Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est, dans le monde, le 5ème cancer le plus fréquent pour les hommes et le 7ème pour les femmes. En Europe, la France a un taux élevé à 7,8/100 000 habitants en 2018 (10 624 nouveaux cas estimés). Malgré les progrès, le pronostic du CHC est encore très sombre : il est la 4ème cause de mortalité par cancer au niveau mondial, avec une médiane de survie de 10 à 11 mois.Le CHC se développe dans 80% des cas sur une cirrhose due à une intoxication alcoolique chronique, une infection virale B ou C, ou plus rarement une pathologie métabolique. Les patients atteints de cirrhose ont un risque très élevé de développer un cancer mais également d’autres complications infectieuses liées à des processus d’inflammation chronique du foie. Il est donc indispensable d’identifier les facteurs intervenant dans le risque de complications et en particulier de CHC dans cette population pour mettre en place des actions préventives adaptées. L’alimentation est une source importante de composés bioactifs, en particulier pro- et anti-inflammatoires et représente un facteur modifiable potentiel. Les facteurs nutritionnels liés à la carcinogenèse hépatique sont donc encore mal définis. De plus, ces études ne sont pas toujours transposables dans une population aux habitudes alimentaires occidentales, et surtout n’ont pas été réalisées chez des patients atteints de cirrhose, pourtant les plus à risque de développer un CHC mais qui ont sans doute une alimentation spécifique.L’étude cas-témoin "CiRCE" (investigateur principal : Pr Hillon) offre l’opportunité de travailler sur les facteurs de risques environnementaux, nutritionnels et métaboliques du CHC chez des patients cirrhotiques, toute étiologie confondue. Cette étude est coordonnée par l’équipe EPICAD du centre de Recherche Inserm UMR 1231 « Lipides, Nutrition Cancer » avec le soutien du Centre d’Investigation Clinique Inserm1432/CHU de Dijon. Six centres hospitaliers (Besançon, Dijon, Metz, Nancy, Reims, Strasbourg) ont inclus entre 2008 et 2012 des malades atteints de cirrhose compliquée de CHC (428 cas) ou non compliquée de CHC (760 témoins). En plus du recueil standardisé de données cliniques, et d’une collection biologique, un questionnaire alimentaire a permis l’estimation de la consommation de 208 aliments, boissons et plats.La comparaison des cas et des témoins permet d’étudier le risque de CHC chez des patients atteints de cirrhose. L’ensemble de ces données constitue une base de travail très riche pour une thèse d’Université dans l’objectif de préciser le rôle des facteurs alimentaires dans la survenue de complications chez des patients atteints de cirrhose, en particulier la survenue d’un CHC. Plusieurs approches ont été abordées :1/ par aliments permettant de confirmer les hypothèses du WCRF/AICR mais chez des patients atteints de cirrhose2/ par profils de consommation alimentaire définis à priori permettant une approche plus intégrée de l’alimentation.3/Utilisation du Diet Inflammatory Index conçu pour estimer le potentiel inflammatoire de l’alimentation.4/ Focus les lipidesCes résultats qui manquaient encore dans la littérature pourraient amener à des recommandations nutritionnelles spécifiques à cette population de patients bien particulière et très à risque de complications graves et en particulier de CHC. / Hepatocellular Carcinoma (HCC) is worldwide the 5th most common diagnosed cancer in men and the 7th in women and the 4th cause of cancer death with a median survival between 10 and 11 months. The incidence rate in France is relatively high (7.8/100 000 with 10 624 estimated new cases in 2018). HCC prognosis is very poor due to the difficulty to diagnose it at an early stage. Around 80% of HCC occur in the setting of cirrhosis, mainly caused by alcoholism, chronic infections with HBV and HCV or metabolic syndrome. Cirrhotic patients have a high-risk to develop chronic inflammation or other liver complications that can progress toward cancer. Thus, it is important to identify the risk factors of these complications, and mainly HCC, in this specific population in order to define preventive tools.Diet is composed of several bioactive components and represents a modifiable factor with preventive potential. Associations between dietary factors