblage in silico de la région génomique, en développant un code-barres pour la technique de peignage moléculaire et en analysant les données du projet 1000 Génomes. J'ai ainsi validé la localisation du locus RNU2 124 kb en amont de BRCA1, et affiné les données de polymorphisme en montrant que le nombre allélique de copies pouvait varier entre 5 et 82 chez 42 individus. J'ai tiré profit de sa localisation au sein d'un large bloc de déséquilibre de liaison pour définir le taux de mutation de ce macrosatellite à l'origine du nombre important d'allèles identifiables au sein de la population générale. Compte tenu de sa proximité avec BRCA1 et de son fort taux de polymorphisme, j'ai étudié le nombre global de copies du CNV dans 2 cohortes de cas de cancer du sein et témoins associés. J'ai montré que le nombre global de copies est significativement plus élevé chez les cas que chez les témoins. Ce travail suggère que le nombre de copies du macrosatellite RNU2 pourrait être impliqué dans la prédisposition génétique au cancer du sein, impliquant ainsi pour la première fois un CNV dans un mécanisme d'inactivation d'un gène de prédisposition au cancer / The RNU2 macrosatellite is composed by tandem repeats of a 6.1 kb-long unit. Extensively studied during the 1980’s and the 1990’s, this locus is now omitted from genome-wide analysis as a result of its absence from the human reference genome. Firstly, I finely characterized this macrosatellite by performing an in silico assembly of this genomic region, by designing a barcode for the molecular combing technique and by analyzing the 1,000 Genomes data. I thus validated the localization of the RNU2 locus 124 kb upstream of BRCA1, and refined the polymorphism data by showing that the allelic copy number ranged from 5 to 82 in 42 individuals. I took advantage of its localization in a large disequilibrium block to determine the mutation rate of this macrosatellite, responsible for the high number of alleles found in the general population. Considering its close proximity to BRCA1 and its high level of polymorphism, I studied the global copy number in 2 cohorts of breast cancer cases and controls. I thus showed that the RNU2 global copy number is significantly higher in breast cancer cases than in controls. My work suggests that the RNU2 macrosatellite copy number could be involved in breast cancer genetic predisposition. This would provide the first example of one inactivating mechanism of a cancer predisposing gene by a macrosatellite

Depuis plusieurs années, le rôle joué par le cytomégalovirus humain (HCMV) dans le développement des maladies inflammatoires et du cancer a été étudié par plusieurs groupes de recherche. Divers tissus tumoraux, notamment dans le cancer du colon, du foie, de la prostate, du cerveau (glioblastome, médulloblastome) et du sein, ont montré la présence d’antigènes ou d’ADN du HCMV. Cette accumulation de preuves de l'implication de l'infection par le HCMV dans les maladies malignes de diverses entités cancéreuses a conduit au développement du concept d'«oncomodulation», qui est expliqué par la capacité du HCMV à contribuer au processus d’oncogenèse, sans toutefois aucun potentiel de transformation directe. HCMV-DB (KT959235) est un isolat clinique provenant d'un échantillon de col de l'utérus d'une femme enceinte de 30 ans, préalablement isolé dans notre laboratoire. Cette souche virale a montré sa capacité à infecter les macrophages primaires et a montré une réplication productive dans les cellules épithéliales mammaires humaines (HMECs). Les HMECs infectées entraînaient l’établissement d’un environnement cellulaire pro-oncogène avec une hyperphosphorylation de Rb et une activité fonctionnelle réduite de p53, une régulation positive de c-Myc, une surexpression de l'activité télomérase et de STAT3, et une régulation positive de la cycline D1, provoquant une prolifération cellulaire accrue. En outre, HCMV-DB a montré son potentiel pour transformer les HMECs primaires par test de formation de colonies sur gélose molle, un test connu pour l’observation de la transformation cellulaire. De manière intéressante, les HMECs infectées par HCMV-DB en culture ont montré l’émergence d’amas de cellules sphéroïdes, qui ont été désignées cellules CTH (HMECs transformées par le CMV). Dans notre thèse, nous avons caractérisé le profil génomique de la souche HCMV-DB et nous l’avons comparé à des souches soit cliniques soit de laboratoire. HCMV-DB a été caractérisée comme proche des génomes des souches Toledo et JP, et cette dernière est une souche clinique isolée à partir d’un tissu glandulaire, la prostate. Nous avons également comparé les gènes impliqués dans l’entrée virale par des analyses phylogénétiques et nous avons observé la proximité de HCMV-DB avec la souche prototypique du HCMV, Merlin. En étudiant le profil transcriptomique des HMECs infectées par HCMV-DB, nous avons trouvé qu’elles présentent un phénotype basal-like triple négatif, ER-/PR-/HER2-, ainsi que des caractéristiques oncogéniques, incluant une up-régulation de l’expression de plusieurs oncogènes, de gènes pro-survie (avec down-régulation de la caspase 8), et de marqueurs de la prolifération, du caractère souche des cellules et de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). Le profil transcriptomique des HMECs infectées par HCMV-DB a également montré des modifications variées dans la signalisation cellulaire, l’angiogenèse et la protéolyse. Au niveau de la chromatine, les HMECs inféctées par HCMV-DB ont révélé une hypométhylation globale. En cherchant la présence du génome de HCMV-DB dans les cellules CTH formées, nous avons détecté une signature du génome de HCMV-DB, à savoir le lncRNA4.9. Globalement, nos données ont montré que le transcriptome des HMECs infectées par HCMV-DB révèle clairement des traits pro-oncogéniques et la détection d’une partie du génome de HCMV-DB suggère que cette partie du génome viral peut être responsable de la transformation cellulaire obtenue. / Since several years, the role played by human cytomegalovirus (HCMV) in the development of inflammatory diseases and