Introduction : La perfusion pulmonaire isolée (PPI) est une technique expérimentale dont l’objectif est d’administrer de fortes doses de chimiothérapie dans le poumon sans effets secondaires systémiques. Cette thèse s’est déroulée en trois étapes : première étape, déterminer in vitro la chimiothérapie la plus efficace en 30 minutes sur les cellules de cancers colo-rectaux (CCR). Deuxième étape, mettre au point la technique de PPI chez le porc. Troisième étape, mener une étude d’escalade de dose de chimiothérapie chez le porc en PPI.Méthodes : Première étape, des tests de cytotoxicité in vitro ont été menés sur un panel de cellules d’adénocarcinome colique humain avec les drogues de chimiothérapie les plus efficaces dans les essais cliniques. Deuxième étape, des porcs étaient traités par perfusion de chimiothérapie dans le poumon gauche isolé de la circulation générale pendant 30 minutes puis maintenus en vie pendant un mois. Troisième étape, les doses de chimiothérapie injectés étaient augmentées par palier jusqu’à obtenir une toxicité aigüe ou le décès des animaux.Résultats : La gemcitabine (GEM) fut la drogue ayant la plus grande efficacité anti-tumorale pour un traitement de 30 min. La PPI de GEM permit d’obtenir des concentrations élevées de GEM dans le parenchyme pulmonaire et la survie des animaux pendant un mois. Il n’existait pas de fuites systémiques de GEM. L’augmentation des doses de GEM permis de déterminer la dose maximale toxique à 320 mg et la toxicité limitant la dose à 640 mg. Conclusions : La technique de PPI avec la GEM est une technique sûre et reproductible permettant d’obtenir de fortes concentrations de GEM dans le parenchyme pulmonaire. / Introduction: The isolated lung perfusion (ILP) is an experimental technique which main objective is to deliver high dose of cytotoxic agent to the lung tissue without systemic exposure. The thesis took place in three stages: first stage, setting in vitro the chemotherapy the most efficient against colorectal cancer (CCR) cells in 30 min. Second stage, develop the ILP technique in a pig model. Third stage, lead a dose escalation study with chemotherapy by ILP.Methods: First stage, efficacy of various cytotoxic molecules against a panel of human CCR cell lines was tested in vitro after a 30-minute exposure. Second stage, pigs were treated with chemotherapy delivered by ILP during 30 minutes and kept alive during a month. Third stage, chemotherapy doses were increase in order to obtain acute toxicity or death of animals.Results: Gemcitabine (GEM) was the most efficient drug against CCR cells in 30 minutes. ILP with GEM permit to maintain high concentration in the lung parenchyma and pigs survival during one month. No systemic leaks were detected. Dose increase of GEM conduct to determine the maximal tolerated dose of GEM by ILP to 320 mg. Conclusions: ILP with GEM is a safety and reproducible technique allowing high GEM concentrations in the lung tissue.

Malgré les avancées thérapeutiques récentes, le pronostic des patients porteurs de métastases osseuses (MO) reste faible, ce qui incite à chercher des nouvelles stratégies thérapeutiques. Les chimiokines sont des acteurs majeurs de la réponse immune, et apparaissent comme des cibles potentielles de l’immunothérapie anti-cancéreuse. Nous avons recherché à définir si la chimiokine CX3CL1 pouvait représenter un axe thérapeutique efficace dans le contexte des MO. Pour cela nous avons développé des modèles murins de MO de cancer du rein et du poumon. Dans le modèle de MO de cancer du poumon, notre travail a démontré que l'expression de CX3CL1 inhibe la croissance tumorale. L’analyse transcriptomique des tumeurs a montré que CX3CL1 diminue (i) l’ostéloyse via un effet sur la triade OPG/RANKL/RANK (ii) l'expression de certains checkpoints, en faveur d’une réponse immune antitumorale. En revanche, dans le modèle de MO de cancer du rein, l’expression de CX3CL1 stimule le développement tumoral et l'ostéolyse via une action sur la triade OPG/RANKL/RANK et inhibe la réponse immune antitumorale via une augmentation de l'expression de certains checkpoints immunitaires. Les bisphosphonates (BPs) sont des agents utilisés pour le traitement des MO. Afin de réduire leurs effets indésirables, nous avons utilisé des ciments de phosphate de calcium (CPC), pour délivrer localement dans l’os des BPs (alendronate, ALN). Notre travail a mis en évidence que (i) ces ciments chargés en ALN relarguent en continue les BPs, (ii) le relarguage d’ALN est efficace pour induire des effets cytotoxiques et pro-apoptotiques vis à vis des cellules de cancer du sein / Despite recent therapeutic improvments, the prognosis for a patient with bone metastases (BM) remains poor, this situation prompting the research of new therapeutic strategies. Chemokines are central players in the immune response, and appear as potential targets in anti-cancer immunotherapies. We are interested to determine whether the CX3CL1 chemokine exerted pro or anti-tumor actions within the bone metastatic context. To address this issue, we developed mouse models of lung or renal cancer BM. In lung cancer BM model, our work demonstrated that CX3CL1 expression led to tumor growth inhibition. Tumors transcriptomic analysis revealed that CX3CL1: (i) impacted bone metabolism by modulating the OPG/RANKL/RANK triad (ii) decreased the expression of certain immune checkpoints, this up-regulating the anti-tumor immune response. By contrast, in renal cancer BM model, CX3CL1 expression stimulated bone tumor development and transcriptomic analysis showed that CX3CL1 (i) promoted osteolysis through an action on the OPG/RANKL/RANK triad (ii) -induced tumor development correlated with an increased expression of certain immune checkpoints, this down-regulating the anti-tumor immune response. Bisphosphonates (BPs) are targeted agents used for BM treatment. In order to reduce their side effects, we used resorbable calcium phosphate cements (CPC), which are frequently used as bone void fillers, as platform for a local delivery of BPs (alendronate, ALN). As a whole, our in vitro data demonstrated that: (i) ALN-CPC cements continuous released ALN; (ii) this ALN release was effective in inducing cytotoxic and pro-apoptotic effects in breast cancer cells

