Le carcinome hépatocellulaire est un grand problème de santé publique et la troisième de mortalité lié au cancer dans le monde. Il a été démontré qu'au sein des tumeurs se trouve un petite population des cellules cancéreuses avec des propriétés de cellules souches cancéreuses. Elles sont responsables de l'initiation des tumeurs ainsi que de la récidive post-traitement et résistance aux thérapies. Peu de choses sont connues par rapport à la biologie de ces cellules mais l'identification des facteurs favorisant leur existence pourrait conduire vers des nouvelles pistes thérapeutiques.Nous avons trouvé que le facteurs de transcription p73 est surexprimé chez les patients dans les tumeurs du carcinome hépatocellulaire sous forme de deux types d'isoformes, les isoformes complets et les isoformes tronqués. Les isoformes complets sont des suppresseurs de tumeurs et corrèlent avec un meilleur taux de survie alors que les isoformes tronqués agissent comme dominants négatifs de ces premiers et favorisent la récidive post-chirurgie.Les résultats in vitro ont montré que les isoformes tronqués de p73 sont surexprimés dans les cellules souches cancéreuses du carcinome hépatocellulaire et favorisent leur emergence / Hepatocellular carcinoma (HCC) is a major public health problem, being the second most lethal cancer with an increasing incidence around the world. The only approved systemic drug is the multikinase inhibitor Sorafenib, which prolongs patients’ survival by only three months. HCC is refractory to known chemotherapeutic drugs and more than 50% of patients relapse after surgical tumor removal. These phenomena are thought to be due to the existence of a population of poorly differentiated cancer cells, largely known as liver cancer stem cells (CSCs). Recent studies revealed that CSCs activate similar pathways as normal stem cells. They are therefore highly resistant to therapies and are thought to be capable of self-renewal and generation of tumor’s heterogeneous cell mass. The understanding of mechanisms proper to liver CSCs should allow the development of innovative drugs with original mechanism of action against liver CSC, likely to improve patients’ outcome. However, the development of new therapies against HCC is penalized by the limited number of experimental models.According to these current challenges in the field of HCC research, my PhD thesis project covers three main axes: Development of novel models of disease (IMODI consortium)The Innovative Models of Disease (IMODI) consortium is mainly dedicated to the development of innovative experimental models for 7 different types of cancer. Our participation to the project concerned 3 main objectives i) development of HCC patient-derived xenografts ii) development of new HCC cell lines and iii) set up a cryoconservation method of primary human hepatocytes (PHHs) in the aim to employ them in humanizing murine livers. 30 patients planned for HCC tumor resection were recruited and their clinicopathological data were collected. Fresh tumor specimens were subcutaneously xenografted in immune-deficient mice and dissociated for in-vitro tumor cell culture. One tumor led to the development of a moderately differentiated HCC PDX model, as confirmed by histological characterization. Several studies showed the importance of PDX models in drug discovery as they recapitulate the drug-sensitivity patterns seen in patients from which they derive but very few models have been described in the literature for HCC. In vitro, primary HCC cells could be maintained in culture for a limited period of time, in average 30 days. No HCC cell lines developed due to cells entering replicative senescence, as previously described

Le tissu tumoral comprend, outre les cellules cancéreuses, une matrice extra-cellulaire modifiée, les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins et lymphatiques, immunes et inflammatoires et des fibroblastes actives associés au cancer (CAFs). La podoplanine (PDPN), glycoprotéine transmembranaire de type mucine, y est exprimée dans les cellules cancéreuses et les CAFs. Elleaidea la métastase comme montré dans le carcinome mammaire envahissant les ganglions lymphatiques. Ce travail montre que PDPN module l’interaction chimiokine/récepteur de l’axe CCL21/CCR7 et dépend de l’hypoxie. La progression tumorale est aidée par le stroma ou les CAFs ont des propriétés particulières par rapport aux fibroblastes normaux. Ils promeuvent la croissance tumorale, le recrutement des précurseurs endothéliaux et l’angiogenèse. Dans le carcinome mammaire, 80% des fibroblastes ont un phénotype CAF. Un modèle de CAFs exprimant la PDPN a permis de démontrer l’implication de CCL21/CCR7 dans la reconnaissance entre cellules tumorales et CAFs via la liaison CCL21/PDPN. Les CAFsPDPN+ secrètent des microARNs qui contrôlent des gènes des cellules cancéreuses. MiR-21 est un régulateur oncogène fondamental, par son action sur le suppresseur de tumeur PTEN. Nous avons analysé l’effet de miR-21, ainsi que de miR-210 et miR-29b sur PDPN dans les fibroblastes en hypoxie pour mimer le microenvironnement intratumoral et mis en évidence les différences biologiques comparativement à la normoxie ainsi que l’effet de la podoplanine sur l’angiogenèse par les cellules endothéliales en colocalization avec les CAFs exprimant la podoplanine et sur l’expression des facteurs proangiogéniques. / Tumor is a pathologic tissue including cancer cells, a modified extracellular matrix, endothelial cells, blood and lymphatic vessels, immune and inflammatory cells and activated fibroblasts called cancer-associated fibroblasts (CAFs). Podoplanin (PDPN), mucin-type transmembrane glycoprotein is expressed in tumor cells and CAFs, helps metastasis. Its role in metastaticprocess has been demonstrated for breast cancer cells into lymph nodes. Here we show that PDPN modulates the CCL21/CCR7 chemokine/receptor axis in a hypoxia-dependent manner. Cancer progression depends on the tumour stroma in which CAFs differ from normal fibroblasts. CAFs promote tumour growth, recruitment of endothelial progenitor cells and angiogenesis. In breast cancer up to 80% of fibroblasts display the CAF phenotype. Here a PDPN expressing model of CAFs made it possible to demonstrate the involvement of CCL21/CCR7 axis in the tumor cell-to-CAF recognition through podoplanin binding of CCL21. PDPN positive CAFs secrete microRNAs, which control gene expression at post-transcriptional level and influence cancer cells. MiR-21 is a key regulator of the oncogenic process, through its downstream target proteins among which the tumor suppressor, PTEN. We analyzed the effect of miR-21, but also oncogenic and hypoxia dependent miRs: miR-210 and miR-29b, on PDPN expression in fibroblasts in conditions mimicking the intra tumor microenvironment, i.e. in hypoxia. This points to crucial differences as compared to normoxia. Moreover we uncover the effect of podoplanin on angiogenesis by endothelial cells colocalizing with CAFs expressing podoplanin and on the expression of most prominent proangiogenic factors.

