Le cancer ovarien est la 1ère cause de décès par cancer gynécologique. A ce jour, le traitement le plus efficace consiste en une exérèse la plus complète possible de la tumeur associée à une chimiothérapie à base de sel de platine et de taxanes. Cependant, la survie globale des patientes à 5 ans reste faible (environ 40%), due à un fort taux de récidive et au développement d'une résistance aux traitements. Les interactions entre les cellules tumorales ovariennes (CTO) et le microenvironnement semblent être impliquées dans la progression de la maladie et l'acquisition de cette chimiorésistance. Parmi les cellules du microenvironnement tumoral, nous avons pu isoler des cellules stromales mésenchymateuses (MSC) à partir de biopsies de carcinome ovarien. Ces MSC associées au cancer (CA-MSC) ont la capacité d'induire une résistance des CTO au traitement par carboplatine. Afin de mieux comprendre les mécanismes conduisant des MSC à sécréter des facteurs pro-tumoraux, dans un contexte de cancer ovarien, nous avons mis en place un modèle à partir de MSC issues de donneurs ne présentant pas de cancer. Nous avons observé que la présence d'un environnement tumoral ovarien modifie le phénotype de MSC de moelle osseuse (BM-MSC) physiologiques, en entrainant notamment la sécrétion par ces CA-MSC " induites " de facteurs chimioprotecteurs pour les CTO. Parmi les facteurs sécrétés, nous avons identifié des chimiokines telles que CXCL1, CXCL2 et IL-8 comme des cibles thérapeutiques intéressantes pour lutter contre la résistance à la chimiothérapie. En effet, les CA-MSC et les CA-MSC " induites " sécrètent plus de CXCL1, CXCL2 et d'IL-8 que les BM-MSC. En outre, l'inhibition des récepteurs de ces chimiokines (CXCR1 et CXCR2) sensibilise les CTO au carboplatine, même en présence des sécrétions des CA-MSC et des CA-MSC " induites ". Ces expériences in vitro ont été confirmées in vivo dans un modèle expérimental murin. En effet, la co-injection à des souris immunodéprimées de MSC avec des CTO humaines entraine une protection des CTO vis-à-vis du carboplatine comparée à l'injection de CTO seules. Le co-traitement avec un inhibiteur de CXCR1 et de CXCR2 a permis de sensibiliser les CTO au carboplatine et d'empêcher la chimiorésistance induite par les MSC. En effectuant une étude rétrospective évaluant la concentration de ces chimiokines au moment du diagnostic, nous avons confirmé que les patientes qui seront a posteriori " résistantes " au carboplatine ont une concentration sérique de ces chimiokines qui est plus élevées que les patientes du groupe " sensibles " au carboplatine. Outre leur rôle direct dans l'acquisition de la chimiorésistance, les chimiokines comme CXCL1, CXCL2 et IL-8 peuvent être impliquées dans la régulation du système immunitaire. Nous avons montré que les CA-MSC étaient capables de modifier le phénotype des macrophages vers un phénotype M2 décrit comme pro-tumoral. En effet, ces macrophages ainsi polarisés ont un pouvoir cytotoxique dirigé contre les CTO inférieur aux macrophages non stimulés. L'ajout d'un inhibiteur de CXCR1 et de CXCR2 restaure le pouvoir cytotoxique initial des macrophages, même en présence des sécrétions des CA-MSC. Ainsi nos travaux suggèrent que les CA-MSC pourraient provenir de MSC physiologiques qui, au contact d'un environnement tumoral ovarien, vont acquérir un phénotype capable d'induire la sécrétion de facteurs chimioprotecteurs pour les CTO et de polariser les macrophages vers un phénotype moins cytotoxique pour les CTO. Ces deux phénomènes pro-tumoraux peuvent être inhibés par l'utilisation d'un inhibiteur des récepteurs de CXCR1 et de CXCR2. Ainsi ces récepteurs des chimiokines, semblent être des cibles thérapeutiques intéressantes afin de sensibiliser les CTO au carboplatine et traiter plus efficacement la tumeur. Ceci pourrait permettre d'éviter les récidives des cancers ovariens qui sont, à l'heure actuelle, observées chez plus de 70% des patientes. / Ovarian cancer is the leading cause of gynecological cancer death. To date, the most effective treatment consists of the complete excision of the tumor associated with chemotherapy based on platinum salts and taxanes. However, the 5-year overall survival remains low (close to 40%) due to a high rate of recurrence and development of resistance to treatments. Disease progression and the acquisition of this chemoresistance seem to be due to interactions between ovarian tumor cells (OTC) and the