L’espérance de vie des patients atteints de mélanome à haut risque ne peut être prédite d’une façon<p>fiable en se basant sur les analyses d’histopathologies de la lésion primitive et est souvent ajustée<p>durant la progression de la maladie. Notre étude vise à élargir nos observations initiales au niveau<p>des métastases cutanées et d’évaluer la valeur pronostique de tyrosinase related protein 1 (TYRP1)<p>dans les métastases ganglionnaires des patients atteints de mélanome de stades III et IV. TYRP1 est<p>une enzyme mélanosomale qui partage des similitudes structurelles avec la tyrosinase, l'enzyme clé<p>de la mélanogenèse.<p>L’expression de l'ARNm de TYRP1 a été quantifiée dans 104 métastases ganglionnaires par PCR<p>en temps réel et normalisée par rapport à l’expression de l’ARNm de S100B (marqueur reconnu du<p>mélanome) pour corriger l’expression de TYRP1 suivant la charge tumorale de l’échantillon. Le<p>rapport TYRP1/S100B a été calculé et la médiane a été utilisée en tant que valeur seuil. Ensuite<p>nous avons étudié la relation entre les valeurs de TYRP1/S100B, le suivi clinique et les<p>caractéristiques histopathologiques de la tumeur primitive.<p>Un rapport élevé de l’ARNm TYRP1/S100B corrélait significativement avec une survie sans<p>récidive et une survie globale plus courtes, avec une épaisseur de Breslow plus élevée et avec la<p>présence d'une ulcération au niveau de la tumeur primitive. En outre, une expression élevée de<p>TYRP1/S100B était de meilleure valeur pronostique pour la survie globale que l'épaisseur de<p>Breslow et l'ulcération des primitifs. De plus, cette expression est bien conservée au cours de la<p>progression de la maladie par rapport aux groupes de TYRP1 bas/élevé.<p>Nous avons constaté qu’une expression élevée de TYRP1/S100B dans les métastases de patients<p>atteints de mélanome est associée à un résultat clinique défavorable et une survie courte. Menée sur<p>des patients atteints d'un mélanome à haut risque de récidive, cette première étude a suggéré que<p>l'ARNm de TYRP1 dans les métastases pourrait servir de biomarqueur pour affiner le pronostic<p>initial des patients surtout ceux ayant des lésions primitives de localisation inconnues ou non<p>évaluables et peut permettre une gestion différente des deux groupes de patients. Son expression<p>conservée au cours de la progression de la maladie est en faveur de son utilisation comme cible<p>thérapeutique.<p>En second lieu, en évaluant l’expression de la protéine TYRP1 par immunohistochimie dans les<p>métastases cutanées et ganglionnaires, nous avons observé qu’elle n'était pas détectée dans la moitié <p>7<p>des tissus exprimant bel et bien l'ARNm correspondant et qu’elle, contrairement à l'ARNm, n’était<p>pas associée à la survie.<p>Des données récentes ont indiqué que le 3'-UTR de l’ARNm de TYRP1 contient trois sites de<p>liaison putatifs de miR-155 dont deux présentant un polymorphisme d'un seul nucléotide (SNPs:<p>rs683 et rs910) qui favorisent la dégradation en cas d’hybridation miARN-ARNm parfaite de<p>l’ARNm ou non en cas d’hybridation imparfaite. Nous avons cherché à examiner si miR-155 peut<p>affecter l’expression de l’ARNm et de la protéine TYRP1 en fonction de ces SNPs. Tout d'abord,<p>nous avons transfecté deux lignées de mélanome ayant chacune l’une ou l’autre de l’allèle (au<p>niveau rs683 et rs910) avec différentes concentrations de pré-miR-155 et nous avons évalué<p>l’expression du miR-155 et l’ARNm TYRP1 par PCR en temps réel ainsi que l’expression de la<p>protéine TYRP1 par western blot. Nous avons constaté qu’une surexpression de miR-155 a induit<p>une dégradation importante des ARNm TYRP1 et a perturbé sa traduction en protéine dans la lignée<p>avec le génotype “hybridation parfaite”. Ensuite, nous avons examiné l'expression des ARNm et<p>protéines de TYRP1, le niveau de miR-155 et les SNPs rs683 et rs910 dans 192 échantillons de<p>métastases cutanées et ganglionnaires de mélanome. Nous avons trouvé que le groupe d'échantillons<p>avec le génotype “hybridation parfaite” était significativement associé à un niveau de protéine de<p>TYRP1 plus bas alors qu'aucune différence de niveau d’expression n'a été trouvée pour l’ARNm de<p>TYRP1 ou miR-155 entre les deux groupes de génotype, confirmant que les SNPs au niveau de 3’-<p>UTR de TYRP1 peuvent spécifiquement affecter l'expression de la protéine TYRP1. En outre, nous<p>avons montré que l’ARNm de TYRP1 est inversement corrélé avec l’expression miR-155, mais pas<p>avec la protéine TYRP1 dans le groupe " hybridation parfaite", alors qu'il corrèle positivement avec<p>la protéine mais pas avec miR-155 dans le groupe "hybridation imparfaite" où la protéine corrélait<p>inversement à la survie. Cela montre que les SNPs dans le 3'-UTR de l'ARNm TYRP1 affectent la<p>régulation de l’ARNm par miR-155 et la traduction en protéine. Ces SNPs rendent la régulation de<p>l’ARNm et la protéine de TYRP1 indépendante de miR-155 et confèrent une valeur pronostique à<p>la protéine TYRP1 / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Le corps humain (adulte) est composé de 206 os (“Anatomy and Physiology | Simple Book Production” n.d.) qui sont des tissus denses et composent la majeure partie du squelette humain. Le squelette, étant hautement vascularisé, est l’endroit le plus communément affecté par le cancer métastatique (Coleman 1997). L’apparition de ces métastases osseuses fragilise l’os et peut provoquer des fractures pathologiques. Toutefois la prédiction de telles fractures est difficile et loin d’être automatique. Une possibilité pour créer un outil de diagnostic plus performant serait les simulations éléments finis (FEA en anglais pour « Finite Elements Analysis »). Des études ont montré que la FEA spécifique au patient était capable de surpasser l’expertise des cliniciens dans le cas d’étude ex vivo avec défauts osseux induits mécaniquement (dont Derikx et al. 2012). Les recherches portant sur le cancer osseux sont toutefois dur à mettre en place, les échantillons étant rare. De manière à contourner la difficulté de trouver des échantillons humains rarement disponibles, la souris a été utilisé comme modèle squelettique dans plusieurs cas, incluant la tenue mécanique d’os atteint de métastases ex vivo (Mann et al. 2008). Ainsi, de manière à pouvoir étudier l’implication du tissu métastatique dans la résistance globale de l’os sur échantillons réels, nous avons utilisé ce modèle animal pour créer des échantillons tumoraux.Notre but était double : premièrement, quantifier l’apport de la prise en compte des propriétés mécaniques de la métastase dans la résistance globale de l’os. Deuxièmement, statuer