Introduction<p><p>Avec plus de 7000 cas diagnostiqués par an en Belgique, le cancer bronchique est l’un des cancers les plus fréquents chez l'homme. Son pronostic est très réservé, la survie à 5 ans tous stades confondus étant inférieure à 15 %. Ce faible taux de guérison s’explique en grande partie par le fait que le diagnostic se réalise généralement à un stade avancé de la maladie. Une méthode de détection précoce, l’endoscopie en autofluorescence, exploite des variations de la fluorescence bronchique sous l'effet d'un laser et permet ainsi de dévoiler des lésions précancéreuses invisibles en lumière blanche. Réalisée à l’Institut Jules Bordet depuis 1996, la photodétection nous a permis de constituer une banque de biopsies d’épithélium bronchique à tous les stades de la carcinogenèse bronchique, conservées initialement en blocs paraffinés et, depuis 2003, par congélation. <p><p>Hypothèse<p><p>Nous avons émis l’hypothèse que la compréhension de la genèse du carcinome épidermoïde bronchique par la caractérisation de l’évolution des anomalies moléculaires dans les lésions précancéreuses et cancéreuses de l'arbre bronchique nous permettrait d’identifier de nouvelles cibles de détection et éventuellement de chimioprévention pour le cancer bronchique. L'objectif de nos travaux a donc été de caractériser les modifications moléculaires successives et/ou cumulatives sous-jacentes à la transition entre les différents stades histologiques de la carcinogenèse épidermoïde bronchique (épithélium bronchique normal du fumeur, hyperplasie, métaplasie, dysplasies légère, modérée et sévère, CIS et les carcinomes invasifs). Différentes techniques complémentaires ont été successivement utilisées à cet effet :1) étude de l’expression protéique par immunohistochimie (IHC) et immunofluorescence (IF), 2) étude de l’expression des ARNs messagers par microdamiers, 3) étude de l’expression des microARNs par RT-PCR quantitative.<p><p>Travaux réalisés<p><p>Afin de sélectionner les protéines à étudier aux différents stades de la carcinogenèse épidermoïde bronchique, nous avons réalisé une étude méthodologique de la littérature chez les patients atteints de cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC). En effet, d’une part, la petite taille des biopsies bronchiques que nous projetions d’étudier et, d’autre part, le faible taux de découvertes de lésions de haut grade lors de la réalisation de bronchoscopies en fluorescence limitent le nombre d’analyses réalisables. Les revues systématiques de la littérature, intégrant une analyse méthodologique des études publiées et une méta-analyse de leur impact pronostique en terme de survie, ont permis de choisir une série de marqueurs sur base de leur intérêt potentiel grâce à la puissance apportée par l’agrégation de grands nombres de cas. <p><p>La mutation de KRAS identifiée par PCR constitue un facteur péjoratif pour la survie des patients atteints de CBNPC et plus spécifiquement des adénocarcinomes (ADC). Etant donné que notre projet est consacré à la genèse du carcinome épidermoïde bronchique (CEB), nous n’avons pas étudié ce facteur dans nos biopsies. <p><p>Par contre, les revues systématiques ont montré un impact en terme de survie dans les CBNPC, y compris dans les CEB, pour l’angiogenèse, des récepteurs de facteurs de croissance épithéliale (EGFR et c-erbB-2) et des marqueurs de la prolifération cellulaire (Ki-67). Nous avons donc étudié l’expression de ces protéines par IHC dans les lésions précurseurs de CEB et dans les CEB. L’expression de Ki-67 est augmentée aux stades de dysplasie sévère et de CIS par rapport à ceux de dysplasies légère et modérée. La mesure de l’expression de Ki-67 dans ces biopsies aide donc à les classifier en lésions de bas et de haut grade. L’étude de la corrélation de l’expression de plusieurs protéines (EGFR, c-erbB-2 et Ki-67) dans les mêmes lésions bronchiques a montré que la majorité des biopsies de haut grade (dysplasies sévères et CIS) expriment anormalement EGFR et/ou Ki-67. Par contre, l’homologue d’EGFR, c-erbB-2, n’apparaît que plus tardivement, dans les carcinomes invasifs. <p><p>Nous avons également caractérisé l’expression de protéines impliquées dans les voies de l'apoptose dans les lésions précurseurs de CEB. L’expression du facteur suppresseur de tumeurs p53 s’est avérée être un marqueur pronostique péjoratif important pour la survie des patients atteints de CNBPC et augmente dès les premières étapes de la tumorigenèse bronchique et même déjà dans l’épithélium morphologiquement normal du fumeur. L'altération de l'expression de p53 est donc un événement très précoce dans la genèse du CEB et la positivité de p53 augmente ensuite avec la sévérité des lésions. Dans le but de caractériser les voies de contrôle de p53 au cours de la carcinogenèse épidermoïde bronchique, nous avons analysé l'expression de 3 autres protéines, MDM2, p14arf et la nucléophosmine (NPM), dans une série de 200 biopsies. L’expression de MDM2, NPM et p14arf est respectivement altérée aux stades de dysplasie légère, modérée et sévère. Au stade de dysplasie sévère, l’expression de p14arf, inhibiteur