Le mésothéliome pleural malin (MPM) est un cancer rare et de mauvais pronostic. Le diagnostic de MPM restant difficile à ce jour, nous avons tout d'abord évalué l'intérêt de l'analyse du transcriptome, à partir des cellules présentes dans le liquide pleural, à des fins diagnostiques. Si cette approche parait faisable, ses contraintes techniques la rendent incompatibles avec une utilisation en routine. Notre deuxième axe de travail s'est inscrit dans le domaine du traitement local du MPM, avec l'évaluation de l'administration intrapleurale (IP) de deux molécules de chimiothérapie : le pemetrexed et le lipoplatine. Les résultats sur modèle animal montrent que les profils pharmacocinétiques de ces deux molécules sont significativement différents entre une administration intraveineuse et une administration IP. Dans l'optique d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, nous avons évalué la voie de l'adrénomédulline (AM) dans le MPM. L'AM et ses récepteurs sont conjointement exprimés dans les biopsies pleurales de MPM. In vitro, l'AM augmente les capacités de prolifération, de migration et d'invasion des cellules de MPM, par l'intermédiaire de la voie des MAPK. L'inhibition de l'AM ou de ses récepteurs apparait comme une stratégie thérapeutique prometteuse dans le MPM, de part ses effets directs sur les cellules néoplasiques, mais aussi ses effets indirects, via une inhibition de l'angiogénèse et de la lymphangiogénèse tumorale (in vivo). Enfin, nous avons évalué de nouveaux critères de jugement pour les essais cliniques de phase II. Nous avons montré que le taux de survie sans progression à 9 semaines est le critère le plus performant pour prédire la survie globale. / Malignant pleural mesothelioma (MPM) is a rare cancer with poor prognosis. As MPM diagnosis remains difficult today, we first assessed the potential value of transcriptome analysis, from cells in pleural fluid, with diagnostic purpose. If this approach looks feasible, its technical constraints make it incompatible with routine practice. The second axis of our work concerned MPM local treatment, with the assessment of intrapleural (IP) administration of two chemotherapy drugs: pemetrexed and lipoplatin. Results obtained in an animal model show that the pharmacokinetic profiles of these two drugs are significantly different between intravenous and IP administration. With the goal of identifying new therapeutic targets, we explored the adrenomedullin (AM) pathway in MPM. AM and its receptors are jointly expressed in pleural biopsies from MPM. Moreover we demonstrated in vitro that AM increases the proliferation, migration and invasion abilities of MPM cells, through the MAPK signaling pathway. Inhibition of AM or its receptors appears as a promising therapeutic strategy, because of its direct effects on malignant cells, but also its indirect effects, via tumor angiogenesis and lymphangiogenesis inhibition (in vivo). Finally, we assessed new endpoints for phase II clinical studies. We showed that the progression-free survival rate at 9 weeks is the most performant criterion to predict overall survival.

Le glioblastome est la forme la plus agressive des tumeurs du système nerveux central. Le traitement de référence consiste en l'exérèse chirurgicale, suivie d'une radiothérapie associée à une chimiothérapie concomitante et adjuvante par le témozolomide. Son bénéfice est démontré par une médiane de survie entre 12 et 14 mois. Le glioblastome est caractérisé par une population cellulaire hétérogène hautement infiltrante, angiogénique et résistante à la chimiothérapie. Dans le but d'optimiser l'effet des molécules thérapeutiques, un suivi de leur pharmacocinétique ainsi qu'une bonne caractérisation tumorale sont nécessaires. L'imagerie par désorption laser assistée par matrice en spectrométrie de masse (IMS MALDI) a été utilisée pour l'identification de marqueurs diagnostiques, pronostiques et prédictifs de réponse aux traitements. Elle a aussi permis de suivre la pharmacocinétique in situ des chimiothérapies.L'identification de protéines directement sur tissu par fragmentation en source a permis la mise en évidence de différents isotypes de tubuline, une des cibles majeures en thérapie anticancéreuse. Le couplage de cette stratégie d'identification à l'imagerie MALDI a permis d'identifier et de localiser dans des zones tumorales, des protéines impliquées dans la tumorigenèse. La distribution intra-tissulaire du bévacizumab et du témozolomide a été étudiée pour la première fois.Des marqueurs de réponse aux traitements ont ensuite été identifiés par comparaison des profils d'expression protéique de tumeurs avec et sans traitement. Ces résultats montrent l'intérêt de l'imagerie MALDI pour l'étude des chimiothérapies et permettent d'envisager son utilisation clinique future. / Glioblastoma is the most aggressive of the gliomas, a collection of tumors arising from glia or their precursors within the central nervous system. The current standard of care, comprised of surgical resection followed by radiation and the chemotherapeutic agent temozolomide, only provides patients with a 12-14 months survival period post-diagnosis. The glioblastoma is characterized by a heterogeneous population of cells that are highly infiltrative, angiogenic and resistant to chemotherapy. In order to optimize the therapy effect, a pharmacokinetic monitoring and a better understanding and characterization of tumor biology are needed. For this purpose, matrix assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry imaging mass spectrometry (MALDI IMS) technology was applied to identify diagnostic, prognostic and predictive markers of therapy response; and to understand/follow the pharmacokinetic of chemotherapies. The top-down in-source decay strategy was used for protein identification directly on tissue. This strategy allowed tubulin protein isoforms distinction and identification, which is one of the main targets in cancer therapy. MALDI imaging coupled to ISD identified tumorigenesis proteins within tumor structures. Bevacizumab and temozolmide distribution was followed within brain tissue sections. For the first time a monoclonal antibody was deciphered on tissue. Finally, markers that predict therapy response were demonstrated by a comparison between protein expression profiles from tumors with and without chemotherapy treatment. These results highlight the interest of MALDI imaging for chemotherapy improvement and open the way for its use in the clinics.

