Renal cell carcinoma (RCC) is the commonest urogenital tumor, characterized by increased expression of hypoxia inducible factors (HIFs). During normoxia, HIFα subunits are targeted for proteasomal degradation by the product of the von Hippel Lindau gene (pVHL). In RCC, mutations in the VHL gene allow the HIFα subunits to escape degradation and translocate to the nucleus where they activate transcription of their target genes. Although both HIF1α and HIF2α are upregulated in RCC, it has been suggested that HIF2α plays the dominant role. To further elucidate the function of HIF2α in RCC, we generated a transgenic mouse model that permits temporal stabilization of HIF2α in renal tubular cells. Induction of HIF2α results in the rapid development of renal cysts - a feature observed in RCC. Taken together, these results suggest that HIF2α is a key player in development of RCC and an excellent candidate target for therapy in this disorder.

Purpose: To compare hemodynamic of malignant and benign SRMs on CT and CEUS. Method: Seventy biopsy proven SRM underwent CEUS. Sixty-three had CT. After injection of 0.2 ml of Definity, 3min and after 0.9 ml infusion, 30 sec of data were acquires. Lesion hemodynamics relative to the cortex was evaluated both qualitatively and quantitatively. Results: Considering 15 and 20 HU as enhancement threshold, 10% to 13% of patients did not enhance on CT, while all lesions enhanced on CEUS. Papillary RCCs showed hypovascularity with 100% specificity. In other RCCs, PI, WI slope 5 to45%, 50 to100%, 10 to 90%, WO slope 100 to 50%, 100 to 10%, WO intensity at peak+30 seconds were statistically higher than benign SRMs. Conclusion: All solid SRMs enhance on CEUS, while CT does not show vascularity in 10-13% of solid SRMs. CEUS can differentiate malignant from benign SRMs by evaluating their hemodynamics.

Purpose: To compare hemodynamic of malignant and benign SRMs on CT and CEUS. Method: Seventy biopsy proven SRM underwent CEUS. Sixty-three had CT. After injection of 0.2 ml of Definity, 3min and after 0.9 ml infusion, 30 sec of data were acquires. Lesion hemodynamics relative to the cortex was evaluated both qualitatively and quantitatively. Results: Considering 15 and 20 HU as enhancement threshold, 10% to 13% of patients did not enhance on CT, while all lesions enhanced on CEUS. Papillary RCCs showed hypovascularity with 100% specificity. In other RCCs, PI, WI slope 5 to45%, 50 to100%, 10 to 90%, WO slope 100 to 50%, 100 to 10%, WO intensity at peak+30 seconds were statistically higher than benign SRMs. Conclusion: All solid SRMs enhance on CEUS, while CT does not show vascularity in 10-13% of solid SRMs. CEUS can differentiate malignant from benign SRMs by evaluating their hemodynamics.

Le cancer du rein se situe au 7ème rang des tumeurs solides de l'adulte et son incidence est en forte augmentation. L'objet de nos recherches a été d'étudier la carcinogénèse rénale et d'identifier des marqueurs pronostiques.Nous avons utilisé le marquage isobarique iTRAQ® pour réaliser une quantification relative des protéines de tumeurs rénales. Nous avons identifié 928 protéines, dont 346 avaient des expressions modifiées en fonction du profil d'agressivité des tumeurs. L'analyse des voies métaboliques impliquées a mis en évidence une amplification du métabolisme préférentiel du glucose en lactate et une diminution du métabolisme oxydatif dans les carcinomes agressifs. Quatorze protéines ont été sélectionnées comme étant de possibles biomarqueurs. Parmi ces protéines, nous avons pu confirmer que l'expression des tumeurs en TGFBI était un marqueur de mauvais pronostique.Pour appréhender la carcinogénèse rénale, nous avons étudié le locus de prédisposition au cancer du rein 12p11.23. La première étape de ce travail a été de confirmer par une étude de réplication indépendante que cette région génétique prédisposait au cancer du rein. La seconde étape nous a permis de démontrer que ce locus agissait comme un activateur de l'expression du gène SHARP1 par l'intermédiaire du facteur de transcription c-Jun et du SNP rs7132434. Des études complémentaires seront nécessaires pour déterminer la fonction, précise de SHARP1 dans la carcinogénèse rénale. / Kidney cancer is the 7th