de MDM2, peut soit disparaître, soit se concentrer dans les nucléoles. Tant la perte de p14arf que sa concentration dans les nucléoles sont associées à une augmentation de l’expression de MDM2. Nous avons également observé que la délocalisation de NPM depuis le nucléoplasme vers le nucléole est hautement corrélée à celle de p14arf. En IF, NPM et p14arf colocalisent dans le nucléoplasme dans les échantillons de bas grade ou dans les nucléoles dans les lésions de haut grade. Par contre, la protéine MDM2 n’est détectée dans les nucléoles quelles que soient les localisations de p14arf ou de NPM et quel que soit le stade. Ces données sont en faveur de l’hypothèse selon laquelle la localisation de p14arf dans les nucléoles empêcherait la formation des complexes p14arf–MDM2 et pourrait ainsi faciliter la carcinogenèse pulmonaire. Nos résultats suggèrent également que la présence de NPM dans le nucléoplasme pourrait jouer un rôle protecteur contre le dommage cellulaire et la transformation maligne tandis que sa délocalisation vers les nucléoles et ce, peut-être par la délocalisation de p14arf, favoriserait la carcinogenèse bronchique. Enfin, suite à la réalisation d’une méta-analyse montrant le rôle de la cyclooxygénase 2 (COX-2) en tant que facteur pronostique dans les CBNPC de stade précoce, l’expression de la protéine COX-2 a été analysée par IHC dans 106 biopsies. Cette étude montre que cette protéine s’accumule exclusivement à partir du stade de dysplasie sévère, permettant ainsi de séparer les lésions bronchiques de bas et de haut grade. Avec une haute valeur prédictive positive (100 %) et une bonne valeur prédictive négative (82,35 %), COX-2 apparaît donc comme un marqueur précoce potentiel à tester pour le dépistage du cancer bronchique.<p><p>En parallèle à ces travaux, nous avons collecté des biopsies fraîchement congelées aux différents stades de la carcinogenèse épidermoïde pour une analyse du transcriptome. La première étape a consisté à définir le profil d’expression génique par la technique des microdamiers. Après son extraction et sa rétrotranscription, l’ARN a été marqué et hybridé sur des lames commercialisées par Agilent Technologies. Au total, 122 échantillons, dont minimum 12 de chaque catégorie, ont été hybridés avec un contrôle commun (issu d’un mélange de biopsies bronchiques normales de non-fumeurs). Une analyse en composante principale a montré que la hiérarchie de la classification histologique était bien représentée par les profils d’expression génique des biospies aux différents stades. Quelle que soit la liste de gènes de départ sélectionnée pour réaliser le regroupement hiérarchisé, nous avons observé, de manière constante et robuste, une différence majeure de profil d’expression génique entre, d’une part, les tissus bronchiques les plus « normaux » (normal normofluorescent, histologiquement normal mais hypofluorescent et hyperplasie) et, d’autre part, toutes les autres catégories histologiques dites « anormales ou modifiées » à partir de la métaplasie jusqu’au carcinome invasif. Parmi les épithéliums bronchiques « modifiés », deux grands groupes se distinguent :d’un côté, les métaplasies et dysplasies légères, qui sont très souvent bénignes et réversibles pour la plupart, et de l’autre côté, les dysplasies sévères, les CIS et les carcinomes invasifs, lésions à risque beaucoup plus élevé d’évoluer vers un cancer ou déjà malignes. Les échantillons au stade de dysplasie modérée se classent tantôt dans le deuxième groupe avec les dysplasies légères tantôt dans le troisième avec les dysplasies sévères. Il semble donc que le stade histologique de la dysplasie modérée soit un groupe hétérogène n’ayant pas de réalité biologique et qu’il serait plus adéquat de les reclasser dans un des 2 autres groupes sur base des arguments moléculaires. Nous avons obtenu les listes de gènes dont l’expression varie de manière statistiquement significative entre les différentes étapes de la carcinogenèse épidermoïde bronchique. Par ailleurs, nous avons pu mettre en évidence un profil d’expression génique permettant de discriminer les lésions bronchiques de mauvais pronostic (dysplasies sévères ou plus) de celles de meilleur pronostic (tissu normal et anomalies morphologiques de bas grade). Les gènes qui constituent ce profil permettant d’identifier les lésions de mauvais pronostic sont des candidats pour la détection précoce du cancer bronchique. De plus, nos données de génomique confirment la surexpression de certains ARNs messagers correspondant à des protéines dont la surexpression a été rapportée dans les études d’IHC comme COX-2, MDM2, Ki-67, les cytokératines, les métallopeptidases, les cyclines. Par ailleurs, certaines protéines dont le rôle dans les cancers pulmonaires invasifs a déjà été décrit mais pas aux stades pré-invasifs, parmi lesquelles la protéine PTH-like, des protéines liées à TNF ou d’autres liées à IGF, E2F ou à Wnt, semblent impliquées aux stades précoces de la carcinogenèse épidermoïde bronchique. Enfin, de nouveaux acteurs possibles de ce processus ont été mis en évidence.