Les dommages de l’ADN, induits par les traitements de chimiothérapie, sont responsables de l’induction de la sénescence, un arrêt définitif du cycle cellulaire dépendant des voies p53-p21 et p16-Rb. L'efficacité de cette suppression n’est pas optimale en raison d’une hétérogénéité de réponse à la chimiothérapie. Dans cette étude, nous avons analysé l’échappement à la sénescence en réponse à l’irinotécan, un traitement des cancers colorectaux. Dans les cellules LS174T, le processus de sénescence est induit mais des cellules conservent leurs capacités prolifératives et l’exercent après l’élimination du traitement. Les cellules proliférantes (PLD) et sénescentes (PLS) forment un mélange hétérogène appelé cellules persistantes (PLCs). Alors qu’elles sont constituées d’une part importante de cellules sénescentes, les PLCs sont capables de former des tumeurs in vivo, de manière comparable aux cellules parentales. De façon intéressante, le traitement est également associé à l’augmentation de l’agressivité caractérisée par la croissance en faible adhérence. L’émergence des PLD et la résistance à l’anoikis sont dépendantes de l’expression des protéines Mcl-1, Bcl-xL et p21. L’enrichissement des PLD et PLS, réalisé par cytométrie en flux, a permis d’identifier les PLS comme nécessaires à la résistance à l’anoikis. Les PLS pourraient donc créer un environnement favorable à la transformation de cellules non touchées par le traitement. Alors que le rôle de Mcl-1 et Bcl-xL dans chaque population reste à déterminer, l’utilisation d’inhibiteurs de ces protéines combinés à l’irinotécan pourrait limiter l’hétérogénéité de réponse à la chimiothérapie et l’agressivité tumorale. / Activated by chemotherapy, senescence is a suppressive response which prevents cell cycle progress through activation of the p53-p21 and p16-Rb signaling pathways. However, despite the efficiency of this suppression, cancer cells can emerge to induce clinical relapse. In this study, we analyzed senescence escape in response to irinotecan, one of the first line treatment used in colorectal cancer. After treatment, senescence is induced in LS174T cell but a subpopulation of cells finally resume proliferation. Persistent cells (PLCs) are composed of an heterogenous mixture of senescent (PLS) and dividing cells (PLD). In spite of PLS, PLCs are able to grow in vivo as efficiently as parental LS174T cells. Importantly, persistence induced the emergence of more transformed cells characterized by the ability to grow in low adhesion conditions. PLD emergence and anoikis resistance depend on Mcl-1, Bcl-xL and p21. PLD and PLS enrichment, by flow cytometry, allowed us to identify PLS as essential for anoikis resistance. Our results suggest that PLS establish a favorable environment for the transformation of unaffected cells. Mcl-1 and Bcl-xL role in each population remains to be determined, but inhibitors of these protein used in combination with irinotecan should restrict the heterogeneity of the response and tumoral aggressiveness.

L’inflammasome NLRP3 est un complexe multiprotéique responsable notamment de la production d’IL-1β, une cytokine inflammatoire. Les effets délétères de l’inflammasome NLRP3 ont été démontrés dans de nombreuses maladies dont le cancer. Ce travail se concentre sur les effets de NLRP3 dans le contexte du cancer.Dans un premier projet, j’ai étudié l’activation de l’inflammasome NLRP3 dans les MSDC après un traitement par chimiothérapie. Deux chimiothérapies, le 5-Fluorouracile et la Gemcitabine, sont capables d’éliminer de façon spécifique les MDSC, population de cellules immunosuppressives dont la taille augmente en cas de cancer. J’ai découvert que le 5-Fluorouracile et la Gemcitabine activaient l’inflammasome NLRP3 dans les MDSC. En effet, le 5-Fluorouracile et la Gemcitabine provoquent la perméabilisation du lysosome des MDSC, permettant la sortie de la cathepsine B, protéine lysosomale, dans le cytoplasme où elle interagit directement avec NLRP3. Cette interaction active l’inflammasome NLRP3 et la production d’IL-1β. Cette IL-1β est responsable du développement d’une nouvelle population immunosuppressive, les Th17.J’ai ensuite étudié le rôle de NLRP3 dans la différenciation des lymphocytes T CD4 Th2. Dans ces cellules, le rôle de NLRP3 s’effectue indépendamment du reste du complexe multiprotéique qui forme l’inflammasome. Après avoir été induit par la cascade de signalisation de l’IL-2, NLRP3 interagit avec IRF4 (interferon regulatory factor) et agit comme un facteur de transcription sur le promoteur du gène de l’IL-4. L’absence de NLRP3 a pour conséquence une production moins importante d’IL-4 par les Th2 qui sont alors moins fonctionnels / The inflammasome NLRP3 (NOD like receptor pyd containing 3) is a multiprotein complex notably responsible for IL-1β (interleukine-1β) production, an inflammatory cytokine. Negative effects have been observed in various diseases including cancer. My thesis focuses on the effects of NLRP3 in cancer.In my first project, I studied the NLRP3 inflammasome activation in MDSC (myeloïd derived suppressor cells) after a chemotherapy treatment. Two chemotherapies, 5-Fluorouracil and Gemcitabine, are selectively able to kill MDSC, an immunosuppressive population growing during cancer evolution. MDSC’s death restores anti-tumor immunity for a while but another immunosuppressive population is established by MDSC produced IL-1β before their disappearance. I discovered that 5-Fluorouracil and Gemcitabine trigger NLRP3 inflammasome activation in MDSC. 5-Fluorouracil and Gemcitabine induce lysosomal permeabilisation, allowing for Cathepsin B release into the cytoplasm where it directly interacts with NLRP3. That interaction activates the inflammasome and induces IL-1β production which is responsible for the development of another immunosuppressive population, called Th17 cells.I then studied the role of NLRP3 during Th2 differentiation. Here, NLRP3 actions are done independently of the other inflammasome forming proteins. After being induced by IL-2 signalization pathway, NLRP3 interacts with IRF4 (interferon regulatory factor 4) and acts as a transcription factor on the IL-4 promoter gene. Lack of NLRP3 leads to a smaller IL-4 production by Th2 cells which are consequently less functional