microenvironment. Amidst the cells of the tumor microenvironment, we were able to isolate mesenchymal stromal cells (MSC) from tumor biopsies of patients with ovarian adenocarcinoma. These cancer-associated MSC (CA-MSC) have the ability to induce resistance to carboplatin in OTC. In order to understand the mechanisms leading to the secretion of pro-tumoral factors by the CA-MSC in the context of ovarian cancer, we have developed a model based on the in vitro MSC culture of from healthy donors in tumor conditioning media. We have observed that an ovarian tumor environment modifies the physiological phenotype of bone marrow MSC (BM-MSC), leading in particular to the secretion by these "induced" CA-MSC of chemoprotective factors for OTC. Among these secreted factors, we have identified chemokines such as CXCL1, CXCL2 and IL-8 as therapeutic targets in order to control drug resistance. In fact, CA-MSC and "induced" CA-MSC secrete more CXCL1, CXCL2 and IL-8 than BM-MSC and the use of an inhibitor of their receptors (CXCR1 and CXCR2) sensitized OTC to carboplatin even in the presence of CA-MSC and " induced " CA-MSC secretions. These in vitro experiments have been confirmed in an experimental mouse model in vivo. Indeed, the co-injection of MSC with OTC yielded a greater protection of OTC to carboplatin compared with the OTC injection alone. Co-treatment with a CXCR1 and CXCR2 inhibitor resulted in sensitization of OTC to carboplatin and prevention of MSC-induced chemoresistance. We conducted a retrospective study evaluating the concentration of these chemokines at the time of diagnosis. We thus showed that patients who are a posteriori "resistant" to carboplatin have a higher concentration of chemokines than patients belong to the "sensitive" group to carboplatin. In addition to their direct role concerning the acquisition of chemoresistance, chemokines such as CXCL1, CXCL2 and IL-8 may be involved in the immune system regulation. In this context, we showed that CA-MSC were able to modify the phenotype of macrophages into a M2 phenotype described in literature to have a pro-tumoral activity. Indeed, these polarized macrophages present a lower cytotoxic capacity against OTC than unstimulated macrophages. CXCR1 and CXCR2 inhibitor restores the initial cytotoxic activity of macrophages even in the presence of CA-MSC secretions. Thus, our work suggests that CA-MSC could originate from physiological MSC which, in contact with an ovarian tumor environment, acquire a phenotype capable of inducing the secretion of chemoprotective factors for CTO and of polarizing macrophages into a less cytotoxic phenotype for OTC. These two pro-tumoral mechanisms can be inhibited by the use of CXCR1 and CXCR2 receptor inhibitors emphasizing the role of these chemokines in the development of a chemoresistance and showing how important is to go further is this study. Finally, these chemokines receptors seem to be therapeutic targets in order to sensitize OTC to carboplatin and to potentialize actual treatments. This could prevent the recurrence of ovarian cancers that are presently observed in more than 70% of patients.

Comme nous l’indiquions dans le But du Travail, le mélanome figure parmi les cancers associés aux pronostics les plus sombres, et ce en raison de son taux de réponse très faible à la radiothérapie et à la chimiothérapie. Cette résistance à la radiothérapie et à la chimiothérapie provient essentiellement du fait que les cellules de mélanomes sont résistantes à l’apoptose, et que la radiothérapie ainsi que bon nombre d’agents chimiothérapiques induisent la mort des cellules cancéreuses en y induisant l’apoptose. Nous avons voulu investiguer les rôles de la gastrine et de la galectine 1 sur le comportement biologique des cellules de mélanomes afin de voir s’il était possible de proposer la gastrine et/ou la galectine 1 comme nouvelles cibles thérapeutiques potentielles dans le cas du mélanome. <p>Notre stratégie de recherche est basée sur le principe (démontré sur le plan expérimental par de nombreuses études) selon lequel les cellules cancéreuses migrantes résistent à l’apoptose, et sont dès lors protégées contre les effets pro-apoptotiques de la chimiothérapie et de la radiothérapie qui représentent la quasi totalité de l’arsenal thérapeutique dont disposent les oncologues pour combattre les cancers. Diverses études expérimentales ont démontré que le fait de réduire le taux de migration