largest solid tumors in adults and its incidence is rising. The purpose of our research was to study renal carcinogenesis and to identify prognostic biomarkers in clear cell renal cell carcinoma.We used the isobaric tagging iTRAQ® to perform a relative quantification of kidney tumor proteins. After proteomic analysis, 928 constitutive proteins were identified and 346 had a modified expression in tumor compared with that of normal tissue. Pathway and integrated analyses indicated the presence of an up-regulation of the pentose phosphate pathway in aggressive tumors. In total, 14 proteins were excreted and could potentially become biomarkers. Among them, we confirmed that TGFBI was significantly associated with oncologic outcomes.To understand renal carcinogenesis, we investigated the 12p11.23 renal cancer susceptibility locus. The first step was to confirm this locus by an independent study. Then we performed a functional analysis of the 12p11.23 region in relation to RCC risk. Our results suggest rs7132434 is a functional SNP at 12p11.23 responsible for the GWAS RCC signal, and that this locus acts as an enhancer of SHARP1 expression by binding c-Jun. Further investigations will be necessary to understand the role of SHARP1 in renal carcinogenesis.

Das Nierenzellkarzinom ist in Europa die 10. häufigste Tumorerkrankung [1]. Da das Prädi- lektionsalter bei 62 Jahren liegt [2] und die Inzidenz mit steigendem Alter zunimmt, geht die Erkrankung häufig mit einer Vielzahl an Komorbiditäten einher. Dies fordert eine Auseinan- dersetzung mit der Anwendung minimal invasiver Methoden, die das operative Risiko mini- mieren. Immernoch wird die Therapie durch radikale Nephrektomie favorisiert. Ziel der Stu- die war es deshalb Entscheidungshilfen für die Anwendung der Radiofrequenzablation (RFA) zu liefern. Daher untersuchten wir an Hausschweinen technische Einflussgrößen auf Behandlungszeit, Ablationsvolumen und Läsionsform bei bipolarer und multipolarer RFA im Vergleich. Dabei ergaben sich nach 3-D-Rekonstruktion größere Ablationsvolumina im mul- tipolaren Modus, wobei sich signifikante Formunterschiede in beiden Anwendungen heraus- kristallisierten. Bei multipolarer RFA ergaben sich größere Inhomogenitäten. Die Ablation kleinerer Tumorgrößen unter 2 cm erscheint mit bipolarer RFA sicher. Patienten mit Tumo- ren bis zu 3 cm profitieren von mutipolarer Radiofrequenzablation. Die Anwendung multi- polarer RFA bei Tumoren größer 3 cm gestaltet sich durch die inhomogene Ablation schwie- rig und bietet ein schwer kalkulierbares Risiko für die Patienten. Es konnte kein Vorteil durch Steigerung des Energietransfers innerhalb eines Modus nachgewiesen werden, da dies mit einer längeren Behandlungszeit einherging, jedoch nicht mit einer Zunahme der Läsiongröße korrelierte. Bei Patienten mit Niereninsuffizienz, Einzelnieren oder bilateralen Tumoren liegt ein Hauptaugenmerk der Therapie auf dem Erhalt der Nierenfunktion. Um eine mögliche Schädigung von gesundem Nierengewebe durch die RFA zu detektieren, färbten wir die Mar- kerproteine aktivierte Caspase3 und HSP70 immunohistochemisch an. Bei Ablation nahe des Nierenbeckenkelchsystems konnten beide Proteine sowohl im System des distalen Sammel- rohrs, als auch im Nierenmark gefunden werden. Hauptsächlich war das Auftreten jedoch auf die Randgebiete der zentralen Koagulationszone begrenzt. Die Radiofrequenzablation scheint daher ein sicheres Verfahren für die Therapie von Tumoren ≤ 3 cm zu sein.:1 Einführung und Fragestellungen 1 1.1 Einführung 1 1.2 Das Nierenzellkarzinom 2 1.2.1 Epidemiologie 2 1.2.2 Risikofaktoren 3 1.2.3 Klinik des Nierenzellkarzinoms 4 1.2.4 Diagnostik und Therapieverfahren bei Nierenzellkarzinomen 4 1.3 Radiofrequenzablation 7 1.3.1 Pathophysiologie und Technische Details der Radiofrequenzablation 7 1.3.2 Monopolare, bipolare und multipolare Radiofrequenzablation 8 1.3.3 Histologische Betrachtungen der Radiofrequenzablation 9 1.4 Theoretische Einführung in die Untersuchungsparameter 10 1.4.1 Apoptose und Enzyme der Apoptosekaskade 10 1.4.2 Heat Shock Proteine 12 1.5 Fragestellungen und Ziele der Studie 13 2 Publikationsmanuskript 14 3 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 23 4 Literaturverzeichnis 28