sur le fait qu’un modèle plus simple que celui proposé dans la littérature (reposant sur des propriétés purement élastiques plutôt qu’élasto-plastiques (Eggermont et al. 2018) pouvait permettre d’améliorer la prédiction de fractures pathologiques.Tout d’abord, les résultats obtenus avec nos modèles hétérogènes (ne prenant pas en compte la tumeur) ont montré une bonne consistance avec la littérature, la corrélation entre tous les modèles hétérogènes (n=43 pattes) quant à la fracture simulée et expérimentale étant du même ordre de grandeur que celles d’une étude analogue menée sur vertèbres de souris (Nyman et al. 2015). Ensuite, le modèle prenant en compte les propriétés des tumeurs n’as pas permis d’améliorer la prédiction de fracture, au contraire, la moyenne des différences de ces modèles étant de 30±21% (n=11 pattes tumorales) contre 12±9% (n=43 pattes). De plus le modèle spécifique (prenant en compte le module des tumeurs) étant plus difficile à obtenir que le modèle hétérogène (ne nécessitant pas de segmentation entre os et tumeur), le premier ne semble pas être judicieux dans la prédiction de fracture d’os long présentant des lyses osseuses. Enfin, un critère de détection reposant sur la différence entre valeurs de forces ultimes globale et locale a permis de détecter la majorité des instabilités mécaniques constatées dans cette étude (sensibilité de 85% et spécificité de 100%). Un autre critère, basé sur le ratio entre poids des individus et la force ultime locale prédite via FEA a permis de correctement diagnostiquer l’ensemble des cas (100% de sensibilité et de spécificité). Ce résultat pourrait s’avérer être d’une grande aide quant à la prise de décision d’intervention chirurgicale dans le cas d’os long atteints de métastases osseuses. Bien sûr, avant cela la route à parcourir reste longue, ce résultat devant d’abord être confirmé cliniquement (possiblement en ayant recours à l’étude d’un cohorte rétrospective, comme cela a déjà pu être fait dans d’autres études (Eggermont et al. 2018). Cette étude vient d’être initiée dans le cas du projet MEKANOS (étude multicentrique en France) porté par le Professeur Cyrille Confavreux (rhumatologue) / The human body (adult) is composed of 206 bones ("Anatomy and Physiology | Simple Book Production" n.d.) that are dense tissues and make up the bulk of the human skeleton. The skeleton, being highly vascularized, is the most commonly affected site for metastatic cancer (Coleman 1997). The development of these bone metastases weakens the bone and can cause pathological fractures. However, the prediction of such fractures is difficult and far from automatic. One possibility for creating a more powerful diagnostic tool would be finite element simulations (FEA). Studies have shown that patient-specific FEA is able to surpass the expertise of clinicians in the case of ex vivo studies with mechanically induced bone defects (including Derikx et al., 2012). Research on bone cancer, however, is hard to put in place as samples are rare. In order to overcome the difficulty of finding human samples that are rarely available, the mouse has been used as a skeletal model in several cases, including the mechanical resistance of bones with ex vivo metastases (Mann et al., 2008). Thus, in order to study the involvement of metastatic tissue in the overall bone resistance of real samples, we used this animal model to create tumor samples. Our goal was twofold: first, to quantify the contribution of taking into account the mechanical properties of metastasis in the overall resistance of the bone. Secondly, to see if a simpler model than that proposed in the literature (based on purely elastic rather than elastoplastic properties (Eggermont et al., 2018) could improve the prediction of pathological fractures. First, the results obtained with our heterogeneous models (not taking tumor into account) showed a good consistency with the literature, the correlation between all the heterogeneous models (n = 43 legs) regarding the agreement of simulated and experimental fracture were of the same order of magnitude as a similar study conducted on mouse vertebrae (Nyman et al., 2015). Then, the model taking into account the properties of the tumors did not make it possible to improve the fracture prediction. The average of the differences of models taking tumor into account being of 30 ± 21% (n = 11 tumor limbs) against 12 ± 9% (n = 43 limbs). In addition, the specific model (taking into account the modulus of the tumors) being more difficult to obtain than the heterogeneous model (not requiring segmentation between bone and tumor), the first does not seem to be a wise choice in the prediction of long bone fracture presenting bone lysis. Finally, a detection criterion based on the difference between global and local ultimate force values made it possible to detect the majority of the mechanical instabilities observed in this study (sensitivity of 85% and specificity of 100%). Another criterion, based on the ratio between individual weights and the local ultimate force predicted via FEA, made it possible to correctly diagnose all cases (100% sensitivity and specificity). This result could prove to be of great help in making surgical decision making in the case of long bone with bone metastases. Of course, before that, the road ahead is long, this result having to be clinically confirmed first (possibly through the study of a retrospective cohort, as has already been done in other studies (Eggermont et al., 2018). This study has just been initiated in the case of the project MEKANOS (multicenter study in France) led by Professor Cyrille Confavreux (rheumatologist)