Les dérivés de platine (cisplatine, oxaliplatine et carboplatine) et les taxanes (paclitaxel et docétaxel) font partie des grandes familles d’agents anticancéreux couramment utilisés en chimiothérapie. Ils permettent de traiter les tumeurs solides telles que les cancers de l’ovaire, du poumon, de la prostate, du sein, tête et cou. Cependant, ils sont à l’origine d’importantes neuropathies périphériques qui peuvent devenir irréversibles et laisser les patients avec des séquelles importantes. Il s'agit de vertiges, acouphènes, engourdissements, pertes de sensibilité, allodynies au toucher ou aux variations de température. Ces effets secondaires sont fortement contraignants et réduisent considérablement la qualité de vie de 30 à 50% des patients. L'importance clinique est considérable, puisque cela conduit environ 1/3 des patients atteints à l’arrêt et/ou au changement des traitements, bien que ceux-ci soient efficaces sur les tumeurs.Les dérivés de platine sont des agents pontants : leurs interactions avec les bases purines de l’ADN forment des adduits, qui vont être reconnus par des protéines de dommage à l’ADN, conduisant à la mort cellulaire. Les taxanes bloquent la dépolymérisation des microtubules, ce qui induit la mort des cellules en divisions. Le fait que deux mécanismes d’action antitumorale très différents provoquent, à court ou à moyen terme, les mêmes neuropathies périphériques, est paradoxal et n’a pas d’explication.Le but de mon projet de thèse était d’étudier le ou les mécanismes à l’origine de ces neuropathies et de développer une formulation visant à les réduire. Pour cela, j’ai étudié les effets des taxanes et dérivés de platine sur les canaux ioniques, impliqués dans la nociception. Ces canaux ioniques, appelés nocicepteurs, sont transcrits dans les corps cellulaires des ganglions spinaux (DRG), avant d’être principalement adressés à l’extrémité des nerfs périphériques. Ils détectent les stimuli mécaniques, thermiques et chimiques et génèrent ou transmettent les potentiels d’action correspondants. Le fait de perturber l’expression génique et/ou l’activité de ces nocicepteurs, aura donc pour conséquence de modifier les seuils de sensibilité et la transmission de différents stimuli.Mes résultats ont permis de quantifier dans des cultures primaires de DRG et in vivo chez la souris, le remodelage génique de nocicepteurs induit par les traitements de chimiothérapie, en corrélation avec l’apparition de neuropathies périphériques que j'ai mesurées par des tests comportementaux. Cela nous a permis d'identifier une famille de molécules candidates, qui pourraient potentiellement contrer le mécanisme identifié dans ces travaux. L'une de ces molécules permet de rétablir l’expression génique de nocicepteurs et aussi de supprimer les neuropathies périphériques chez la souris. Ce travail devrait se poursuivre dans le cadre d'un processus de valorisation, ayant pour objectif d'aboutir à un traitement préventif et/ou curatif, de ces neuropathies chez les patients. / Platinum-based drugs (cisplatin, oxaliplatin and carboplatin) and taxanes (paclitaxel and docetaxel) are among the most common drugs families used in chemotherapy. They are used for treatment of numerous human cancers including bladder, breast, head and neck, lung, ovarian, prostate and testicular cancers. However, these anticancer drugs cause significant peripheral neuropathies, that can become irreversible and leave serious clinical sequelae in patients. These include tinnitus, dizziness, tingling, numbness, loss of sensitivity, allodynia to touch or temperature changes and hyperalgesia. These side effects are highly restrictive and significantly reduce the quality of life of 30-50% of patients. The clinical significance is considerable, since it leads to about one-third of patients with stopping and/or changing treatments, although these are effective on tumors.Platinum-based drugs are DNA binding agents: they generate DNA lesions on the purine bases of DNA, that will be recognized by DNA damage response proteins, leading to cell death. Taxanes block the cell cycle in mitosis, by stabilizing the microtubule cytoskeleton against depolymerization. The fact that these two completely different antitumor mechanisms of action, induce the same peripheral neuropathies in the short to medium term, is paradoxical and has no explanation.The aim of my PhD research project was to study the mechanism(s) behind these neuropathies and to develop a new formulation to prevent and/or reduce them. Therefore, I studied the effects of taxanes and platinum-based drugs on several ion channels, involved in nociception. These ion channels, called nociceptors, are transcribed into the cell bodies of dorsal root ganglia (DRGs) and located to the peripheral nerve endings. They detect mechanical, thermal and chemical stimuli and generate or transmit the corresponding action potentials. Changes in gene expression and/or activity of nociceptors, will therefore modify the nociceptive thresholds and the transmission of different stimuli.My results allowed me to quantify, in primary cell culture of mouse DRGs and in vivo, the remodeling of ion channel expression induced by chemotherapy, in correlation with the development of peripheral neuropathies, that I measured by behavioral assessment. These results allowed us to identify a family of candidate molecules, that could potentially counteract the mechanism identified in this work. I showed that one of these molecules, can restore the gene expression of nociceptors and suppress peripheral neuropathies in mice. This work should continue as part of a valorization process, aiming to lead to a preventive and/or curative treatment, of these neuropathies in patients.