Le carcinome à cellules claires du rein (ccRCC) est une tumeur très hétérogène. Le taux de métastase est de l’ordre de 50% et les métastases des ccRCC sont peu fréquemment opérées. L’objectif de la thèse est d’une part d’analyser les facteurs prédictifs de métastases dans la tumeur primitive, et d’autre part de comparer le phénotype des tumeurs primitives et de leurs métastases dans le ccRCC par différentes approches histopathologiques et génomiques. Parmi les facteurs prédictifs de métastases, la nouvelle classification OMS/ISUP remplace l’ancienne classification de Fuhrman. L’intérêt pronostique de la nécrose tumorale est également mis en évidence. Une tumeur avec un grade donné associée à la présence de nécrose a un pronostic qui se rapproche d’une tumeur de grade plus élevé sans nécrose. Le pourcentage des cellules de grade 4 pourrait également contribuer à la stratification pronostique des patients. Une différence de survie avec un pronostic défavorable est observée pour les tumeurs dont le pourcentage des cellules de grade 4 est plus élevé (>50% vs. <10%). Au niveau moléculaire le statut du gène VHL, gène suppresseur de tumeur inactivé par un « double hit », est impliqué dans le pronostic des patients. Les ccRCC sans aucune altération de VHL sont des tumeurs plus agressives, qu’il convient d’isoler. Il existe une similarité morphologique et immunohistochimique entre les métastases et la composante de plus haut grade des tumeurs primitives correspondantes. Le profil chromosomique des métastases n’est pas totalement superposable à celui des tumeurs primitives. Il existe anomalies cytogénétiques récurrentes dans des métastases de ccRCC à des sites différents (+2p, +3q, +5, +8q, +12, +20). L’hétérogénéité tumorale retrouvée au niveau des tumeurs primitives est également retrouvée au niveau des métastases sous forme d’hétérogénéité inter- et intra-métastatique. L’analyse combinée des profils génomiques et transcriptomiques de 14 échantillons prélevés au sein d’un ccRCC primitif et de ses métastases ont permis d’identifier trois classes de clones tumoraux distincts, ne suivant aucune logique géographique. Enfin il semble exister un phénomène de multi-colonisation, qui implique non pas un, mais plusieurs clones tumoraux qui pourraient agir conjointement dans le processus métastatique. / Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is a heterogeneous tumor. The metastatic rate is 50% and metastases are only rarely surgically excised. The objective of this thesis was to analyze the predictive factors of metastasis in the primary tumor on one hand; and to compare primary and metastatic phenotypes on the other hand. We combined different histopathological and genomic approaches. Considering prognostic factors, the new WHO/ISUP classification replaces the previous Fuhrman grade. The interest of tumor necrosis is also highlighted. A tumor of a certain grade with necrosis has a prognosis that is close to a tumor of higher grade without necrosis. The percentage of grade 4 cells could additionally help in stratifying patients. A significant difference in survival is observed between tumors with more than 50% grade 4 cells and tumors with less than 10%. At a molecular level, the VHL gene status (tumor suppressor gene inactivated by a double hit) could be implicated in the prognosis of patients. ccRCCs with no alteration of the gene are more aggressive tumors that need to be identified. There exists a morphological and immunohistochemical similarity between metastases and the high-grade component in corresponding primary tumors. Moreover, the chromosomal profile of metastases differs from those of the corresponding primary tumors. Recurrent cytogenetic events are observed in different metastatic sites (+2p, +3q, +5, +8q, +12, +20). The tumor heterogeneity phenomenon in primary tumors is also observed in metastases with inter- and intra- metastatic heterogeneity. The combined analysis of transcriptomic and genomic analyses of 14 specimens extracted from a single ccRCC and its metastases divided samples into three classes of sub-clones with no spatial link. We observe a multi-colonization process that implies not only one but several tumor clones that could cooperate in the metastatic process.