La morphogenèse cellulaire représente l’ensemble des évènements qui dictent la forme et la structure d’une cellule. Ces changements morphologiques sont importants pour de nombreux mécanismes vitaux, comme le développement embryonnaire, la réaction inflammatoire ou encore la cicatrisation. Pour cela, la morphogénèse cellulaire dépend principalement du remodelage du cytosquelette cellulaire qui, une fois associé à la membrane plasmique, forme l’armature de la cellule. L’ezrine, la radixine et la moésine appartiennent à la famille de protéines ERM et lient la membrane plasmique au cytosquelette d’actine et aux microtubules. De ce fait, les protéines ERM sont impliquées dans différents processus fondamentaux nécessitant un remodelage du cortex cellulaire tels que la mitose et la migration. Dans un contexte pathologique, la surexpression et/ou la sur-activation des protéines ERM corrèlent avec un haut potentiel métastatique et un pauvre pronostic chez les patients. Une meilleure compréhension de la régulation de ces trois protéines pourrait ainsi aider au développement de nouvelles solutions thérapeutiques. L’objectif de mon doctorat portait sur l’identification et la caractérisation de nouvelles voies de signalisation régulant les protéines ERM. Dans un premier temps (i), j’ai participé au développement et la caractérisation de sondes BRET2 permettant de suivre l’activité de chaque protéine ERM en temps réel. Ces sondes BRET2 sont d’ailleurs compatibles avec des études à grande échelle ce qui nous permettra de réaliser des cribles génomiques et chimiques dans le but d’identifier, respectivement, de nouveaux régulateurs et inhibiteurs pharmacologiques des protéines ERM. Ensuite (ii), grâce aux sondes BRET2, nous avons identifié les microtubules en tant que nouveaux régulateurs négatifs des protéines ERM. Nous avons alors montré que la dépolymérisation des microtubules d’interphase à l’entrée en mitose participe à l’activation des protéines ERM et à l’arrondissement cellulaire. Enfin (iii), nous avons montré que le récepteur couplé aux protéines G TPα régule l’activité des protéines ERM dans des cellules de cancer du sein triple négatif. Cette régulation est d’ailleurs importante pour la motilité de ces cellules. Pour conclure, en plus d’avoir développé de nouveaux outils utiles pour des études à grande échelle, mon travail de doctorat a permis de mettre en lumière deux nouvelles voies de signalisation régulant les protéines ERM au cours de la mitose et la migration cellulaire. Sans compter l’apport de nouvelles informations sur un aspect fondamental, mon travail a apporté de nouvelles pistes de réflexion quant aux rôles des protéines ERM dans le développement des métastases. / Cell morphogenesis represents the set of events that dictate the shape and structure of a cell. These morphological changes are important for many vital mechanisms such as embryonic development, inflammatory response, or wound healing. Cell morphogenesis depends mainly on the remodeling of the cell cytoskeleton which forms the framework of the cell when associated with the plasma membrane. Ezrin, radixin and moesin belong to the ERM family and crosslink the plasma membrane to the actin cytoskeleton and microtubules. Therefore, ERMs are involved in various fundamental processes requiring remodeling of the cell cortex such as mitosis and migration. In a pathological context, overexpression and/or overactivation of ERMs correlate with high metastatic potential and poor prognosis in patients. Thus, a better understanding of the regulation of these three proteins could help in the development of new therapeutic solutions. The aim of my PhD work was to identify and characterize novel signaling pathways regulating ERMs. In a first step (i), I participated in the development and characterization of BRET2 biosensors allowing to follow the activity of each ERM protein in real time. These BRET2 biosensors are compatible with large-scale studies which will allow us to perform genomic and chemical screens to identify, respectively, new upstream regulators and pharmacological inhibitors of ERMs. Secondly (ii), based on BRET2-chemical screen, we identified microtubules as new negative regulators of ERMs. We then showed that depolymerization of interphase microtubules at mitosis entry triggers ERM activation and cell rounding. Finally (iii), we showed that the G protein-coupled receptor TPα regulates the activity of ERMs in triple negative breast cancer cells. This regulation is important for the motility of these cells. To conclude, in addition to having developed new tools useful for large-scale studies, my PhD work has uncovered two new signaling pathways regulating ERMs during mitosis and cell motility. In addition to providing new information on a fundamental aspect, my work has provided new insights into the roles of ERMs in the development of metastasis.

La migration cellulaire est un mécanisme important pour divers processus cellulaires tels que l’embryogenèse et la cicatrisation. De même, elle participe à des processus pathologiques notamment l’invasion des cellules malignes et la formation des métastases cancéreux. La dissémination métastatique est un processus très compliqué. L’acquisition du pouvoir migratoire invasif par la cellule maligne ainsi que son potentiel métastatique est gérée par le cytosquelette qui est dynamiquement modifié et contrôlé par des voies de signalisation intracellulaires. Cependant, la physiologie des cellules métastatiques et les cascades de signalisation qui les poussent à métastaser ne sont toujours pas comprises. Les protéines Ezrine, Radixine et Moésine (ERMs) jouent un rôle important dans l’organisation du cytosquelette au cortex cellulaire et elles sont des déterminantes clés de la migration cellulaire. Ainsi, une dérégulation à ce niveau peut conduire à une migration cellulaire aberrante. D’où l’implication des ERMs dans différents cancers agressifs et invasifs. Les ERMs sont régulées en aval de plusieurs acteurs cellulaires notamment les récepteurs membranaires. Plusieurs études ont rapporté que le récepteur au thromboxane A2 (RTXA2), un récepteur couplé à la protéine G (RCPG) favorise les métastases. Il a été décrit surtout dans le cadre de cancer du sein triple négatif (CSTN), l’un des cancers les plus mortels chez la femme. Les RCPG possèdent un rôle central dans presque toutes les fonctions physiologiques et constituent la plus grande famille des cibles médicamenteuses. D’une manière intéressante, les deux laboratoires de Dr Sébastien Carréno et Dr Michel Bouvier, ont découvert que le RTXA2 active les protéines ERMs à travers la GTPase RhoA. Dans ce projet de recherche on a identifié une nouvelle voie de signalisation liant le RTXA2 aux ERMs à travers la GTPase RhoA et la kinase SLK. Cette voie est impliquée dans la migration des cellules de cancer du sein triple négatif. Ainsi, on a pu démontrer que la moésine et la kinase SLK agissaient en aval du récepteur étudié pour favoriser la vitesse et la directionnalité de la migration des cellules de CSTN. 6 On a montré que la migration cellulaire dirigée en aval du RTXA2 est due à une polarité de la moésine au front de la migration. On a constaté aussi que la moésine est