cancer has been extensively studied and addressed by different research groups. Various tumor tissues originating from colon, liver, prostate, brain (glioblastoma, medulloblastoma) and breast cancer have shown to harbor either the antigen or the DNA of HCMV. These growing evidences about the implication of HCMV infection in malignant entities had led to the emergence of the concept of “Oncomodulation”. This is explained by the ability of the virus to contribute to the oncogenic processes, however without any direct transformatory potential. HCMV-DB (KT959235) is a clinical isolate obtained from a cervical swab specimen of a 30-year-old pregnant woman previously isolated in our laboratory. This viral strain had shown its ability to infect the primary macrophages and to replicate productively in the human mammary epithelial cells (HMECs). In fact, HMECs infected by HCMV-DB resulted in the establishment of a pro-oncogenic cellular environment characterized by retinoblastoma (Rb) hyperphosphorylation and a decreased p53 functional activity, enhanced telomerase activity, upregulation of c-Myc, activation of Akt and STAT3, and upregulation of cyclin D1 causing an enhanced cellular proliferation. Furthermore, HCMV-DB had shown its potential to transform the primary HMECs by colony formation on soft agar, a well know assay to perceive transformation. Interestingly, HCMV-DB infected HMECs in culture showed the emergence of clusters of spheroid cells that were named CTH cells (CMV Transformed HMECs). In our thesis we characterized the genomic profile of HCMV-DB strain and compared it to either clinical or laboratory strains. HCMV-DB was shown to be close to the genomes of Toledo and JP strains where the JP strain is a clinical strain that was isolated from a glandular tissue, the prostate. We also compared the genes that are involved in virus entry using phylogenetic analyses and we observed that HCMV-DB is close to the prototypic HCMV strain, Merlin. By studying the transcriptomic profile of HMECs infected with HCMV-DB, we found that it displays a triple negative basal-like phenotype, ER−/PR−/HER2−, and presents oncogenic characteristics with upregulated expression of several oncogenes, pro-survival genes (with a down-regulation of caspase 8), proliferation markers, stemcellness and epithelial mesenchymal transition (EMT). The transcriptomic profile of HMECs infected with HCMV-DB also displays variant modifications in cell signaling, angiogenesis and proteolysis. At the chromatin level, HMECs infected with HCMV-DB reveals a global hypomethylation state. By screening for the presence of HCMV-DB genome in the formed CTH cells, we detected a signature of the HCMV-DB genome, namely a lncRNA4.9. Taken together, our data showed that the transcriptome of HMECs infected with HCMV-DB clearly reveals a pro-oncogenic traits and the detection of part of the HCMV-DB genome suggests that this part of the viral genome might be responsible for the obtained cellular transformation.

Depuis 2004 les cancers représentent la première cause de mortalité en France. L'appréciation du patient sur le vécu de son traitement et de sa maladie, est maintenant considérée comme un critère de jugement utile en recherche clinique. Pour étudier la Qualité de Vie (QdV) d'un groupe de patients affectés d'une même pathologie ou recevant le même traitement et procéder à des comparaisons, seuls des questionnaires standardisés et une étude bien menée aboutissent à une évaluation statistique permettant une appréciation rigoureuse. Nous avons abordé ces deux points, tout d'abord par un travail méthodologique sur la validation des propriétés psychométriques de deux questionnaires de QdV spécifiques du cancer colorectal (CCR) : le FACT-C et le QLQ-CR38. Les résultats de cette étude multicentrique ont confirmé la validité du FACT-C et ont permis de souligner les limites du QLQ-CR38 pour évaluer la QdV des patients atteints d'un CCR. Puis nous avons réalisé un travail thématique de mise en place d'une étude de cohorte prospective de patientes atteintes d'un cancer du sein invasif (l'étude FATSEIN). Cette étude a pour objectif d'identifier les déterminants de la fatigue associée au cancer avant, pendant et après les traitements adjuvants. Les patientes ont complétés 3 questionnaires (fatigue, QdV et anxiété) à plusieurs reprises. La fatigue est considérée par les patientes comme l'un des effets secondaires des traitements le plus perturbant et son effet sur la QdV est considérable. Il est important de mieux appréhender ce symptôme longtemps négligé. L'ensemble des résultats, leurs implications pour la recherche et la pratique clinique en cancérologie sont discutés / Since 2004, cancer is the leading cause of death in France. Health-related quality of life (HRQoL) is now considered an important endpoint in cancer clinical trials. To study the Quality of Life (QoL) of a group of patients affected by the same disease or receiving the same treatment and to make comparisons, standardized instruments and a well designed study are necessary and end in a statistical evaluation allowing a rigorous appreciation. We tried to approach these two points by a methodological work which consisted to test the psychometric properties of two French colorectal cancer (CRC) specific QoL questionnaires: the QLQ-CR38 and the FACT-C and by a thematic work with the development of a longitudinal study with invasive breast cancer (BC) patients (FATSEIN study).The first study confirmed the value of the FACT-C and suggested some limits of the QLQ-CR38 for patients with CRC. The purpose of the FATSEIN study was to identify factors associated with cancer-related fatigue before, during and after adjuvant treatment for invasive BC. Patients completed 3 questionnaires (fatigue, QoL and anxiety) at several times. Fatigue is considered like a major disturbing side effect. In addition, the impact of fatigue on QoL is considerable. So, it was important to take into account better this symptom which was neglected for a long time. These results, their implication in research and clinical practice are discussed