<p><p>Nous avons également étudié l’évolution de l’expression des microARNs au cours de la carcinogenèse bronchique par des RT-PCR quantitatives (LDA) sur 60 des biopsies dont nous avons étudié le transcriptome (6 par catégorie) et en utilisant la classification en 3 groupes issue des analyses des microdamiers d’expression génique. Cette étude montre que plusieurs miARNs sont différentiellement exprimés durant la carcinogenèse bronchique. De plus, deux étapes successives et distinctes ont été mises en évidence pour l’évolution de l’expression des miARNs au cours de la carcinogenèse bronchique. Aux stades les plus précoces, correspondant à la progression de l’épithélium normal du non-fumeur vers l’épithélium histologiquement normal du fumeur et l’hyperplasie jusqu’au groupe des anomalies morphologiques relativement bénignes (métaplasie, dysplasies légère et modérée), on observe une réduction significative de l’expression de la grande majorité des miARNs. Aux stades plus tardifs de la carcinogenèse (dysplasie sévère, CIS et CEB), même si 74 % des miARNs altérés restent encore régulés négativement par rapport à leur niveau d’expression dans l’épithélium normal du non-fumeur, la proportion de miARNs dont l’expression est augmentée (43 %) s’accroît par rapport à leur niveau d’expression dans les stades qui les précèdent (métaplasie, dysplasies légère et modérée). En outre, lorsque l’on compare ce dernier groupe à celui des lésions plus sévères (dysplasie sévère et CIS), qui progressent fréquemment vers des carcinomes invasifs, 80 % des miARNs augmentent leur niveau d’expression. Par ailleurs, l’expression de certains microARNs évolue de manière linéaire. En particulier, l’expression de miR 34c, cible transcriptionnelle de p53, et celle de miR 15a, inhibiteur de Bcl2, diminuent progressivement entre les différents stades à partir du tissu bronchique normal du non-fumeur jusqu’au CEB. Enfin, les profils d’expression des miARNs permettent de prédire avec précision la classification histologique non seulement entre les lésions de bas grade (métaplasie, dysplasies légère et modérée) et de haut grade (dysplasie sévère et CIS) mais également entre les CIS et les carcinomes invasifs. Les miARNs qui constituent ces signatures sont donc des candidats potentiels pour la détection précoce du cancer bronchique.<p><p>Conclusions<p><p>Nos travaux montrent que les anomalies moléculaires apparaissent aux stades les plus précoces de la transformation maligne de l’épithélium bronchique. L’expression protéique des marqueurs étudiés -p53, MDM2, p14arf, NPM, Ki-67, COX-2, c-erbB-2, et EGFR- permet d’affiner la classification des lésions bronchiques précancéreuses et de mieux comprendre les voies de la carcinogenèse précoce. Les profils d'expression des gènes et des microARNs apportent une approche originale des étapes successives du processus de carcinogenèse épidermoïde bronchique et ont mis en évidence des signatures permettant de discriminer les lésions qui sont à très haut risque de progression vers un cancer invasif ou qui sont déjà néoplasiques de celles de meilleur pronostic. Les marqueurs qui constituent ces profils sont des candidats potentiels pour la détection précoce du cancer bronchique.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

De nombreuses études révèlent que le domaine de liaison au ligand de RXRα est très dynamique, même en présence d'un ligand agoniste. Nous avons utilisé les données expérimentales (HDX, RMN et X-ray) disponibles sur ce domaine pour mettre en place un protocole, basé sur la dynamique moléculaire accélérée, permettant d'explorer efficacement la dynamique conformationnelle du domaine de liaison au ligand de RXRα et de valider les ensembles conformationnels obtenus. Ce protocole a été appliqué pour analyser l'influence de la phosphorylation pSer260, située à proximité de la surface d'interaction avec les protéines coactivatrice et impliquée dans le développement de carcinomes hépatocellulaires, sur la structure de ce domaine et sa dynamique. Parallèlement, une méthode de réduction de la dimensionnalité a été développé afin d'analyser de longues trajectoires de dynamique moléculaire. Ainsi grâce à cette méthode, nous avons pu identifier plusieurs nouvelles conformations alternative stables du domaine de liaison au ligand de RXRα. / Many studies reveal that the ligand binding domain of RXRα is very dynamic, still even in a presence of an agonist ligand. Therefore, the availability of experimental data (HDX, NMR and X-ray) on the domain was used as a leverage in order to set up a protocol, based on accelerated molecular dynamics, to explore its conformational dynamic and to validate it. This protocol was applied to understand the influence of the pSer260 phosphorylation, closed to the binding surface of coactivator proteins and implied in the hepatocellular carcinoma growth, on its structure and its dynamic. At the same time, a dimensional reduction method was developed to analyse long molecular dynamic trajectories. Thus, with this approach, we identified a couple of new alternative and stable conformations of the ligand binding domain of RXRα.