responsable d’une polarité des filaments d’actine au front de la migration suite à une activation du récepteur. Ce travail a mis en évidence une nouvelle cascade de signalisation importante pour la migration des cellules cancéreuses agressives triples négatives du sein ce que pourrait être une nouvelle cible des thérapies anti-métastatiques. / Cell migration is an important mechanism for various cellular processes such as embryogenesis and cicatrization. Likewise, it controls pathological processes including the invasion of malignant cells and the formation of metastases. Metastasis is a very complicated process. The acquisition of invasive migratory power by a malignant cell as well as its metastatic potential is regulated by the cytoskeleton which is dynamically modified and controlled by intracellular signaling pathways. However, metastatic cells physiology and the cascades causing their metastases are not clear yet. Ezrin, Radixin and Moesin (ERMs) proteins have an important role in organizing the cytoskeleton at the cell cortex and they are key determinants of cell motility. Thus, a deregulation at this point may lead to an aberrant cell migration. Hence, the involvement of ERMs in various aggressive and invasive cancers. ERMs are regulated downstream of several cellular actors in particular membrane receptors. Several studies have reported that the thromboxane A2 receptor (TXA2R), a G protein coupled receptor (GPCR) promotes metastasis. It has been described especially in the context of triple negative breast cancer (TNBC), one of the deadliest cancers in women. GPCR have a central role in almost all physiological functions and constitute the largest family of drug targets. Interestingly, the two laboratories of Dr Sébastien Carréno and Dr Michel Bouvier, have discovered that the TXA2R activates ERM proteins through the GTPase RhoA. In this research project, we have identified a new signaling pathway linking the TXA2 receptor to ERMs via RhoA and the kinase SLK. This pathway is involved in the migration of triple negative breast cancer cells. Thus, we demonstrated that moesin and SLK acted downstream of the receptor to promote the speed and directionality of TNBC cells migration. We discovered that the directed cell migration downstream of TXA2R is due to a polarization of moesin at the leading edge. We also observed that moesin is responsible for actin filaments polarity at the leading edge following an activation of the receptor. So, this work has revealed a new signaling cascade important for the migration of aggressive triple negative breast cancer cells which could be a new target for anti-metastatic therapies.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le cancer du poumon est la première cause de mortalité parmi les cancers en Amérique du Nord; le tabagisme en est la principale cause. La chimiothérapie conventionnelle n'est pas très efficace chez les patients avec une maladie métastatique ( stage IV). Les nouveaux agents antinéoplasiques investigués n'augmentent la survie.que modestement. II y a donc un besoin urgent d'élaborer de nouvelles approches thérapeutiques pour ce cancer. Pendant la tumorigénèse, le nombre de lésions génétiques augmente, principalement dans les oncogènes et les gènes suppresseurs de tumeur. Pour abolir la fonction d'un gène suppresseur de tumeur, il faut deux événements: une mutation dans une allèle et la perte d'hétérozygosité dans l'autre allèle. De récents résultats ont démontré que l'hyperméthylation, une altération épigénétique, est un mécanisme alternatif qui peut inactiver les gènes suppresseurs de tumeur. L'hyperméthylation joue un rôle important dans l'initiation et la progression d'une tumeur. Plusieurs gènes suppresseurs de tumeur sont hyperméthylés dans leur région promotrice. Cette hyperméthylation de la région promotrice est associée à la répression transcriptionnelle de ces gènes. De plus, la 5-Aza-2' -déoxycytidine (5-AZA-CdR), un médicament expérimental, peut activer l'expression de gènes suppresseurs de tumeur en inhibant la méthylation de l' ADN. L'efficacité de ce médicament chez les patients atteints de leucémie aiguë, en rechute suite à un traitement conventionnel, a déjà été démontrée. Son efficacité a aussi été observée chez les patients ayant un syndrome myélodysplasique qui est un syndrome préleucémique. Notre laboratoire a obtenu de bons résultats avec la 5-AZA-CdR dans une étude de phase I chez les patients atteints du cancer pulmonaire métastatique. Dans ce projet, nous avons étudié l'activité antinéoplasique de la 5-AZA-CdR et l'état de méthylation du récepteur f3 de l'acide rétinoique (RARf3 ), qui est un gène suppresseur de tumeur. Dans le cancer pulmonaire non à petites cellules (NSCLC), la délétion chromosomique affectant la région 3p24, où le gène RARP est situé, est fréquente. La mutation du gène RARP est cependant rare. Le gène RARP n'est pas exprimé dans la majorité des lignées cellulaires tumorales NSCLC et dans des tumeurs pulmonaires primaires. L 'hyperméthylation de la région promotrice du gène RARP pourrait être un mécanisme alternatif aux délétions et aux mutations dans l'inactivation de ce gène suppresseur de tumeur. Le premier objectif de ce projet était d'évaluer l'activité antinéoplasique in vitro de la 5-AZA-CdR et de l'acide rétinoique (RA) dans deux lignées cellulaires tumorales NSCLC, soient Calu-1 et A549. La 5-AZA-CdR est un agent cytotoxique puissant pour ces lignées cellulaires tumorales. Une concentration de 5-AZA-CdR de 100 ng/ml administrée pendant 48 h a produit plus de 90% de mort cellulaire ( ou de perte de clonogénicité). Cette perte de clonogénicité a augmenté avec la dose et la durée du traitement. Dans la lignée cellulaire Calu-1, où le RARP est méthylé, la combinaison de la 5-AZA-CdR à 10 ng/ml et de l'acide rétinoique à 0.1 et 1 µM a permis d'obtenir une interaction antinéoplasique synergique au niveau du potentiel clonogénique des cellules tumorales pulmonaires Calu-1. Cette combinaison a aussi permis d'obtenir une interaction antinéoplasique additive au niveau du potentiel clonogénique chez les cellules tumorales A549, une lignée cellulaire où le gène RARP n'est pas méthylé. Le deuxième objectif était de déterminer l'état de méthylation du gène RARP dans les biopsies de cancer pulmonaire humain et dans les tissus normaux adjacents. La méthode employée était le PCR spécifique à la méthylation (MSP), avec des amorces spécifiques pour la méthylation