De nos jours, les femmes sont confrontées à deux tendances épidémiologiques fortes : une constante augmentation de l’incidence de l’obésité, et l’augmentation de l’incidence du cancer du sein. Les Françaises de plus de 50 ans doivent faire face à ces deux problèmes majeurs de santé publique, l’obésité pouvant augmenter le risque de cancer du sein de 30 à 50% en post-ménopause. Néanmoins, grâce aux progrès du dépistage et des thérapies, la mortalité diminue, et le nombre de femmes ayant reçues un traitement contre le cancer du sein augmente. Les traitements par chimiothérapie présentent de nombreux effets secondaires, parmi lesquels une variation de poids significative au cours du traitement (gain ou perte) qui semble perdurer dans le temps. Que ce soit une perte ou un gain de poids, une telle variation a été associée à un mauvais pronostic pour ces patientes. S’agissant de données principalement issues de cohortes américaines présentant un IMC plus élevé qu’une population européenne, le centre Jean Perrin a mené une étude rétrospective afin de vérifier ces résultats sur une population française (Thivat et al. 2010). Cette étude a tout d’abord confirmé qu’un IMC élevé au moment du diagnostic était associé un mauvais pronostic. De plus, la variation de poids observé au cours du traitement par chimiothérapie (gain et perte ≥5% du poids initial) était associée à une augmentation significative du risque de rechute et de décès. Néanmoins, les causes de cette variation de poids et les mécanismes impliqués dans ce mauvais pronostic restent encore mal connus. L’objectif de ce travail est de caractériser la variation de poids en termes de composition corporelle et d’étudier les facteurs de la balance énergétique responsables de ces variations. Les facteurs biologiques associés à la variation de la composition corporelle, potentiellement impliqués dans le mauvais pronostic, sont également étudiés. Le premier chapitre consiste en une étude bibliographique permettant de décrire la pathologie du cancer du sein (partie I), les modifications du métabolisme énergétique suite à un traitement par chimiothérapie (partie II), le rôle du tissu adipeux brun dans la régulation du métabolisme énergétique (partie III) et pour finir, l’impact des modifications du métabolisme énergétique sur la santé des patientes (partie IV). Dans le deuxième chapitre sont présentés les résultats des études réalisées. La première étude, toujours en cours, est exposée sous forme de rapport, tandis que les deux suivantes sont sous forme d’article. Une discussion générale de l’ensemble des résultats dégage les perspectives de recherche à envisager pour donner suite à ce travail. / Today, women face two strong epidemiological trends: a steady increase in the incidence of obesity, and an increase in the incidence of breast cancer. French women over the age of 50 face these two major public health problems, with postmenopausal obesity increasing the risk of breast cancer by 30 to 50%. Nevertheless, thanks to advances in screening and therapies, mortality is decreasing, and the number of women who have received treatment for breast cancer is increasing.Chemotherapy treatments have many side effects, including a significant change in weight during treatment (gain or loss) that seems to persist over time. Whether it is gain or loss, such weight variation has been associated with poor prognosis for these patients. Since data come mainly from American cohorts with a higher BMI than a European population, the Jean Perrin Center conducted a retrospective study to verify these results in a French population (Thivat et al., 2010). This study first confirmed that a high BMI at the time of diagnosis was associated with a poor prognosis. In addition, the weight change observed during chemotherapy treatment (gain and loss ≥5% of initial weight) was associated with a significant increase in the risk of relapse and death. Nevertheless, the causes of this weight variation and the mechanisms involved in this poor prognosis are still insufficiently understood. The objective of this work is to characterize the variation of weight in terms of body composition and to study the factors of the energy balance responsible for these variations. Biological factors associated with the change in body composition, potentially implicated in the poor prognosis, are also studied. The first chapter consists in a bibliographic review describing the pathology of breast cancer (Part I), the changes in energy metabolism following chemotherapy treatment (Part II), the role of brown adipose tissue in the regulation of energy metabolism (Part III) and finally, the impact of changes in energy metabolism on patient health (Part IV). In the second chapter the results of the studies carried out are presented. The first study, still in progress, is presented as a report, while the next two are in article form. A general discussion of all the results identifies the research perspectives to be considered in order to follow up on this work.