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est le plus fréquent des tumeurs primitives du foie. La carcinogenèse hépatique est un processus complexe et multifactoriel qui fait intervenir à la fois des facteurs génétiques de prédisposition (e.g. les SNPs) et environnementaux. Près de 50% des CHC ont pour étiologie une infection par le virus de l'hépatite B (VHB). Au cours de cette infection, de multiples altérations génétiques et virales s'accumulent et favorisent le développement tumoral. Nous avons montré que les CHC liés au VHB présentaient des caractéristiques cliniques et pathologiques différents que ceux d’autres étiologies : 1). Les mutations inactivatrices d’HBx sont sélectionnées dans les tissus tumoraux des CHC liés au VHB, suggérant qu’il existe une pression de sélection spécifique au cours de l’hépatocarcinogenèse. 2). Chez les patients ayant un faible nombre de copies d'ADN VHB par cellule dans le foie non-tumoral, une corrélation avec les facteurs de risque supplémentaires (VHC/OH/NASH) a été identifiée, suggérant un effet coopératif pour la carcinogenèse induite par le VHB. 3). Les mutations TP53 sont associées à un pronostic moins favorable chez les patients ayant un CHC liés au VHB. 4). Les CHC liés au VHB montrent plus fréquemment des phénotypes progéniteurs, avec une surexpression des gènes impliqués dans la régulation du cycle cellulaire et codant pour les protéines onco-fœtales. Quatre SNPs précédemment identifiés par des études pangénomiques (GWAS) asiatiques ont été validés dans la population européenne. Les distributions alléliques semblent varier selon l’étiologie de la pathologie hépatique. Ces résultats soulignent la complexité de la prédisposition génétique au CHC, dont l’étude doit prendre en considération l’origine géographique des patients ainsi que les facteurs de risque associés. / Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common primary liver tumors. Hepatic carcinogenesis is a complex and multifactorial process involving both genetic predisposition (e.g. SNPs) and environmental factors. Nearly 50% of HCC are caused by the hepatitis B virus (HBV) infection worldwide. During HBV infection, multiple genetic and viral alterations accumulate and promote tumor development. By analyzing resected HCC in France, we identified specific molecular features related to HBV infection. First, HBx inactivating mutations are selected in HCC tissues suggesting specific pressure of selection during hepatocarcinogenesis. Second, in patients with a low number of HBV DNA copies per liver cell, we identified additional risk factors like HCV infection, alcohol intake or NASH, suggesting a cooperative effect of these factors with HBV to induce the malignant transformation. Third, TP53 mutations associated with a poor prognostic for HBV infected resected HCC patients. At last, HBV-related tumors demonstrate more frequent progenitor phenotype compared to non-HBV HCC, with an up-regulation of genes that involved in cell cycle regulation and encoded onco-fetal/progenitor proteins. Four SNPs previously identified by genome-wide studies (GWAS) in Asian, have been validated in our European population. Allelic distributions seem to vary according to the etiologies of adjacent liver diseases. These findings underscore the complexity of the genetic predisposition of HCC; further study must consider the geographical origin of patients and associated risk factors.

Première partie: Les adénomes hépatocellulaires (AHC) sont des tumeurs bénignes qui se développent le plus souvent chez la femme jeune suite à la prise de contraceptifs oraux. Ils sont classés, sur le plan moléculaire, en: 1) AHC inflammatoires (AHCI), caractérisés par des mutations de différents gènes (IL6ST, GNAS ou STAT3) entrainant une activation de la voie de signalisation de l'interleukine 6; 2) les AHC avec mutations biallèliques inactivatrices d'HNF1A (H-AHC); 3) les AHC mutés pour CTNNB1 (bAHC) qui présentent un risque accru de transformation maligne et 4) les AHC non classés (UAHC). La glycogénose de type I (GSD I) est une maladie métabolique héréditaire rare qui prédispose au développement des AHC. Cependant les principales études moléculaires des AHC ont été réalisées sur des tumeurs sporadiques, et le profil moléculaire des AHC associée à la GSDI reste à déterminer.L'objectif de notre a été de caractériser, par des techniques de séquencage et de PCR quantitative, les altérations moléculaires d'une série d'AHC développés chez les patients atteints de GSD. Nous avons mis en évidence que le profil des AHC développés dans un contexte de GSDI était différent de celui des AHC sporadiques, avec aucun H-AHC et une tendance vers une augmentation de la fréquence des mutations de CTNNB1. Nous avons également observé que les foies non tumoraux des patients atteints de GSDI présentaient différentes anomalies métaboliques (répression de la néoglucogenèse et activation de la glycolyse et de la synthèse des acides gras) également retrouvées dans les H-AHC sporadiques. Ces anomalies sont d'autre connues pour favoriser la cancérogénèse. Notre étude a ainsi démontré que la GSDI prédisposait à des AHC de sous type moléculaire particulier, elle a également identifié diverses anomalies métaboliques observées dans les foies non tumoraux des patients atteints de GSDI qui pourraient contribuer au développement des tumeurs. Deuxième partie: Le carcinome hépatocellulaire (CHC), développé à partir des hépatocytes, est la tumeur maligne hépatique primitive la plus fréquente. Il représente le cinquième cancer le plus fréquent dans le monde et la troisième cause de mortalité liée au cancer. Il se développe dans environ 80% des cas dans un contexte d'hépatopathie chronique, sur parenchyme cirrhotique. Le processus de transformation maligne de la cirrhose en CHC est séquentiel, et passe par différentes étapes prénéoplasiques, comme les macronodules de bas ou haut grade. Il a récemment été mis en évidence que l'anomalie moléculaire la plus fréquente dans le CHC était les mutations du promoteur de TERT, gène codant pour la télomérase. Le but de notre étude a été d'étudier si ces mutations étaient également présente dans une série de 96 nodules développés sur cirrhose. Dans 31 cas, nous avons également déterminer le statut mutationnel de 10 gènes fréquemment mutés dans le CHC. L'ensemble des nodules a fait l'objet d'une relecture par 6 anatomopathologistes spécialisés en pathologie hépatique, et l'expression de marqueurs immunohistochimiques de malignité (Glypican 3, heat Shock protein 70, Glutamine Synthetase) a été évaluée. Nous avons identifié des mutations