and HCC risk have been little investigated and results were conflicting. It has been suggested that some foods, such as fruit, vegetables, fish and white meat, have a protective effect, whereas red and processed meat seem to be associated with an elevated risk of HCC. Strong evidence exists only for the relationship between liver carcinogenesis and coffee consumption. The previous results require confirmation especially in occidental countries and in such a high-risk population suffering from cirrhosis, for which food choices may differ.The French multicenter case-control study CiRCE (main investigator: Pr Hillon) was conducted to identify the environmental, nutritional and metabolic risk factors of developing HCC in cirrhotic patients with different etiologies. This study is coordinated by the EPICAD team from the National Institute for Health and Medical Research Inserm UMR1231 “Lipid Nutrition Cancer” with the collaboration of the Clinical Investigation Center of Dijon CHU. Between June 2008 and December 2012, cirrhotic patients with HCC (428 cases) or without HCC (760 controls) were recruited in six academic hospitals of the North-East of France (Besancon, Dijon, Metz, Nancy, Reims and Strasbourg). In addition to clinical data, every patient has to fill a diet history questionnaire that included 208 food items. A biobank has been also constituted.The comparisons between cases and controls allow investigating the HCC risk in cirrhotic patients.All these data are of great interest to investigate the relationships between dietary and metabolic factors and the risk of HCC or occurrence of complications in cirrhotic patients.

Le micro-environnement tumoral joue un rôle dans la croissance, l'invasion tumorale et la résistance aux traitements. Il est essentiel de comprendre les mécanismes qui régulent la communication entre les cellules tumorales et ce micro-environnement pour développer des thérapies efficaces. Dans ce contexte, les protéases extracellulaires de la famille des Adamalysines sont des acteurs importants dans la progression tumorale en agissant sur le remodelage de la matrice extracellulaire (MEC) et la biodisponibilité des médiateurs de communication cellulaire tels que les cytokines, les chimiokines et les facteurs de croissance. Mes travaux ont mis en évidence une nouvelle interaction entre ADAM12, un marqueur mésenchymateux induit au cours de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) dépendante du TGF-β et ZO-1, une protéine d’échafaudage exprimée dans des jonctions serrées de cellules épithéliales. Ces deux protéines sont redistribuées, dans des structures de type invadopodes pour promouvoir la dégradation de la MEC. Nous avons par ailleurs réalisé un criblage in silico qui nous a permis d’identifier un cluster d’adamalysines dont les gènes sont co-exprimés chez des patients atteints d’un carcinome hépatocellulaire. Parmi ces adamalysines, nous avons mis en évidence la protéine ADAMTS12, qui joue un rôle clé dans le développement de la fibrose hépatique en lien avec une réponse inflammatoire aigüe ou chronique. / Tumor microenvironment plays a major role in tumor growth, invasion and resistance to treatments. Understanding the mechanisms that regulate communication between tumor cells and their microenvironment is essential to develop effective therapies. In this context, Adamalysin extracellular proteases play major role in tumor progression, by modulating the extracellular matrix (ECM) remodeling and the bioavailability of cell communication mediators such as cytokines, chemokines and growth factors. My work revealed a new interaction between ADAM12, a mesenchymal marker induced during the epithelial-mesenchymal transition (EMT) dependent on TGF-β and ZO-1, a scaffolding protein expressed in tight junctions of epithelial cells. Both proteins are redistributed in invadopodia-like structures to promote ECM degradation. In a second study, we carried out an in silico screening that allowed us to identify a cluster of Adamalysin genes co-expressed in patients with hepatocellular carcinoma. Among these Adamalysins we have studied the protein ADAMTS12 in more details, and shown that this protein plays a key role in the development of liver fibrosis involving an acute or chronic inflammatory response.