et pour la non-méthylation du gène RARP. Les résultats ont montré que la région promotrice du gène RARP était hyperméthylée dans 28% des biopsies de cancer pulmonaire. La plupart des tissus normaux adjacents n'étaient pas méthylés dans la région promotrice du RARf3. Le troisième objectif était de cloner et de séquencer la région promotrice du RARP des cellules d'adénocarcinome du colon DLD-1 et d'une biopsie tumorale pulmonaire afin chromosomique affectant la région 3p24, où le gène RARP est situé, est fréquente. La mutation du gène RARP est cependant rare. Le gène RARP n'est pas exprimé dans la majorité des lignées cellulaires tumorales NSCLC et dans des tumeurs pulmonaires primaires. L 'hyperméthylation de la région promotrice du gène RARP pourrait être un mécanisme alternatif aux délétions et aux mutations dans l'inactivation de ce gène suppresseur de tumeur. Le premier objectif de ce projet était d'évaluer l'activité antinéoplasique in vitro de la 5-AZA-CdR et de l'acide rétinoique (RA) dans deux lignées cellulaires tumorales NSCLC, soient Calu-1 et A549. La 5-AZA-CdR est un agent cytotoxique puissant pour ces lignées cellulaires tumorales. Une concentration de 5-AZA-CdR de 100 ng/ml administrée pendant 48 h a produit plus de 90% de mort cellulaire ( ou de perte de clonogénicité). Cette perte de clonogénicité a augmenté avec la dose et la durée du traitement. Dans la lignée cellulaire Calu-1, où le RARP est méthylé, la combinaison de la 5-AZA-CdR à 10 ng/ml et de l'acide rétinoique à 0.1 et 1 µM a permis d'obtenir une interaction antinéoplasique synergique au niveau du potentiel clonogénique des cellules tumorales pulmonaires Calu-1. Cette combinaison a aussi permis d'obtenir une interaction antinéoplasique additive au niveau du potentiel clonogénique chez les cellules tumorales A549, une lignée cellulaire où le gène RARP n'est pas méthylé. Le deuxième objectif était de déterminer l'état de méthylation du gène RARP dans les biopsies de cancer pulmonaire humain et dans les tissus normaux adjacents. La méthode employée était le PCR spécifique à la méthylation (MSP), avec des amorces spécifiques pour la méthylation et pour la non-méthylation du gène RARP. Les résultats ont montré que la région promotrice du gène RARP était hyperméthylée dans 28% des biopsies de cancer pulmonaire. La plupart des tissus normaux adjacents n'étaient pas méthylés dans la région promotrice du RARf3. Le troisième objectif était de cloner et de séquencer la région promotrice du RARP des cellules d'adénocarcinome du colon DLD-1 et d'une biopsie tumorale pulmonaire afin chromosomique affectant la région 3p24, où le gène RARP est situé, est fréquente. La mutation du gène RARP est cependant rare. Le gène RARP n'est pas exprimé dans la majorité des lignées cellulaires tumorales NSCLC et dans des tumeurs pulmonaires primaires. L 'hyperméthylation de la région promotrice du gène RARP pourrait être un mécanisme alternatif aux délétions et aux mutations dans l'inactivation de ce gène suppresseur de tumeur. Le premier objectif de ce projet était d'évaluer l'activité antinéoplasique in vitro de la 5-AZA-CdR et de l'acide rétinoique (RA) dans deux lignées cellulaires tumorales NSCLC, soient Calu-1 et A549. La 5-AZA-CdR est un agent cytotoxique puissant pour ces lignées cellulaires tumorales. Une concentration de 5-AZA-CdR de 100 ng/ml administrée pendant 48 h a produit plus de 90% de mort cellulaire ( ou de perte de clonogénicité). Cette perte de clonogénicité a augmenté avec la dose et la durée du traitement. Dans la lignée cellulaire Calu-1, où le RARP est méthylé, la combinaison de la 5-AZA-CdR à 10 ng/ml et de l'acide rétinoique à 0.1 et 1 µM a permis d'obtenir une interaction antinéoplasique synergique au niveau du potentiel clonogénique des cellules tumorales pulmonaires Calu-1. Cette combinaison a aussi permis d'obtenir une interaction antinéoplasique additive au niveau du potentiel clonogénique chez les cellules tumorales A549, une lignée cellulaire où le gène RARP n'est pas méthylé. Le deuxième objectif était de déterminer l'état de méthylation du gène RARP dans les biopsies de cancer pulmonaire humain et dans les tissus normaux adjacents. La méthode employée était le PCR spécifique à la méthylation (MSP), avec des amorces spécifiques pour la méthylation et pour la non-méthylation du gène RARP. Les résultats ont montré que la région promotrice du gène RARP était hyperméthylée dans 28% des biopsies de cancer pulmonaire. La plupart des tissus normaux adjacents n'étaient pas méthylés dans la région promotrice du RARf3. Le troisième objectif était de cloner et de séquencer la région promotrice du RARP des cellules d'adénocarcinome du colon DLD-1 et d'une biopsie tumorale pulmonaire afin d'identifier les sites de cytosines méthylés (5-MeC). Nous avons utilisé la méthode du séquençage génomique de l 'ADN traité au bisulphite. L'analyse du séquençage de I 'ADN a montré que les sites 5-MeC dans la région promotrice du RARP de la biopsie du cancer pulmonaire étaient les mêmes que ceux identifiés auparavant chez les cellules tumorales du colon DLD-1. D'autres résultats du séquençage de l'ADN sur des biopsies de cancer du sein ont confirmé que les sites 5-MeC sont conservés dans trois différentes types de tumeur: colon, poumon et sein. Le dernier objectif était d'étudier la pharmacocinétique de la 5-AZA-CdR chez deux patients atteints du cancer du sein métastatique. Le médicament 5-AZA-CdR a été donné par la voie i. v. pendant 8 h à une dose de 400 mg/m2 Les concentrations plasmatiques de la 5-AZA-CdR ont été estimées en utilisant un bio-essai basé sur l'inhibition de croissance des cellules leucémiques L1210 in vitro. À une vitesse d'infusion de 50 mg/m2/h, la concentration plasmatique à l'état d'équilibre était de 1.10 µg/ml chez la patiente M.R. et de 0.66 µg/ml chez la patiente G.H. Après la fin de l'infusion i.v., une disparition rapide de la 5-AZA-CdR dans le plasma a été observée chez les deux patientes, avec une demie-vie ( t Y:? ) respective de 11 min et de 13 minutes. On suggère que l'élimination totale de la 5-AZA-CdR chez ces deux patientes est due à la déamination par l'enzyme cytidine déaminase dans le foie ou dans d'autres organes. La conclusion est que le gène suppresseur de tumeur RARP peut être méthylé dans des biopsies tumorales de poumon. L 'hyperméthylation peut être un mécanisme alternatif qui résulte en une perte d'expression du RARp. Les résultats ont aussi montré