dans 6% des macronodules de bas grade, 20% des macronodules de haut grade, et dans environ 50% des nodules transformés en CHC. L’existence de mutations était corrélée à plusieurs critères morphologiques et immunohistochimiques de malignité. Aucune mutation dans un des 10 autres gènes fréquemment mutés dans le CHC n’a été retrouvée. Nos résultats démontrent que la fréquence des mutations du promoteur de TERT augmente au cours de la carcinogénèse hépatique, et qu’il s’agit d’une anomalie très précoce qui pourrait constituer un biomarqueur d'évaluation du risque de transformation des lésions prénéoplasiques développées sur cirrhose. / First Part: Hepatocellular adenomas (HCA) are benign tumors which most often develop in young women taking oral contraceptives. They are classified as : 1) inflammatory HCA (IHCA), characterized by mutations of genes (IL6ST, GNAS, STAT3) involved in the interleukin 6 pathway; 2) HCA with biallelic inactivating mutations of HNF1A (H-HCA) ; 3) CTNNB1 mutated HCA (bAHC), which harbour a high risk of malignant transformation and 4) unclassified HCA (UHCC). Glycogen storage disease type 1 (GSD1) is a rare hereditary metabolic disease that predispose to HCE development. The main molecular studies of HCA were pervformed on sporadic cases, and the molecular profile of HCA associated to GSDI remains to be investigated. The aim of our study was to characterize, by gene sequencing and gene expression profiling, a series of HCA developed in patients with GSD1. The molecular profile of GSD1 HCA was different to that of sporadic HCA, with a lack of H-HCA and a high frequency of b-HCA. We also observed that non tumoral livers of GSD1 patients featured several metabolic alterations (gluconeogenesis repression, glycolysis and fatty acid synthesis activation) that were also observed in sporadic H-HCA and may favor carcinogenesis. Alltogether, our study demonstrated that GSD1 predispose to particular HCA subtypes and the metabolic alterations observed in non tumorl liver of GSD1 patients may contribute to tumor formation. Second Part: Hepatocellular carcinoma (HCCIt is the fifth most frequent cancer and the third cause of cancer related death worldwide. If TERT promoter mutations are, so far, the most frequent recurrent molecular alterations of HCC, genetic determinants of the early steps of carcinogenesis on cirrhosis are still poorly understood. We aimed to evaluate the occurrence of telomerase reverse transcriptase (TERT) promoter mutations in a series of 96 macrondouels developed in a cirrhotic background. For 30 cases, 10 genes frequently mutated in HCC were also screeened. Six liver pathologists reviewed all the samples, and mmunohistochemistry (IHC) analyses were performed for glypican 3, glutamine synthase, and heat shock protein 70. TERT promoter mutations were highly related to the step-wise hepatocarcinogenesis because mutations were identified in 6% of low grade dysplastic nodules, 19% of high grade dysplastic nodules, 61% of high grade nodules with foci of transformation into HCC, and 42% of small HCC. Mutations in the 10 genes recurrently mutated in HCC were only identified in 28% of the small HCC. In conclusion, Frequency of TERT promoter mutations rapidly increases during the different steps of the transformation of premalignant lesions into HCC on cirrhosis. Consequently, somatic TERT promoter mutation is a new biomarker predictive of transformation of premalignant lesions into HCC.

Le facteur de transcription Nrf2 et les enzymes pro-angiogéniques: hème oxygénase (HO-1) et thymidine phosphorylase (TP) sont considérés comme des cibles potentielles pour les traitements combinatoires anticancéreux contre l’angiogenèse. L'objectif de la présente étude était d'examiner les interactions entre ces protéines dans la modulation du potentiel tumorigène et angiogénique de carcinome pulmonaire non à petites cellules (NSCLC). L’augmentation de l’expression de Nrf2 conduit à la réduction de la prolifération cellulaire et à leur capacité de migration, accompagnée d'une expression accrue de microARN suppresseurs de tumeurs ainsi qu’une réduction de l'oncogène miR-378. Ensuite, le rôle de TP dans les cellules NCI-H292 a été étudiée en la surexprimant in vitro (NCI-TP). Ceci a conduit à une atténuation de potentiel tumorigène comme le montre l'inhibition de la prolifération, de la migration et une amélioration concomitante de potentiel angiogénique qui est plus prononcée en hypoxie et en présence de thymidine. In vivo, les tumeurs NCI-TP ont tendance à croître plus rapidement que les témoins et ils sont également mieux oxygénés. Ces tumeurs ont une expression accrue de cytokines pro-inflammatoires IL-1β et IL-6. Nous avons montré pour la première fois que l’enzyme TP peut être régulé par Nrf2 et HO-1 dans les cellules NSCLC, ce qui peut affecter la croissance tumorale par une modulation de l'angiogenèse et de l'expression de facteurs pro-inflammatoires. La corrélation entre l’expression de TP avec celle de l'IL-1β et d'IL-6 a été également confirmée dans les échantillons cliniques de tumeurs issus de patients atteints de NSCLC. L’ensemble de nos résultats montre la potentialité de cibler l’enzyme TP pour le traitement des cancers NSCLC. / Nrf2, heme oxygenase-1 (HO-1) and thymidine phosphorylase (TP) are considered as potential targets for combinatorial anti-cancer therapies. The aim of the study was to investigate the interplay of these proteins in regulation of growth and angiogenesis in non-small cell lung carcinoma (NSCLC) cells NCI-H292. Stable overexpression of Nrf2 (NCI-Nrf2 cell line) resulted in decreased cell proliferation and migration in vitro, upregulation of tumor suppressor microRNAs and downregulation of oncogenic miR-378 and many MMPs. Silencing of HO-1 in NCI-Nrf2 cells partially reversed the effect on MMP-1, MMP-3 and miR-378. NCI-Nrf2 cells exhibited increased expression of proangiogenic factors IL-8, angiopoietin-1 and TP, which was also upregulated in cell overexpressing HO-1. In both models, the effect was TP reversible by siRNA targeted at HO-1 and possibly mediated by modulation of oxidative status of the cell. Moreover, it was observed that overexpression of TP in vitro attenuated proliferation and migration of NSCLC cells, but increased their angiogenic potential. In vivo, NCI-TP tumors tended to grow faster, were better oxygenated and exhibited increased expression of inflammatory cytokines IL-1β and IL-6. Correlation of TP with IL-1β and IL-6 was also confirmed in clinical samples from NSCLC patients. Overall, our results enforce the notion of targeting TP for treatment of NSCLC.