Objectif: Environ 30% des patients ayant un cancer du rein métastatique présentent d’emblée des résistances aux agents de thérapie ciblée. Les autres patients développent des résistances thérapeutiques à plus long terme. Une amélioration de la capacité du clinicien à prédire la réponse thérapeutique avant l’initiation du traitement pourrait améliorer le pronostic des patients. Le but de notre projet a été de développer un modèle de xénogreffes dérivées de patients afin d’évaluer la sensibilité des cellules tumorales de chaque patient aux différents agents de thérapie ciblée, avant d’initier un traitement.Méthodes: La membrane chorio-allantoïque de l’embryon de poulet a servi de base à notre modèle. Dans une première phase de notre travail, une xénogreffe de cellules tumorales rénales humaines en suspension a été réalisée afin de vérifier que les caractéristiques histologiques et phénotypiques des tumeurs d’origine étaient conservées dans les xénogreffes réalisées sur notre modèle. Dans une seconde étape, des fragments tissulaires de tumeurs rénales de 5 patients opérés pour néphrectomie cytoréductive dans notre centre hospitalier étaient prélevés et greffés sur notre modèle (>60/patient). Différents agents dethérapie ciblée étaient testés sur les xénogreffes ainsi réalisées.Résultats : Les caractéristiques histo-pathologiques et phénotypiques des tumeurs rénales d’origine étaient conservées après xénogreffes. Il existait une hétérogénéité spatiale intra-tumorale en termes de sensibilité aux différents agents de thérapie ciblée. Il existait également un polymorphisme nucléotidique au sein des différentes régions de chaque tumeur rénale.Conclusion : Ce modèle de xénogreffes rénales dérivées de patients est utile pour l’évaluation de la sensibilité aux agents de thérapie ciblée des cellules tumorales en amont de la prise en charge thérapeutique. Ce modèle permet au clinicien de personnaliser le traitement de chaque patient ayant un cancer du rein métastatique, avant la mise en route d’un traitement systémique. Une évaluation prospective de notre modèle pourrait permettre de mieux appréhender les potentielles retombées cliniques liées à son utilisation. / Objective: Approximately 30% of patients with metastatic renal cancer are resistant to targeted therapy agents. The other patients will eventually develop long-term therapeutic resistances. An improvement in the clinician's ability to predict therapeutic response before treatment initiation could improve patients' prognosis. The aim of our projet was to develop a patient-derived xenograft models to be able to test the sensibility of each patient's renal tumor cells to the different available targeted therapy agent prior to treatment.Methods: The chicken embryo chorioallantoic membrane has been the base of our model. In a first phase of our work, a xenograft of human kidney tumor cells has been carried out in order to verify that the histologic and phenotypic characteristics of the original tumors were preserved in the xenografts performed on our model. As a second step, fragments of the kidney tumor speciments of 5 patients undergoing cytoreductive nephrectomy in our hospital center were grafted on our model (> 60/patient). Different targeted therapy agents were tested on the xenografts we performed.Results: The histopathologic and phenotypic characteristics of the original renal tumors were preserved in our xenografts. There was intra-tumor spatial heterogeneity in terms of sensitivity in different targeted therapy agents. There was also a nucleotide polymorphism within the different regions of each renal tumor.Conclusion: This patient-derived renal xenograft model could be useful prior to treatment for the evaluation of each patients'renal tumor cells to the different available targeted therapy agents. This model could make it possible to personalize the treatment of each metastatic kidney cancer patient, prior to systemic treatment. A prospective evaluation of our model could help assess the potential clinical benefits of its use.