Le cancer de la vessie est le 9ème cancer le plus fréquent avec 435 000 nouveaux cas diagnostiqués chaque année et 165 000 décès par an dans le monde. Au diagnostic, 70-80% des cancers de la vessie sont tumeurs superficielles n’infiltrant pas le muscle vésical (TVNIM). Depuis près de 40 ans, les instillations intra-vésicales de bacille de Calmette-Guérin (BCG) sont le traitement de référence des TVNIM ayant un risque élevé de progression (T1, carcinome in situ, Ta haut grade). Malgré un traitement bien conduit, le taux de récidive est d'environ 50%, et la progression vers une tumeur infiltrant le muscle est estimé à 20%-30% dans les 5 ans. Jusqu’à 15% des patients développent des métastases de leur carcinome urothélial. Aujourd’hui, aucun biomarqueur ne permet de prédire la réponse au BCG, ni l’évolution métastatique de la maladie. La cystectomie totale reste le traitement de référence en cas de non-réponse au BCG. Plusieurs essais cliniques évaluent des traitements immuno-modulateurs ciblant les points de contrôle immunitaires PD1, PD-L1 en 2° ligne de traitement après échec du BCG. Les instillations endo-vésicales d’adénovirus recombinant, de virus oncolytique ou d'agoniste de la voie STING sont des stratégies thérapeutiques en cours d'évaluation. L'objectif de ce travail était d'étudier les mécanismes de résistance intrinsèques des cellules tumorales exposées au BCG afin d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. / Bladder cancer is a heterogeneous disease that displays invasive and non-invasive histological features, and a wide spectrum of molecular alterations and subtypes. Treatment of non-invasive tumors with high-risk features (carcinoma in situ, high-grade Ta, T1) includes trans-urethral resection of the tumor, followed by intravesical instillations of bacillus Calmette-Guérin (BCG). Despite a multitude of evidence for anti-tumor efficacy, 50% of patients with high-risk NMIBC develop tumor recurrence and 20-30% disease progression. Ultimately, 10-15% of patients die of metastatic disease. New therapeutic strategies are currently in clinical development to treat BCG-unresponsive tumors including antagonistic antibodies directed against the T-cell immune checkpoints PD-1, PD-L1 and CTLA-4, but also recombinant adenovirus interferon α (Ad-IFNα/Syn3), oncolytic virus and STING agonists. Although recent studies have identified potential immune parameters that could impact clinical response, mechanisms of tumor resistance to BCG immunotherapy remain poorly understood. Additionally, tumor heterogeneity and plasticity of cancer cells undermine our attempts to precise dynamics of immune escape under selective pressure. How cancer cells evade to the anti-tumor immune response, and whether cancer cells acquire intrinsic undesirable characteristics upon BCG exposure remain unknown. Altogether, this highlights the crucial need to better understand the mechanisms of tumor resistance that occur during BCG immunotherapy in order to identify new targetable pathways and treatment strategies.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Objectifs: Les données provenant des centres de soins tertiaires suggèrent que le taux de mortalité péri-opératoire (MPO) après cystectomie notés pour les patients âgés (septuagénaires et octogénaires) n’excède pas celle des patients plus jeunes. Toutefois, les données provenant de la communauté démontrent un phénomène inverse. Spécifiquement, la MPO est plus élevés chez les ainés. Dans cette thèse nous allons présenter une réévaluation contemporaine du taux de MPO après cystectomie. Méthodes: Entre 1988 et 2006, 12722 cystectomies radicales pour le carcinome urothéliale de la vessie ont été enregistrées dans la banque de données SEER. Le taux de MPO a été évalué dans les analyses de régression logistique univariées et multivariées à 90 jours après cystectomie radicale. Les covariables incluaient: le sexe, l’ethnie, l’année de chirurgie, la région d’origine du patient ainsi que le grade et le stade de la tumeur. Résultats: Parmi tous les patients, 4480 étaient des septuagénaires (35.2%) et 1439 étaient des octogénaires (11.3%). Le taux de MPO à 90 jours était de 4% pour la cohorte entière vs. 2% pour les patients moins de 69 ans vs. 5.4% pour les septuagénaires vs. 9.2% pour les octogénaires. Dans les analyses de régression logistiques multivariées, les septuagénaires (OR=2.80; <0.001) et les octogénaires (OR=5.02; <0.001) avaient reçu un taux de MPO plus augmenté que les patients moins de 70 ans après une cystectomie radicale. Conclusion: Cette analyse épidémiologique basée sur les donnés le plus contemporaines démontre que l’âge avancée représente un facteur de risque pour un taux de MPO plus élevé. / Objective Data from tertiary care centers suggest that the perioperative