de cellules cancéreuses résistantes à l’apoptose conférait à celles-ci une sensibilité accrue aux agents pro-apoptotiques. Nos résultats démontrent que la gastrine modifie de manière très significative les propriétés migratoires des cellules de mélanomes, sans toutefois modifier leur sensibilité à des agents pro-apoptotiques. Au contraire, la gastrine protègerait les cellules de mélanomes contre l’apoptose. Nous démontrons également dans notre travail, in vivo, un rôle pro-angiogénique pour la gastrine au sein de xénogreffes de mélanomes humains. Signalons que notre travail est le premier à démontrer un rôle potentiel de la gastrine au niveau de la biologie des mélanomes, tout au moins sur le plan expérimental. <p>Tout comme nous l’avons observé pour la gastrine, la galectine 1 semble également conférer aux cellules de mélanomes un certain degré de résistance aux agressions chimiothérapiques. Cette fois, le fait de diminuer le taux d’expression de la galectine 1 au sein de cellules du mélanome murin expérimental B16F10 (qui exprime des quantités importantes de galectine 1) renforce l’effet thérapeutique du témozolomide qui est une molécule cytotoxique. Cet effet semble survenir, tout au moins partiellement, suite à une diminution du taux d’expression de la protéine Hsp70 (suite à la diminution du taux d’expression de la galectine 1), avec pour conséquence une augmentation de la mort cellulaire par perméabilisation de la membrane des lysosomes.<p>Nous proposons une nouvelle approche thérapeutique pour combattre les mélanomes en faisant appel à la technique des petits ARN interférants (siRNA), dirigés dans le cas présent contre la galectine 1.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Nous avons développé deux méthodes originales de synthèse de cyclopenténones fonctionnalisées et découvert de nouveaux réarrangements d’alcools 1-styryl propargyliques catalysés par des acides.Ce travail de thèse a aussi permis de mettre en évidence les limitations d’une méthode de synthèse des flavaglines développée par des chercheurs de la compagnie Bayer. De plus, la resynthèse de certaines flavaglines et la synthèse d’une sonde de fluorescence originale ont permis de mieux caractériser le mode d’action et le potentiel thérapeutique des flavaglines pour leurs effets anticancéreux (notamment dans la résistance aux inhibiteurs de B-RAF), la régulation du canal TRPM6 et l’infection par le virus du Chikungunya. / We have developed two novel methods to prepare functionalized cyclopentenones and also discovered new acid-catalyzed rearrangements of 1-styryl propargylic alcohols. This work also explored the limitations of a method for the synthesis of flavaglines reported by Bayer researchers. Moreover, the re-synthesis of some flavaglines and the synthesis of an original fluorescence probe allowed some advances in the characterization of the mechanism of action and therapeutic potential of flavaglines for their anti-cancer effects (especially in the resistance to B6RAF inhibitors), the regulation of TRPM6 channel and the infection by Chikungunya virus.

Nous avons développé trois accès synthétiques performants à des cyclopentènones fonctionnalisées en exploitant des réactivités inattendues que nous avons découvertes. Nous avons aussi effectué la première synthèse d’isostères des flavaglines substitués par un groupement formylamino ou mésylamino en position 1b et ainsi démontré l’importance de l’hydroxyl en cette position pour la cytotoxicité de ces composés. De plus, nous avons aussi contribué à l’exploration du potentiel thérapeutique des flavaglines et d’un autre ligand des prohibitines, la fluorizoline, dans le traitement des cancers et de l’inflammation chronique des intestins, ainsi que dans la prévention des effets adverses des chimiothérapies au niveau cardiaque. / We have developed three novel synthetizes of functionalized cyclopentenones based on unexpectedreactivities that we discovered.We also developed the first synthesis of flavaglines isostere substituted by a formylamino or mesylaminogroup on the position of 1b, and demonstrated the importance of a hydroxyl group on this position forcytotoxicity.Moreover, we contributed to the exploration of the therapeutic potential of flavaglines and another ligand ofprohibitins, fluorizoline, in the treatment of cancers and intestinal chronic inflammation, and also in theprevention of the cardiac adverse effects in anticancer treatments.