que la 5-AZA­CdR est un agent cytotoxique puissant pour les lignées cellulaires tumorales pulmonaires. La 5-AZA-CdR peut être un médicament intéressant à être investigué dans les études cliniques du cancer du poumon, puisque d'autres gènes suppresseurs de tumeur sont méthylés dans le cancer pulmonaire. La méthode MSP pour le RARP pourrait être utilisée comme un test diagnostique pour dépister chez les patients avec un cancer du poumon, ceux chez qui le gène RARf3 est méthylé. Le rôle de RA comme thérapie dans le cancer du poumon n'est pas encore clair mais la combinaison de la 5-AZA-CdR et de RA pourrait améliorer le taux de réponse. Cette combinaison devrait être étudiée chez les animaux afin de vérifier son efficacité thérapeutique in vivo. / Lung cancer is the leading cause of cancer-related death in men and women in North America. Tobacco consumption is the principal cause of this disease. In advanced metastatic disease (stage IV), conventional chemotherapy is not very effective in improving the survival. Most current investigational drugs produèe only a modest increase in survival time. There is an urgent need for new therapeutic approaches for lung cancer. During the tumorigenesis of Iung cancer, there is an accumulation of a number of genetic lesions, predominantly in oncogenes and in tumor suppressor genes. It is thought that these latter genes require two inactivating events: loss of heterozygosity (LOH) of one allele and mutation of the other allele, to lose their fonction. Recent results have shown that DNA methylation, an epigenetic alteration, is another pathway that can inactivate tumor suppressor genes. Methylation plays a key role in tumor initiation and progression. Many tumor suppressor genes are hypermethylated in their promoter regions resulting in a silencing of their expression. Furthermore, 5-Aza-2 ' -deoxycytidine (5-AZA-CdR), an experimental drug, can activate the expression of these tumor suppressor genes by inhibiting DNA methylation. This drug has been shown to be effective in patients with acute leukemia who relapsed after conventional therapy, and in patients with myelodysplastic syndrome, a preleukemic syndrome. Our laboratory has obtained some good responses with 5-AZA-CdR in phase I study with patients with advanced metastatic lung cancer. This project was focused principally on the in vitro antineoplastic action of 5-AZA-CdR in Jung cancer and the possible role of the retinoic acid receptor J3 (RARJ3), a putative tumor suppressor gene in this disease. In non-small cell Jung cancer (NSCLC), allelic deletion of 3p24, location of the RARJ3 gene, occurs frequently, but mutations are rare. RARJ3 is poorly expressed in most NSCLC cell lines and primary tumors. Methylation of RARJ3 can be an alternative mechanism to cause loss of expression of RARJ3. The first objective of this project was to evaluate the in vitro antineoplastic activity of 5-AZA-CdR and retinoic acid (RA) against two human NSCLC cell lines, Calu-1 and A549. Using a colony assay, we found that 5-AZA-CdR is a potent cytotoxic agent against these cell Iines. Significant cytotoxic effects (>90% loss of clonogenicity) are produced by concentration as low as 100 ng/ml given as 48 h exposure. Loss of clonogenicity increased with dose and time of exposure. Moreover, combination treatment of 5-AZA-CdR at 10 ng/ml and RA at 0.1 and 1 µM, respectively, produced a moderate synergistic anti-neoplastic effect on colony formation of Calu-1 tumor cells, a cell line that shows signs of methylation of RARf3. This drug combination also produced an additive antineoplastic effect on A549 tumor cells, a cell line in which RARf3 is not methylated. The second objective was to determine the methylation status of RARJ3 in human lung tumor biopsies and in their corresponding adjacent normal tissues. The method used was methylation-specific PCR (MSP) with specific primers for methylation and unmethylation of RARf3. The results showed that in 28% of lung tumor biopsies the promoter region of RARf3 were hypermethylated. Most of the adjacent normal tissues showed no methylation of RARJ3 promoter region. The third objective was to clone and sequence the RARJ3 promoter in DLD-1 colon cells and Jung tumor biopsy to identify the positions of 5-methylcytosine. We used the bisulphite genomic sequencing protocol with minor modifications. DNA sequence analysis showed that the positions of 5-methylcytosine in the RARJ32 promoter region of the lung tumor biopsy were identical to that reported previously for DLD-1 colon carcinoma cells. Other results on DNA sequencing of breast tumor biopsies from our laboratory confirm the conserved pattern of methylation of cytosine residues in three different types of tumors: colon, lung and breast. The fourth objective was to study pharmacokinetics of 5-AZA-CdR in 2 patients with advanced breast cancer. The drug was given as one 8-h infusion at 400 mglm2. Plasma concentrations of 5-AZA-CdR were measured using a bioassay based on the in vitro growth inhibition of L 1210 leukemia cells. At a rate of infusion of 50 mg/m2 /hr the mean steady-state plasma concentrations were 1.10 µg/ml in patient M.R. and 0.66 µg/ml in patient G.H. After cessation of the infusion, rapid disappearance of 5-AZA-CdR from plasma was observed with elimination half-life (t112) of 11 min and 13 min, respectively, in these 2 patients. Total clearance values of 5-AZA-CdR suggest that this analogue was eliminated principally by cytidine deaminase in the liver in patient M.R., and by cytidine deaminase in the liver and other organs in patient G.H. In conclusion the results shown that 5-AZA-CdR is a potent cytotoxic agent to lung cancer cell Iines. They also indicate that the tumor suppressor gene RARf3 can be methylated in lung tumor biopsies. Methylation can be an alternative mechanism resulting in the loss of expression ofRARf3. Since other tumor suppressor genes have been reported to be methylated in Iung cancer, 5-AZA-CdR may be an interesting drug to investigate in future clinical trials in lung cancer. The MSP method for RARf3 has the potential to be used as a diagnostic test to screen patients in which Iung tumor biopsies show methylated RARf3. The role of RA in the therapy of lung cancer is not clear but, combination treatment of 5-AZA-CdR and RA may increase response rate. This combination treatment should be studied in animal tumor model to verify its therapeutical effects in vivo.