Le cisplatine est l'agent chimiothérapeutique le plus largement utilisé pour le traitement de la majorité des tumeurs solides, et la résistance des cellules néoplasiques à ce composé cytotoxique pose un problème majeur en oncologie clinique. Ici, nous avons exploré les vulnérabilités métaboliques potentielles de lignées cellulaires du cancer du poumon non à petites cellules résistantes au cisplatine. Il s’est avéré que les clones résistants au cisplatine (Cis-R) étaient plus sensibles à la mort induite par la privation nutritionnelle in vitro et in vivo en comparaison à leurs contrôles parentaux sensibles au cisplatine (Cis-S). La susceptibilité des cellules Cis-R à la privation nutritionnelle pourrait s'expliquer par une dépendance particulièrement forte vis-à-vis de la glutamine. La déplétion en glutamine était suffisante pour restaurer la sensibilité au cisplatine des clones initialement résistants, et la supplémentation en glutamine a permis le sauvetage des clones Cis-R de la mort induite par la privation nutritionnelle. Les analyses du métabolome par spectrométrie de masse et les interventions spécifiques sur le métabolisme de la glutamine ont révélé que, dans les cellules Cis-R, la glutamine est surtout nécessaire pour la biosynthèse des nucléotides plutôt que pour les réactions anaplérotiques, bioénergétiques ou redox. En conséquence, les cancers Cis-R sont devenus extrêmement sensibles au traitement par des antimétabolites ciblant le métabolisme des nucléosides. / Cisplatin is the most widely used chemotherapeutic agent, and resistance of neoplastic cells against this cytoxicant pose a major problem in clinical oncology. Here, we explored potential metabolic vulnerabilities of cisplatin-resistant non-small cell lung cancer and ovarian cancer cell lines. Cisplatin resistant clones were more sensitive to killing by nutrient deprivation in vitro and in vivo than their parental cisplatin-sensitive controls. The susceptibility of cisplatin-resistant cells to starvation could be explained by a particularly strong dependence on glutamine. Glutamine depletion was sufficient to restore cisplatin responses of initially cisplatin-resistant clones, and glutamine supplementation rescued cisplatin resistant clones from starvation-induced death. Mass spectrometric metabolomics and specific interventions on glutamine metabolism revealed that, in cisplatin-resistant cells, glutamine is mostly required for nucleotide biosynthesis rather than for anaplerotic, bioenergetic or redox reactions. As a result, cisplatin-resistant cancers became exquisitely sensitive to treatment with antimetabolites that target nucleoside metabolism.

INTRODUCTION. L’incidence et la mortalité par cancer augmentent avec l’âge. Le plan de traitement des cancers est multimodal. Chez le patient âgé, une évaluation gériatrique approfondie (EGA) peut être effectuée par un onco-gériatre afin de moduler la décision de plan de traitement. La question de la faisabilité du traitement chez le patient âgé est essentielle mais complexe à appréhender. Sa définition n’est pas consensuelle et ses mesures sont variables. La plupart des études antérieures s’intéressent uniquement à une des modalités du traitement anticancéreux, essentiellement la chimiothérapie (CT), sans considérer les autres modalités. La faisabilité est une variable complexe à analyser car elle dépend du temps et c’est à la fois un facteur de confusion et un facteur médiateur entre les caractéristiques du patients (oncologiques et gériatriques) et le pronostic.OBJECTIFSLe premier objectif était de déterminer la fréquence de faisabilité, en pratique courante, des traitements anticancéreux chez les patients âgés atteints de cancer. Le second était d’identifier les facteurs associés à la faisabilité des traitements anti cancéreux, en particulier le rôle de l’âge en prenant en compte conjointement, la nature du traitement, les facteurs oncologiques et gériatriques.METHODESTrois cohortes ont été analysées : 1) ELCAPA (ELderly Cancer Patient) composée de patients âgés d’au moins 70 ans, atteints d’un cancer, et adressés à un onco-gériatre pour une EGA en pré-thérapeutique 2) AGEVIM (AGE-VessIe-chiMiothérapie) composée de patients âgés d’au moins 70 ans atteints d’un cancer de vessie métastatique pour lequel un traitement par CT a été débuté 3) CORSAGE (COlorectal canceRS , AGe and chemotherapy fEasibility ) composée de patients de tout âge atteints de cancer colorectal stade II/III pour lesquels un traitement par FOLFOX6 modifié a été débuté. La faisabilité était définie par une chirurgie faite sans mortalité post opératoire à 30 jours, par une dose égale à celle prévue en réunion de concertation pluridisciplinaire pour la radiothérapie et l’hormonothérapie et par un nombre de cycles égal à celui attendu pour la chimiothérapie et par une réduction de dose au premier cycle ou de dose intensité relative <0,85. L’analyse des