La peau est organisée en niche de cellules souches/progénitrices qui contribuent au maintien des lignées épidermiques pendant l’homéostasie permettant ainsi de conserver l’intégrité du tissue. Les différentes cascades de signalisation qui régulent cet équilibre sont essentielles et la perturbation de ces voix peuvent amener à une différentiation anormale des kératinocytes, pouvant engendrer des cancers de la peau. Le but de cette thèse était d’identifier et de caractériser la population de progéniteurs responsables de la maintenance d’une niche épidermique spécialisée dans la mechanotransduction du toucher léger appelée les cellules de Merkel. Mon étude a porté sur le rôle des progéniteurs épithéliaux localisés dans le dôme du toucher (DT) de l’épiderme dans des conditions d’homéostasie ainsi que sur le développement du carcinome des cellules de Merkel. Basé sur l’analyse de données de microarray, j’ai identifié une nouvelle population de progéniteurs qui expriment de manière spécifique Kératine 17 (K17). Des expériences de traçage de lignées cellulaires démontrent que ces cellules donnent naissance aux cellules de Merkel (CM) ainsi qu’aux cellules squameuses. De plus, l’ablation génétique sélective des progéniteurs des CMs dans le DT a montré que cette niche est isolée et indépendante du reste de l’épiderme. Ces résultats établissent les CMs comme la quatrième lignée cellulaire de la peau. Cette découverte a permis l’établissement de nouveaux outils pour l’étude de conditions pathologiques associées à la lignée des cellules de Merkel, telles que les carcinomes des cellules de Merkel et le déclin du toucher léger avec l’âge. / The skin is organized in highly regionalized stem or progenitor cell niches that are in charge of maintaining all epidermal lineages during homeostasis. Disruption of molecular pathways that tightly regulate this balance leads to abnormal specification and differentiation of keratinocytes, eventually causing skin cancer. The goal of this thesis was to identify and characterize the progenitor population responsible for the maintenance of an epidermal niche specialized for mechanosensory signaling: the Merkel cell lineage. This work focused on the role of the epithelial progenitors located in the touch dome (TD) of hairy skin under homeostatic conditions and in a Merkel cell carcinoma (MCC) context. Based on previous microarray data, I first identified a distinct population of the interfollicular epidermis uniquely expressing Keratin 17 (K17). By lineage tracing analysis, I demonstrated that these cells give rise to the Merkel cell (MC) and squamous lineage. More importantly, selective genetic ablation of K17+ TD keratinocytes (TDKC) showed that the TD is a self-autonomous niche defining it as the 4th lineage of the skin. Interestingly, TDKCs may be involved in maintaining innervation of the Merkel cell-neurite complex. These critical results have established a new plateform for the field to allow studies of pathological skin conditions such as Merkel cell carcinoma and the loss of tactile acuity with age.