mortality (POM) after radical cystectomy (RC) is not different in septuagenarian or octogenarian patients, compared to younger individuals. Conversely, population-based data state otherwise. We revisited this topic in a large contemporary population-based cohort. Methods Between 1988 and 2006, 12722 radical cystectomies were performed for urothelial carcinoma of the urinary bladder (UCUB) in 17 Surveillance, Epidemiology and End Results (SEER) registries. Of those 4480 were aged 70-79 and 1439 were 80 years and older. Univariable and multivariable logistic regression models tested 90-day mortality (90dM) after radical cystectomy. Covariates consisted of gender, race, year of surgery, SEER registry, histological grade and stage. Results Of all 12722 patients, 4480 (35.2%) were septuagenarian and 1439 (11.3%) were octogenarian. The overall 90dM rate was 4% for the entire population, 2% for patients aged 69 years or younger, 5.4% for septuagenarian patients and 9.2% for octogenarian patients. In multivariable logistic regression analyses, septuagenarian (OR= 2.80; <0.001) and octogenarian (OR= 5.02; <0.001) age increased the risk of 90dM after RC. Conclusions In this population-based analysis, POM was between 3 and 5-fold higher respectively in septuagenarian and octogenarian patients which is higher in tertiary care centers. This information needs to be included in informed consent considerations, specifically if RC will not be performed at a tertiary care center.

Introduction : La néphro-urétérectomie radicale (NUR) représente le traitement primaire pour les patients atteints d’une tumeur des voies excrétrices supérieures (TVES) non métastatique. Une approche ouverte ou laparoscopique peut être considérée. Malgré la présence de plusieurs études comparant les résultats périopératoires et oncologiques entre ces deux approches, aucunes études se basent sur une cohorte populationnelle. Objectif : Notre but est d’évaluer la morbidité péri-opératoire entre la NUR ouverte et laparoscopique en utilisant une cohorte populationnelle. Méthode : Nous avons utilisé la base de donnée Nationwide Inpatient Sample (NIS) pour identifier tous les patients atteints d’une TVES non métastatique, traités par NUR ouverte ou laparoscopique, entre 1998 et 2009. Au total, 7401 (90,8%) et 754 (9,2%) patients ont subi une NUR ouverte et laparoscopique, respectivement. Dans le but de contrôler les différences inhérentes entre les deux groupes, nous avons utilisé une analyse par appariement sur les scores de propension. Ainsi, 3016 (80%) patients avec NUR ouverte étaient appariés à 754 (20%) patients avec NUR laparoscopique. Intervention : Tous les patients ont subi une NUR. Mesures : Les taux de complications intra-opératoires et post-opératoires, de transfusions sanguines, d’hospitalisation prolongée et de mortalité intrahospitalière ont été mesurés. Des analyses de régression logistique on été utilisées pour notre cohorte, après appariement sur les scores de propension. Résultats et Limitations : Pour les patients traités par approche ouverte vs. laparoscopique, les taux suivants furent calculés : transfusions sanguines : 15 vs. 10% (p<0,001); complications intra-opératoires : 4,7 vs. 2,1% (p=0,002); complications post-opératoires : 17 vs. 15% (p=0,24); durée d’hospitalisation prolongée (≥ 5 jours) : 47 vs. 28% (p<0,001); mortalité intra-hospitalière 1,3 vs. 0,7% (p=0,12). Sur les analyses par régression logistique, les patients ayant été traités par NUR laparoscopique avaient moins de chance de recevoir une transfusion sanguine (odds ratio [OR]: 0,6, p<0,001), de subir une complication intra-opératoire (OR: 0,4, p=0,002), et d’avoir une durée prolongée d’hospitalisation (OR: 0,4, p<0,001). Globalement les taux de complications postopératoires étaient équivalents. Toutefois, l’approche laparoscopique était associée à moins de complications pulmonaires (OR: 0,4, p=0,007). Cette étude est limitée par sa nature rétrospective. Conclusion: Après ajustement de potentiels biais de sélection, la NUR par approche laparoscopique est associée à moins de complications intraopératoires et péri-opératoires comparée à la NUR par approche ouverte. / Background: Nephroureterectomy represents the primary management for patients with non-metastatic upper tract urothelial carcinoma (UTUC). Either an open (ONU) or laparoscopic (LNU) nephroureterectomy may be considered. Despite the presence of several reports comparing perioperative and cancer control outcomes between the two approaches, no reports relied on a population-based cohort. Objectives: To examine intraoperative and postoperative morbidity of ONU and LNU in a population-based cohort. Design, setting, and participants: We relied on the Nationwide Inpatient Sample (NIS) to identify patients with