facteurs associés à la faisabilité (facteurs oncologiques, gériatriques) a été effectuée à l’aide d’analyses uni et multivariées.RESULTATSChez les 385 patients de ELCAPA (âge moyen, 80 ans), le plan de traitement était faisable pour 86,8% des patients avec un cancer localisé et 66% chez ceux avec métastases. Lorsque l’on considérait la modalité CT, la faisabilité chutait à 70% et 60% alors qu’elle variait entre 100% et 85% pour les autres modalités. Les facteurs associés à la faisabilité de la CT de manière indépendante étaient le fait d’avoir un Performance Status (PS) < 2 (p=0,002) ou un niveau d’autonomie non altéré (p=0,03), d’avoir une bonne fonction rénale (p=0,01) et de ne pas être seul à domicile (p=0,07). Chez les 193 patients d’AGEVIM (âge moyen 75 ans), 3/4 ont eu une CT faisable avec comme facteurs associés la diminution de l’âge (p=0,01), le moindre nombre de métastases (p=0,01), et le PS<2 (p=0,09). Chez les 153 patients de CORSAGE, la faisabilité de la CT était meilleure pour les patients d’au moins 70 ans et de moins de 65 ans par rapport à ceux âgés de 65 à 70 ans (p=0,03) indépendamment du PS (p=0,07), des comorbidités (0,02) et du nombre de médicaments (p=0,04).CONCLUSIONSEn pratique courante, le plan de traitement anticancéreux est faisable chez les patients âgés atteints de cancer mais reste néanmoins variable selon les modalités et le statut métastatique. Le lien entre âge et faisabilité de la chimiothérapie n’est pas univoque même après prise en compte des facteurs gériatriques, du statut fonctionnel et des comorbidités. Les patients avec une indication de chimiothérapie pourraient être ceux à adresser en priorité à l’onco-gériatre en pré-thérapeutique. / INTRODUCTION. The incidence of cancer and mortality rises with age. Cancer treatment strategy is multimodal. In older patients, a geriatrician can perform a Comprehensive Geriatric Assessment( CGA). This CGA can influence cancer treatment decision. The question of feasibility in elderly cancer patients is essential. Definition and measures of feasibility vary widely. Most previous studies focus only on one of the anticancer treatment modalities, mostly chemotherapy, without considering the other modalities. Analyse of feasibility is complexe because it’s a time dependant risk factor, a confounding factor and a mediating factor between the characteristics of the patients (geriatric and oncology) and prognosis.OBJECTIVESObjectives were to assess the frequency of treatment feasibility in real life in older patients with cancer and factors associated with feasibility, in particular the role of age (taking into account together, the nature of the treatment, oncological and geriatric factors).METHODESWe analysed three cohorts: 1) ELCAPA (ELderly Cancer Patient) with cancer patients aged 70 years or older who are referred to geriatric oncology clinics for a CGA before cancer treatment 2) AGEVIM (AGE-VessIe-chiMiothérapie) with metastatic bladder cancer patients aged 70 years or older for whom a chemotherapy was decided 3) CORSAGE (COlorectal canceRS, AGe and chemotherapy fEasibility ) with patients stage II or III colorectal cancer who started FOLFOX 6 regimen. We recorded feasibility of CT (planned number of cycles, or no first cycle dose reduction or relative dose intensity >0.85), surgery (patient alive 30 days after successfully performed planned surgical procedure), radiotherapy and hormonal therapy (planned dose delivered. We conducted univariate and multivariate analyses to identify factors associated with treatment feasibilityRESULTSIn 385 patients of ELCAPA (mean age, 80 years), overall feasibility rate was 86.8% for the group without metastases and almost 66% for the metastases group. For chemotherapy, feasibility was lowest (respectively 70% and 60%). For others modalities, feasibility rates ranged from 100% to 85%. Factors independently associated with chemotherapy feasibility were good Performance Status (PS) < 2 (p=0.002), good autonomy (p=0.03), good renal function (p=0.01) and not to be alone at home (p=0.07). In 193 patients of AGEVIM (mean age 75 years), rate of chemotherapy feasibility was 75%. Factors independently associated were decreasing age (p=0.01), decreasing number of metastases (p=0.01), and PS<2 (p=0.09). In 153 patients of CORSAGE, chemotherapy feasibility was higher for patients 70 years or older and younger than 65 years compared to patients [65-70[years old (p=0.03) independently from PS (p=0.07), comorbidities (0.02) and number of medication (p=0.04).CONCLUSIONSIn real life, planned cancer treatment was feasible in older patients but varied with treatment modality and metastatic status. Relation between age and chemotherapy feasibility wasn’t similar in three cohorts taking account geriatrics factors, functional status and comorbidities. Patient considered for chemotherapy could be preferential referred to geriatric oncology clinics.