Parmi les cellules stromales présentes dans le microenvironnement du cancer du sein, les adipocytes représentent des acteurs émergents dans la progression tumorale. Etudier le dialogue croisé entre adipocytes et cellules tumorales est d'importance en médecine, car l'obésité est un facteur reconnu de mauvais pronostic dans de nombreux cancers, notamment le cancer du sein. Nos résultats montrent que lorsque les adipocytes sont maintenus en présence des cellules tumorales pendant un temps prolongé, ils se réorientent progressivement en cellules fibroblastiques, présentant des caractéristiques de fibroblastes-Associés au Cancer. Nous avons nommé ces cellules, ADFs pour " Adipocytes Derived Fibroblasts " et montré que ces derniers, présents dans des tumeurs mammaires humaines, favorisent de manière importante l'invasion des cellules tumorales. D'autre part, nous avons démontré que les adipocytes favorisent une résistance pléiotropique aux cellules tumorales via un mécanisme d'efflux original et que cette chimiorésistance médiée par les adipocytes est amplifiée en conditions d'obésité. Ces travaux pourraient expliquer, en moins en partie, le mauvais pronostic des cancers du sein chez les patientes obèses. / Among stromal cells present in breast cancer, adipocytes represent emerging players in tumor progression. Studying the role of adipocytes in cancer is a major interest since epidemiological studies have convincingly established that obesity is associated with a poor outcome for several cancers, especially breast cancer. We demonstrated that some CAFs (Cancer Associated Fibroblasts) present in the breast tumor stroma arise from the "dedifferenciation" of adipocytes upon prolonged stimulation by tumor cells. This population was named ADFs (Adipocytes-Derived Fibroblasts) and was found in clinical samples of breast cancer. We further demonstrated that ADFs stimulate the invasive capacities of tumor cells. Moreover, our results suggest that adipocytes promote multidrug resistance in breast cancer cell lines mediated by an original efflux mechanism. Finally, we demonstrated that adipocyte-induced chemoresistance is amplified by obesity. This work may explain, at least in part, the poor prognosis of breast cancer in obese patients.

Therapy resistance of malignant cells represents the main reason responsible for the failure of cancer therapy. The growth of malignant cells at primary tumour sites but most importantly the dissemination of tumour cells and their growth at secondary sites, are the main reasons why patients eventually succumb to the disease. Even novel immune-based therapies find their limitation in most tumour types. The therapy resistance is mediated by the tumour cells but also by other cellular components of the tumour microenvironment. Understanding the tumour cells mechanisms and the tumour microenvironment features responsible for therapy resistance enables the development of novel therapeutic strategies. Here, we show that ionizing irradiation, 5-azacytidine, and IFNγ treatments induced expression of suprabasin (SBSN) and therapy-resistant low-adherent phenotype in cancer cells. Knockdown of SBSN resulted in suppression of the phenotype. Next, we identified aberrantly elevated SBSN in the bone marrow of a subgroup of myelodysplastic syndromes (MDS) patients. SBSN was expressed by myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) and showed significant anti-correlation with T cell abundance and CCL2 levels, hence promises a prognostic value in clinical use. We compiled the most of the relevant knowledge of SBSN...

Activée par la chimiothérapie, la sénescence est un mécanisme suppresseur de tumeur qui bloque la progression tumorale. Cependant, des cellules cancéreuses sont capables d’échapper à cette pression ce qui provoque une rechute clinique. Nous avons récemment décrit que les cellules émergentes acquièrent la capacité de résister à l’anoïkis et dépendent de Mcl-1. Cette voie de survie est activée par la kinase Akt qui inhibe la protéine Noxa et l’apoptose. L’une des caractéristiques de la sénescence est l’apparition d’un phénotype sécrétoire appelé SASP qui peut induire des effets délétères aux cellules voisines. Dans cette étude nous avons observé que le sécrétome des cellules persistantes induit la résistance à l’anoïkis, la migration et l’invasion des cellules parentales. Des études de protéomique réalisées au laboratoire ont montré que laTSP-1 est surexprimée dans les stades avancés de tumeurs de patients du sein et du colon. Lors de la persistance, la TSP-1 et son récepteur CD47 sont exprimés plus fortement par les cellules sénescentes. Le blocage de la TSP-1 ou de sa liaison à CD47 augmente l’émergence et induit la formation de sphéroïdes traduisant une augmentation de la proportion de cellules souches. Les facteurs d’auto-renouvellement Nanog etKlf4 sont induits précocement en réponse au traitement. Suite à l’inactivation de CD47 ou à une stimulation avec laTSP-1, l’expression de Nanog est bloquée. L’inhibition de Nanog ou de Klf4 diminue l’émergence. Ainsi, dans les cellules sénescentes, CD47 activerait le mécanisme d’auto-renouvellement et favoriserait l’émergence. En seliant, la TSP-1 bloquerait ces mécanismes et agirait comme un suppresseur de tumeur. / Activated by chemotherapy, senescence is a suppressive mechanism that prevents tumor progression. However some cancer cells can emerge and induce clinical relapse. We have recently described that emergent cells resist toanoikis and depend on Mcl-1. This survival pathway is activated by Akt kinase that inhibits Noxa and apoptosis. One of the caracteristics of senescence is the appearance of the secretory phenotype called SASP that can induce deleterious effects to neighboring cells. In this study, we observed that the secretome of persistant cells induces anoïkis resistance, migration and invasion of parental cells. Proteomics analysis performed at laboratory showed that TSP-1 is over expressed in advanced stages of colon and breast tumors. During persistance, TSP-1 and its receptor CD47 are more expressed by senescent cells. Blockade of TSP-1 or its binding on CD47 increases persistence and induces spheroïds generation showing an increase in the proportion of stem cells. Self-renewal factors Nanog and Klf4 are early expressed following treatment. Following CD47 inactivation or stimulation withTSP-1, the expression of Nanog is blocked. The inhibition of Nanog or Klf4 reduces emergence. So, in senescent cells, CD47 could activate self-renewal and could promote emergence. By linking to its receptor, TSP-1 could block these processes et coud act as a tumor suppressor.