non-metastatic UTUC treated with ONU or LNU between years 1998 and 2009. Overall, 7401 (90.8%) and 754 (9.2%) patients underwent ONU and LNU, respectively. To adjust for potential baseline differences between the two groups, propensity-based matching was performed. This resulted in 3016 (80%) ONU patients matched to 754 (20%) LNU patients. Intervention: All patients underwent NU. Measurements: The rates of intraoperative and postoperative complications, blood transfusions, prolonged length of stay (pLOS), and in-hospital mortality were assessed for both procedures. Multivariable logistic regression analyses were performed within the post propensity-matched cohort. Results and limitations: For ONU vs. LNU respectively, the following rates were recorded: blood transfusions: 15 vs. 10% (P<0.001); intraoperative complications: 4.7 vs. 2.1% (P=0.002); postoperative complications: 17 vs. 15% (P=0.24); pLOS (≥5 days): 47 vs. 28% (P<0.001); in-hospital mortality: 1.3 vs. 0.7% (P=0.12). In multivariable logistic regression analyses, LNU patients were less likely to receive a blood transfusion (odds ratio [OR]: 0.6, P<0.001), to experience any intraoperative complications (OR: 0.4, P=0.002), and to have a pLOS (OR: 0.4, P<0.001). Overall postoperative complications were equivalent. However, LNU patients had fewer respiratory complications (OR: 0.4, P=0.007). This study is limited by its retrospective nature. Conclusions: After adjustment for potential selection biases, LNU is associated with fewer adverse intraoperative and perioperative outcomes than ONU.

La glycosylation est un processus enzymatique permettant l'ajout de sucres à des composés (sucres, lipides ou protides), modifiant ainsi leurs propriétés. La glycosylation est impliquée dans la détoxification des xénobiotiques et des variations d'activité des enzymes responsables ont été identifiées comme facteur de risque de cancer en particulier dans les organes exposés aux xénobiotiques. Dans la première partie de notre travail nous étudions l'impact des polymorphismes génétiques de certaines enzymes responsables de la détoxification (UGT1A7, GST et XRCC1) sur le risque de carcinome hépatocellulaire. Nous montrons que la combinaison de certains polymorphismes génétiques peut entraîner une augmentation du risque de CHC. Des modifications d'expression des glycoprotéines de surface ont été observées dans les cellules cancéreuses jouant un rôle dans leurs interactions avec le microenvironnement. Dans la seconde partie, nous étudions l'effet de l'inhibition des interactions des cellules de CHC/cellules endothéliales par le blocage du couple sialyl Lewis x/E-sélectine sur la croissance tumorale. Ce blocage est obtenu, d'une part par transfert du gène de la Fucosyl-transferase I, inhibant l'expression de sLex à la surface des cellules de CHC, et d'autre part, par utilisation de cimétidine ou d'amiloride permettant une inhibition de l'expression de la E-sélectine par les cellules endothéliales. Nous obtenons une inhibition de la croissance tumorale in vivo par blocage de la néoangiogénèse. Ces travaux permettent donc d'identifier des facteurs de risque génétiques de CHC et d'envisager une autre voie de traitement du CHC. / Glycosylation is an enzymatic process that consists of the addition of glycosyl groups to compounds (sugars, lipids or proteins), thus modifying their properties. Glycosylation is involved in the detoxification of xenobiotics and variations in activity of enzymes responsible have been identified as a potential risk factor for cancer in particular in organs in contact with the external environment. In the first part of our work we study the impact of polymorphisms of detoxification enzyme (UGT1A7, GST and XRCC1) on the risk of hepatocellular carcinoma. We show that the combination of genetic polymorphisms of such enzymes may increase the risk of HCC. Modifications in the expression of surface glycoproteins have been observed in cancer cells and play a role in their interactions with the tumoral microenvironment. In the second part, we study the effect of inhibition of interactions of HCC cells / endothelial cells on tumor growth by blocking the interaction between sialyl Lewis x and E-selectin. First, we achieved the inhibition of the expression of sLex on the surface of HCC cells by introducing fucosyl transferase- I gene in HCC cells. In a second part of our work we used cimetidine and amiloride to inhibit the expression of E-selectin by endothelial cells. This approach resulted in inhibition of HCC cells / endothelial cells interaction and thereby tumor growth inhibition in vivo. This effect is mediated by an inhibition of tumor neoangiogenesis. This work therefore identifies genetic risk factors for HCC and allows considering another way of treatment of HCC.