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Le cancer du rein est un problème majeur de santé publique. Un diagnostic précoce améliore les chances de survie. Le diagnostic repose essentiellement sur les examens d’imagerie comme l’échographie, la tomodensitométrie et l’IRM. Ces examens sont parfois associés à la biopsie et sont couteux et parfois invasifs. De plus, l’imagerie n’est pas capable de faire la distinction entre les tumeurs bénignes et les tumeurs malignes et entre les sous-types histologiques de carcinome à cellules claires qui est le plus fréquent. Il n’existe pas dans le cancer rénal de marqueur comme la PSA dans le cancer de la prostate ou la Foetoprotéine et l’HCG dans le cancer du testicule. Le but de cette étude est concentré sur la recherche des marqueurs mARNs ou miARNs dans les liquides biologiques (sérum, plasma, urine) pour le cancer du rein à cellules claires. Nous avons montré que les petits ARNs dans le sérum et les urines et l’intégrité des ARNs dans les urines étaient des outils diagnostiques dans le cancer du rein à cellules claires. Si ces petits ARNs circulants sont validés, on peut éventuellement imaginer l’intérêt pratique en clinique comme la détection des petits ARNs circulants dans l’urine pour prédire le cancer, la classification de la tumeur pour aider le clinicien, la prédiction d’une récidive ou d’une progression soit après néphrectomie soit au cours d’un traitement médical / Kidney cancer is a major public health problem. Early diagnosis improves the chances of survival. The diagnosis is mainly based on the imaging tests such as ultrasound, CT and MRI. These tests are sometimes associated with biopsy and are expensive and sometimes invasive. In addition, the imaging test is not able to distinguish between benign and malignant tumors and between histological subtypes of renal cell carcinoma. There don’t exist tumor marker in renal cancer such as PSA in prostate cancer or Fetoprotein and HCG in testicular cancer. For this purpose, the study has focused on finding markers mRNAs and miRNAs in biological fluids (serum, plasma, urine) for clear cell renal cell carcinoma. We have shown that the small cell-free RNAs in serum and urine and the integrity of cell-free RNA in urine were diagnostic tools for clear cell renal cell carcinoma. If these circulating small RNAs are validated, we can possibly imagine the interest in clinical practice as the detection of circulating small RNAs in urine to predict cancer, the classification of the tumor to help the clinician, the prediction of recurrence and progression after nephrectomy or during medical treatment

Background: Prostate cancer is the most common cancer in Sweden with around 10,000 new cases every year. Kidney and bladder cancer are less common with 1,000 and 2,000 new cases annually, respectively. The incidence of these cancer sites is higher in developed, than in developing countries, suggesting an association between lifestyle and cancer risk. The aims of this thesis were to investigate body mass index (BMI), blood pressure, and blood levels of glucose, total cholesterol, and triglycerides as risk factors for prostate, kidney, and bladder cancer. Furthermore, we aimed at assess probabilities of prostate cancer and competing events, all-cause death, for men with normal and high levels of metabolic factors. Material and methods: This thesis was conducted within the Metabolic Syndrome and Cancer project (Me-Can), a pooled cohort study with data from 578,700 participants from Norway, Sweden, and Austria. Data from metabolic factors were prospectively collected at health examinations and linked to the Cancer and Cause of Death registers in each country.  Results: High levels of metabolic factors were not associated with increased risk of prostate cancer, but high levels of BMI and blood pressure were associated with risk of prostate cancer death. The probability of prostate cancer was higher for men with normal levels of metabolic factors compared to men with high levels, but the probability of all-cause death, was higher for men with high levels than for those with normal levels. For both men and women, high levels of metabolic factors were associated with increased risk of kidney cancer (renal cell carcinoma). Furthermore, blood pressure for men and BMI for women were found as independent risk factors of kidney cancer. High blood pressure was associated with an increased risk of bladder cancer for men. Conclusions: High levels of metabolic factors were associated to risk of kidney and bladder cancer and to death from kidney, bladder, and prostate cancer. Compared to men with normal levels, men with high levels of metabolic factors had a decreased probability of prostate cancer but an increased probability of all-cause death. / <p>Ytterligare forskningsfinansiärer: World Cancer Research Fund (2007/09) och Wereld Kanker Onderzoek Fonds (R2010/247)</p> / Me-Can