La plupart des gènes humains codants génèrent des transcrits alternatifs (isoformes) par épissage alternatif (alternative splicing, AS) et polyadénylation alternative (APA) en général dans la région codante et la région 3’ non traduite (3’UTR), respectivement. Le rôle de l’AS et la 3’UTR-APA est de plus en plus reconnu dans l’oncogenèse. En particulier, des réseaux d’AS connectant des facteurs d’épissage et des variants d’épissage ont récemment été identifiés. L’AS est aussi largement régulé par les agents anticancéreux génotoxiques, tel que la doxorubicine et le cisplatine (induisant des différents types de lésions sur l’ADN), qui sont régulièrementt utilisés dans les traitements du cancer du sein et du poumon non-à-petites-cellules (non-small-cell lung cancer, NSCLC), respectivement. Étant donné l’apparition fréquente de résistances aux chimiothérapies, comprendre les mécanismes sous-jacents est crucial pour surmonter ce problème clinique. Il existe des exemples d’évènements d’AS associés à la résistance aux agents anticancéreux, mais l’implication des facteurs d’épissage et des réseaux d’AS est très peu connue. De plus, une étude précédente a démontré que la doxorubicine réprime un grand groupe d’exon terminaux alternatifs (alternative last exons, ALE), qui correspondent à l’utilisation de sites de polyadénylation introniques (intronic polyadenylation, IPA). Les ALEs ont un rôle émergent dans le cancer, mais on ne sait encore que très peu sur leur régulation par d’autres agents anticancéreux, tel que le cisplatine. Afin de mieux comprendre le rôle des régulations d’AS et d’APA dans la réponse et la résistance cellulaire à la chimiothérapie, mon projet de thèse avait deux objectifs principaux : 1) déterminer l’étendue, les réseaux régulateurs, et les fonctions des régulations d’AS dans la résistance à la doxorubicine des cellules de cancer du sein, et 2) déterminer l’étendue, les mécanismes, et l’impact des régulations d’ALE en réponse au cisplatine dans des cellules de NSCLC. Dans la première partie, j’ai identifié par RNA-seq des milliers d’évènements d’AS et des dizaines de facteurs d’épissage régulés dans un modèle cellulaire de cancer du sein ER+ résistant à la doxorubicine. Par un miniscreen siARN, j’ai identifié deux facteurs, ZRANB2 et SYF2, impliqués dans la résistance à la doxorubicine. D’autres analyses RNA-seq ont révélé les évènements d’AS régulés par ces deux facteurs peu étudiés, ainsi que leur convergence vers l’exon 5 alternatif de l’oncogène ECT2. La déplétion de ZRANB2, SYF2, et du variant ECT2-ex5 réduit l’arrêt en phase S induit par la doxorubicine et la résistance des cellules. De plus, un niveau élevé d’inclusion de l’exon 5 d’ECT2 corrèle avec une mauvaise survie spécifiquement de patientes ER+ traitées par chimiothérapie. Dans la deuxième partie, j’ai identifié par 3’-seq que le traitement cisplatine (mais pas oxaliplatine) induit des ALEs/IPAs dans des milliers de gènes enrichis en gènes de cycle et de mort cellulaire. Cet effet est lié à une inhibition de la processivité de l’élongation dans les longs gènes. Une analyse 3’-seq sur polysomes m’a permis de montrer que ces régulations d’ALEs impactent le traductome, et a révélé un groupe d’isoformes particulièrement courtes peu efficacement traduites, dont un transcrit connu avec une fonction non-codante. En conclusion, j’ai pu identifier durant ma thèse un nouveau réseau d’AS impliqué dans la résistance à la doxorubicine des cancers du sein ER+, et une importante régulation d’ALEs impactant le traductome en réponse au cisplatine dans des cellules NSCLC. Ces travaux améliorent notre compréhension du rôle de l’AS et des ALE/IPA dans la réponse et la résistance cellulaire à la chimiothérapie anticancéreuse. Au plus long terme, les transcrits alternatifs et les régulateurs identifiés constituent des biomarqueurs candidats de chimiorésistance. / Most human coding genes generate alternative transcripts (isoforms) through alternative splicing (AS) and alternative polyadenylation (APA), most often within the coding region and the 3’ untranslated region (3’UTR), respectively. Both AS and 3’UTR-APA regulations have been increasingly involved in oncogenesis. In particular, AS networks connecting oncogenic splicing factors and oncogenic splicing variants have been recently identified. AS is also widely regulated by genotoxic anticancer drugs, like doxorubicin and cisplatin that induce different types of DNA lesions and are widely used in breast cancer and non-small-cell lung cancer (NSCLC) therapy, respectively. Given the frequent occurrence of resistance to chemotherapy, understanding the underlying mechanisms is crucial to overcome this major issue. There are examples of AS events associated with anticancer drug resistance, but very little is known about the splicing factors and therefore the AS networks involved. In addition, a previous study showed that doxorubicin represses a large set of alternative last exons (ALE) corresponding to the use of intronic polyadenylation (IPA) sites. ALEs have an emerging role in cancer, but little is known about its regulation by other anticancer drugs, like cisplatin. In order to better understand the role of AS and APA regulation in cell response and resistance to chemotherapy, my PhD project had two main aims: 1) determine the extent, regulatory networks and function of AS regulation in breast cancer cell resistance to doxorubicin, and 2) determine the extent, mechanism and impact of ALE regulation in response to cisplatin in NSCLC cells. In the first part, I identified by RNA-seq thousands of AS events and dozens of splicing factors regulated in a cell model of acquired resistance to doxorubicin in ER+ breast cancer. Through an siRNA miniscreen, I found two splicing factors, ZRANB2 and SYF2, involved in doxorubicin resistance. Further RNA-seq analyses revealed the AS events regulated by depletion of these poorly characterized splicing factors, and their convergence on the alternative exon 5 of the oncogene ECT2. Depletion of ZRANB2, SYF2 and the ECT2-Ex5 variant reduces doxorubicin-induced S phase arrest and doxorubicin resistance. In addition, high inclusion levels of ECT2-Ex5 correlate with poor survival specifically in ER+ breast cancer treated with chemotherapy. In the second part, I found by 3’-seq that in NSCLC cell treatment with cisplatin (but not oxaliplatin) induces ALE/IPA in thousands of genes enriched in cell cycle and cell death. This effect is linked to an inhibition of transcription elongation processivity in long genes. 3’-seq analysis on polysomes showed that this ALE regulation impacts the translatome, and revealed a set of particularly short isoforms that were inefficiently translated, including a transcript with a non-coding function. In conclusion, during my thesis, I could identify a novel AS network involved in doxorubicin resistance in ER+ breast cancer, and widespread ALE regulation impacting the translatome in lung cancer cisplatin response. This work increases our understanding of AS and IPA role in cell response and resistance to anti-cancer chemotherapy. In the longer term, the identified alternative transcripts and regulators constitute candidate biomarkers of chemoresistance.