L'objectif principal de cette thèse est d'étudier la valeur pronostique de la qualité de vie (QdV) en cancérologie etd'explorer son utilité tant pour la pratique clinique que pour la planification des essais.Pour ce faire, nous évaluerons la significativité statistique et clinique de rapport d'un modèle de prédiction composé defacteurs cliniques et de la Qdv par rapport à un modèle de prédiction composé uniquement de facteurs cliniques.La validation statistique et clinique de cette plus-value de la Qdv en oncologie, permettrait de construire des index plusprécis en termes de pronostic vital, et mieux adapter les traitements. En fonction de sa valeur pronostic, la Qdv pourraitservir de critère de stratification dans les essais randomisés en oncologie.Pour les différentes localisations et le stade concernés, la recherche des facteurs pronostics sera réalisée selon lesrecommandations publiées dans la littérature. La procédure suivante sera utilisée :> Sélection des facteurs pronostics par un modèle univarié.> Construction d'un modèle multivarié par sélection « forward », « backward » ou « stepwise » en respectant aumieux la « règle de 10 événements par variable ».> Si existence de scores pronostics étudier l'apport de la Qdv à ces scores.> Vérifications à posteriori des hypothèses du modèle.> Mesure de la concordance entre les valeurs prédites et les valeurs observées à l'aided'indicateurs comme le C-index d'Harell, la statistique de Schemper, le NR1 (Net Reclassification Improvement) et l'IDI (Integrated Discrimation Improvement) de d'Agostino. Analyse de sensibilité par rapport aux données manquantes dans les différentes dimensions de la qualité de vie.Validation interne et/ou externe du modèle. Recherche de valeurs seuil pour les différents scores de qualité de vie dans le but d'une meilleure applicationclinique.Trois localisations seront étudiées : Carcinome hépatocellulaire en situation palliative. Cancer du pancréas métastatique. Cancer colorectal métastatique / The primary objective of this thesis is to evaluate the added prognostic value of health-related quality of life (QoL) inoncology and to explore ils utility for routine clinical practice as well as for design of clinical trials.In a methodological point of view, we will fïrst compare statistical and clinical performances of a model based onclinico-biological variables and a model based on clinico-biological variables and QoL scores.After validation of ils prognostic value, optimal cut-off points for QoL scores will be explored and revised prognosticclassifications including QoL measures will be built. QoL could then be used to guide treatment assignment and asinclusion/exclusion criteria or as stratification criteria in randomized clinical trials.For the different types of cancer, the validation of the prognostic value of QoL for advanced cancer patients will beperformed according to standard recommendations. The following steps will be performed:> Selection of prognostic factors based on univariable Cox models.> Multivariable Cox models using stepwise procedure. The number of variables entering the multivariable modelwill be selected in such a way that the thumb rule (10 events per variable) will be respected.> If a prognostic System exists, compare its performance alone with ils performance after addition of QoL factorsas well as other clinico-biological factors not included in the prognostic System.> Verify model hypotheses.> Assess model performance using HarreH"s C-index, Schempers V statistic, The NRI (Net ReclassificationImprovement) and the IDI (Integrated Discrimination Improvement). Perform sensitivity analysis after imputation of missing QoL data. Internai validation ofnew models. Find cut-off values for QoL scales to facilitate their use in daily practice.Three type of cancer will be studied: Advanced hepatocellular carcinoma. Metastatic pancreatic adenocarcinoma. Metastatic colorectal cancer.

Le virus de l’hépatite C (VHC) est l’un des principaux facteurs étiologiques du carcinome hépatocellulaire. Le traitement des hépatites virales C a été récemment amélioré grâce à une trithérapie (interféron, ribavirine et anti-protéase virale). Néanmoins l’importance des effets secondaires et l’émergence de mutants résistants nécessitent de découvrir de nouveaux antiviraux. Dans ce contexte, notre équipe a récemment découvert que les phosphatidylinositol 4-kinases de type III (PI4KIIIα et PI4KIIIβ) étaient indispensables à la propagation du virus dans une lignée hépatique humaine, et ce, à 2 étapes de son cycle biologique : l’entrée et la réplication. L’objectif du présent travail était de poursuivre la validation de ces nouvelles cibles thérapeutiques potentielles, en approfondissant nos connaissances sur la dépendance du virus à l’égard de ces kinases au cours de son entrée. Pour cela, nous avons utilisé le modèle des hépatocytes humains primaires, système in vitro plus proche du contexte physiologique que les modèles utilisés jusqu’à présent et qui étaient basés sur l’exploitation de lignées. Deux axes ont été développés : Vérification de l’importance de l’activité kinase des PI4KIIIs au cours de l’entrée du VHC dans les hépatocytes humains primaires, à travers une approche chimique ; Validation de l’implication de ces kinases et de leur activité enzymatique au cours de l’entrée virale grâce à une approche génétique basée sur l’ARN interférence et la restauration de phénotype. En parallèle, nous avons étudié l’expression de PI4KIIIα au cours de pathologies hépatiques. Nos résultats suggèrent une implication de PI4KIIIα au cours de l’entrée du VHC dans les hépatocytes humains primaires, mais restent à confirmer quant à l’implication de PI4KIIIβ. Par ailleurs, l’analyse de l’expression de PI4KIIIα dans le carcinome hépatocellulaire (CHC) conduit à proposer cette kinase comme un nouveau marqueur moléculaire, qui pourrait améliorer les modèles de pronostic déjà établis et pourrait conduire au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour les patients atteints d’un CHC, quelque soit l’étiologie. / Hepatitis C virus (HCV) is one of the leading causes of hepatocellular carcinoma. Therapeutic treatment against the virus has been recently improved by a tritherapy including pegylated interferon, ribavirin and antiviral protease. Nevertheless, the importance of side effects and the emergence of resistant mutants require the development of new antivirals. In this context, our team has recently discovered that Type III phosphatidylinositol 4-kinases (PI4KIIIα and PI4KIIIβ) are essential for the propagation of the virus in a human hepatic cell line at the entry and replication steps. To further characterize these potential therapeutic targets, we investigate the implication of these kinases during the HCV entry, using primary human hepatocytes, a model closer to the in vivo conditions. Two lines of research were developed: Verification of the importance of the kinase activity of PI4KIIIs during HCV entry in primary human hepatocytes, through a chemical approach; Validation of the involvement of these kinases and their enzymatic activity during viral entry through a genetic approach based on RNA interference and phenotype rescue. In parallel, we studied the expression of PI4KIIIα in liver diseases. Our results suggest the involvement of PI4KIIIα in HCV entry; the involvement of PI4KIIIIβ needs to be confirmed. The analysis of PI4KIIIα expression in hepatocellular carcinoma led us to propose this kinase as a new molecular marker, which could improve the already established prognosis models and could lead to the development of new therapeutic approaches.