Au sein d’une tumeur des régions hypoxiques se forment ce qui conduit à l’activation du facteur de transcription HIF1. HIF1, composé des deux protéines HIF1a et HIF1b, permet l’adaptation des cellules à des faibles concentrations d’oxygène en activant la transcription de gène cible. Un de ces gènes est celui codant pour la lysyl oxydase (LOX). Cette enzyme structure la matrice extracellulaire et est impliquée dans la tumorigénèse. Pour comprendre les liens entre LOX et HIF1a, nous avons modulé leurs expressions dans des lignées humaines de carcinome du côlon. En condition hypoxique, HIF1a contrôle l’expression de LOX et réciproquement, LOX régule la synthèse protéique d’HIF1a via l’activation de la voie de signalisation PI3K/AKT. Nous avons donc mis en évidence l’existence d’une boucle de régulation positive entre LOX et HIF1 en conditions hypoxique. Sachant que ces deux protéines sont des acteurs majeurs de la progression tumorale, nous avons cherché à comprendre le rôle de cette régulation mutuelle dans ce processus. Nos résultats démontrent que l’activité enzymatique de LOX promeut la croissance tumorale in vitro et in vivo et que son action est potentialisée par la présence de son partenaire HIF1a. De plus, LOX et HIF1a agissent en synergie afin d’augmenter la potentiel métastatiques des cellules tumorale de côlon in vitro. Ainsi, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence l’existence d’une boucle de régulation entre HIF1a et LOX qui est critique dans la progression tumorale et semble également être impliquée dans le processus métastatiques / The microenvironment of solid tumors is exposed to hypoxic conditions which lead to the activation of Hypoxia‐Inducible Factor 1 (HIF1). HIF1, composed by a heterodimer of HIF1a and HIF1b protein, is a key transcription factor involved in cellular adaptation to changes in oxygen level, inducing the expression of several transcriptional targets such as Lysyl Oxidase (LOX). LOX is an amine oxidase that catalyzes crosslinking of fibrillar collagens and elastin in the extracellular matrix. Furthermore, LOX is implied in tumor progression. To clarify, the link between LOX and HIF1a, their expression were modulated in human colorectal carcinoma cell lines. We pointed out that besides HIF1‐dependant regulation of LOX, LOX can also act on the HIF1 pathway under hypoxic conditions. Indeed, LOX enzymatic activity upregulates HIF1a protein synthesis, and this action is mediated by the PI3K/AKT pathway. Thus, these results emphasize the existence of a regulation loop between HIF‐1a and LOX, which represent two main actors of tumoral progression. Thus, we wanted to determine the implication of this amplification loop in tumor progression. Our results show that LOX enzymatic activity increase tumor growth in vitro and in vivo, and this role is partially dependant of its partner HIF1a. Furthermore, we established that that LOX and HIF1a act in synergy to foster metastatic potential in colorectal carcinoma cell lines. Taken together, our results demonstrate a regulation loop between LOX and HIF1a with is critical for tumor progression and metastasis formation

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