La chimio-embolisation hépatique (CHE) est recommandée pour le carcinome hépatocellulaire (CHC) non curable. L'utilisation de plateformes de release au cours des CHE permet la libération lente de la chimiothérapie dans les artères tumorales et l'exposition prolongée des cellules tumorales tout en minimisant les effets systémiques. L’émulsion lipiodolée est l'une des plateformes les plus couramment utilisées pour la CHE du CHC. Cependant, la libération de chimiothérapie se produit trop rapidement car les émulsions lipiodolées sont très instables Tout d'abord, nous avons démontré qu’une meilleure stabilité (utilisation d’un tensioactif synthétique comme émulsifiant) améliore les propriétés thérapeutiques de l'émulsion lipiodolée dans un modèle de lapin porteur de tumeurs VX2. Une revue de la littérature indique également que l'émulsion lipiodolée doit être de type eau dans l'huile (w/o) pour une meilleure sélectivité tumorale. Ensuite, nous avons analysé les paramètres techniques qui formulent des émulsions w/o avec la meilleure stabilité et sans émulsifiant supplémentaire. Nous avons constaté que l'incorporation progressive de la chimiothérapie dans le Lipiodol aboutit à un type d’émulsion w/o beaucoup plus prévisible et à une plus grande stabilité. Nous avons également constaté qu’un ratio volumique élevé Lipiodol / chimiothérapie est un paramètre important pour la stabilité de l’émulsion. Ensuite, nous avons développé un nouveau concept d'émulsion pour CHE qui utilise des nanoparticules d'acide polylactique-co-glycolique (PLGA) (Nps) pour stabiliser le Lipiodol et la chimiothérapie (Emulsion de Pickering). L'analyse in-vitro a démontré que l'émulsion de Pickering est la seule plateforme de release (versus émulsion lipiodolée ou billes chargées) qui permet une libération lente et complète de diverses chimiothérapies (doxorubicine, irinotécan, oxaliplatine) mais aussi d'anticorps (anti-CTLA4), ce qui fait de l'émulsion Pickering une plateforme de release universelle, non seulement pour la CHE mais aussi pour l'immunothérapie intra-artérielle. Enfin, la CHE avec de l'oxaliplatine a été réalisé dans un modèle de lapin porteurs de tumeurs VX2 pour comparer l'émulsion de Pickering et l'émulsion lipiodolée. Grâce à son release lent, l'émulsion de Pickering a considérablement diminué l'exposition systémique, mais également augmenté de manière significative le ratio tumeur / foie de l'exposition à l’oxaliplatine. / Liver Trans-Arterial Chemo-Embolization (TACE) is recommended for non-resectable, intermediate Hepatocellular carcinoma (HCC). The use of drug delivery platforms during TACE allows slow release of chemotherapy into the tumors’ arterial supply and prolonged exposure of the tumor cells while minimizing systemic exposures. Lipiodol-emulsion is one of the most widely used drug delivery platforms for TACE of HCC. However, the release of chemotherapy occurs very rapidly because Lipiodol-emulsions have poor stability. First, we have demonstrated that high stability (using synthetic surfactant as emulsifier) improves the therapeutic properties of Lipiodol-emulsion in a VX2-tumor rabbit model. A literature review also indicates that Lipiodol-emulsion must be water-in-oil (w/o) for better tumor’ uptakes. Next, we analyzed technical parameters that formulate in-vitro w/o emulsions with better stability without any additional emulsifier. We found that progressive incorporation of chemotherapy in the Lipiodol results in much more predictable w/o type and higher stability and that higher ratio of Lipiodol/chemotherapy is also a critical parameter for stability. Then, we develop a new concept of emulsion for TACE that uses Polylactic-co-glycolic acid (PLGA) nanoparticles (Nps) to stabilize Lipiodol and chemotherapy (Pickering-emulsion). In-vitro analysis demonstrated that Pickering-emulsion is the only drug delivery system (versus Lipiodol-emulsion and drug eluding beads) that allows slow and complete release of various chemotherapies (doxorubicin, irinotecan, oxaliplatin) but also of antibodies (anti-CTLA4), making Pickering-emulsion an universal carrier, not only for TACE but also for trans-arterial immunotherapy. Finally, TACE with oxaliplatin were performed in a VX2-tumor rabbit model to compare in-vivo Pickering-emulsion and Lipiodol-emulsion. Thanks to its slow drug release, Pickering-emulsion significantly decreased the systemic exposure but significantly increased the tumor/liver ratio oxaliplatin exposure.