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Objective: Tumor metastasis and resistance to chemotherapy are two critical factors that contribute to the high death rate of colorectal cancer (CRC) patients. Metastasis is facilitated by the epithelial-mesenchymal transition (EMT) of tumor cells, which has emerged not only as a fundamental process during metastasis, but is also a key process leading to chemoresistance of cancer cells. However, the underlying mechanisms of EMT in CRC cell remain unknown. Here, we aim to assess the role of dual serine/threonine and tyrosine protein kinase (DSTYK) in CRC metastasis and chemoresistance. Methods: To study the role of DSTYK in TGF-β-induced EMT, we employed techniques including Crispr/Cas9 knockout (KO) to generate DSTYK KO cell lines, RT-PCR to detect the mRNA expression, immunofluorescence analyses, and western blots to detect protein levels of DSTYK in the following 4 cell lines: control LS411N-TβRII and LS411N-TβRII/DSTYK KO, control LS513 and LS513/DSTYK KO cells, treated with/without TGF-β. The effects of DSTYK on apoptosis were investigated by MTT assays, flow cytometry assays, and TUNEL assays. The expression of DSTYK in CRC patients and its correlation with EMT markers were determined by bioinformatics analysis. For in vivo analysis, both xenograft and orthotopic tumor mouse models were employed to investigate the function of DSTYK in chemoresistance and metastasis of tumors. Results: In this study, we demonstrate that the novel kinase DSTYK promotes both TGF-β-induced EMT and the subsequent chemoresistance in CRC cells. DSTYK KO significantly attenuates TGF-β–induced EMT and chemoresistance in CRC cells. According to the Gene Expression Omnibus (GEO) database, the expression of DSTYK is not only positively correlated to the expression of TGF-β, but proportional to the death rate of CRC patients as well. Evidently, the expression of DSTYK in the metastatic colorectal cancer samples from patients was significantly higher than that of primary colorectal cancer samples. Further, we demonstrate in mouse models that chemotherapeutic drug treatment suppresses the growth of DSTYK KO tumors more effectively than control tumors. Conclusion: Our findings identify DSTYK as a novel protein kinase in regulating TGF-β–mediated EMT and chemoresistance in CRC cells, which defines DSTYK as a potential therapeutic target for CRC therapy.

Ovarian cancer is serious and one of the most common gynecologic cancers. Carboplatin is the therapeutic agent of the first choice in the ovarian cancer therapy. However, after the primary therapeutic response to carboplatin, the relapse of the disease may occur with developed resistance to carboplatin. Chemoresistance and insufficient therapy response are considered to be the reason of the high mortality rate of ovarian cancer. The DNA damage response pathways play an important role in the therapeutic response and chemoresistance development. Restoration of homologous recombination function in cancers is the key mechanism of resistance development to platinum agents. Based on this knowledge, we formed our hypothesis, that the inhibition of homologous recombination could increase the sensibility to carboplatin. The main goal of this thesis was to define the role of double-strand breaks repair in response to chemotherapy of ovarian cancer. Protein MRE11 is part of the MRN complex, that participates in double-strand breaks repair. Using mirin as a pharmaceutic inhibitor of MRE11 we were aiming to determine the impact of homologous recombination on the effect of carboplatin and its role in resistant development to carboplatin. In the practical part of the thesis, we described the association between...