Nous avons abordé dans l’ensemble de nos travaux deux paramètres importants pour l’immunomonitoring des patients atteints d’un cancer : les cellules tumorales circulantes (CTC) comme un indicateur de la « charge antigénique tumorale » et la réponse immune lymphocytaire T spécifique d’antigènes associés aux tumeurs (AAT). Nous avons évalué d’abord la valeur diagnostique et pronostique des CTC dans les cancers des voies aérodigestives supérieures (« HNSCC » en anglais) par une revue systématique et meta-analyse de la littérature. Les preuves actuelles identifient le test de détection de CTC comme un test extrêmement spécifique, mais de faible sensibilité dans les HNSCC. En outre, la présence de CTC indique une DFS (« disease free survival ») inférieure. Nous rapportons également pour la première fois un cas rare d’énumération extrêmement élevée de CTC détectées par le système CellSearch® chez un patient présentant un carcinome épidermoïde de la cavité buccale en utilisant. Le nombre absolu de CTC pourrait donc prédire une phase particulière de développement du cancer ainsi qu'une mauvaise survie, contribuant potentiellement à une prise en charge médicale personnalisée. De plus, nous décrivons une adaptation de la méthode CellSearch® qui nous avons développée pour détecter les cellules tumorales dans le liquide céphalo-rachidien de patients atteints de méningites carcinomateuses. Cette nouvelle approche permet une sensibilité nettement améliorée en comparaison avec la cytologie conventionnelle. La technologie CellSearch®, appliquée à des volumes limités des échantillons et permettant une augmentation du temps pré-analytique, pourrait ainsi avoir un grand intérêt dans le diagnostic de métastases leptoméningées chez les patients atteints d’un cancer d’origine épithéliale. Par une évaluation concomitante des CTC et des réponses lymphocytaires spécifiques aux AAT chez 24 patients avec HNSCC, nous avons trouvé que les CTC pourraient être un indicateur indépendant de la charge tumorale immunogène. L'absence de CTC, la présence de lymphocytes T spécifiques aux AAT, ou la combinaison de ceux-ci, étaient tous des paramètres montrant une tendance pour une meilleure survie globale ou une survie sans maladie. L’amplitude et les signatures fonctionnelles des lymphocytes T spécifiques aux AAT chez les patients atteints de HNSCC étaient associées à la présence de CTC. Ces résultats suggèrent qu’une évaluation concomitante de ces deux paramètres pourrait être plus informative sur le pronostic et potentiellement sur l’impact des traitements (notamment dans la perspective d’un traitement par des « immune checkpoints ») / We have evaluated herein two important parameters in the immunomonitoring of cancer patients: circulating tumor cells (CTC) as an indicator of “tumoral antigenic load” and tumor-associated antigens (TAA) specific T-cells. We firstly evaluated the diagnostic and prognostic value of CTC in Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (HNSCC) by a systematic review and meta-analysis. We came to the conclusion that current evidence identifies the CTC detection test as an extremely specific but low sensitive test in HNSCC. In addition, the presence of CTC indicates a worse disease-free disease (DFS). Also, we report for the first time a rare case of extremely high enumeration of circulating tumor cells detected in a patient with squamous cell carcinoma of the oral cavity using the CellSearch® system. The absolute number of CTC could therefore predict a particular phase of cancer development as well as a poor survival, potentially contributing to personalized health. In addition, we describe an adaptation of the CellSearch® method that we have developed for detecting tumor cells in the cerebrospinal fluid of patients with carcinomatous meningitis. This new approach reaches a significantly improved sensitivity compared to conventional cytology. CellSearch® technology, applied to limited sample volumes and allowing an increased pre-analytical time, may be of great interest in the diagnosis of leptomeningeal metastases in patients with epithelial cancer. By a concomitant evaluation of CTC and TAA-specific lymphocyte responses in 24 HNSCC patients, we describe that CTC could be an independent indicator of immunogenic tumor burden. The absence of CTC, the presence of TAA-specific T-cells, or the combination of these, were all parameters showing a trend for a better overall survival or DFS. The amplitude and functional signatures of TAA-specific T-lymphocytes in patients with HNSCC were associated with the presence of CTC. These results suggest that a concomitant evaluation of these two parameters may be more pertinent for prognosis assessment as well as for treatment impact, especially in “checkpoint-inhibitors” new immunotherapies

Le cancer colorectal est un enjeu majeur de Santé publique. Près de la moitié des patients porteurs d’un cancer colorectal va développer des métastases hépatiques. La chirurgie est le seul traitement potentiellement curatif. Tout doit donc être mis en oeuvre pour que ces patients accèdent à un geste chirurgical. Le volume de foie restant après hépatectomie est un des principaux facteurs limitant en chirurgie hépatique. Des techniques innovantes ont été développées dans l’optique d’une épargne parenchymateuse : l’utilisation conjointe des techniques de destruction focalisée et la chirurgie hépatique en deux temps. La chirurgie hépatique en deux temps est efficace d’un point de vue carcinologique, mais reste une procédure complexe techniquement avec une morbidité non négligeable, notamment à cause des adhérences péri-hépatiques post-opératoires. Ces adhérences sont systématiques après chirurgie hépatique mais peuvent être prévenues par l’utilisation de membranes antiadhérences après la première hépatectomie. Dans cette indication, l’étude de phase II multicentrique, présentée dans ce travail, retrouvait une diminution de l’incidence et de la sévérité de ces adhérences après utilisation de seprafilm®, ce qui facilitait la seconde hépatectomie. Les techniques de destruction focalisée peuvent dans certains cas se substituer à la chirurgie en cas de métastases résécables. Elles permettent également d’augmenter le nombre de patients candidats à une prise en charge à visée curative, lorsqu’elles sont associées à la chirurgie, en cas de métastases non résécables. Ces techniques présentent néanmoins plusieurs inconvénients qui limitent leur utilisation. Les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) sont une technique récente, non ionisante, de destruction focalisée dont les avantages théoriques sont particulièrement adaptés au traitement des tumeurs hépatiques. La technologie HIFU actuelle repose sur un dispositif de traitement extra-corporel, dont la limite principale est la faible taille des ablations, qui doivent être juxtaposées pour traiter des tumeurs de quelques centimètres, ce qui nécessite des temps de traitement de plusieurs dizaines de minutes. Le développement d’une sonde HIFU per-opératoire, à géométrie torique, a permis d’obtenir des ablations d’environ 7 cm3 en 40 secondes sur un modèle porcin. Nous avons pu montrer, lors de l’étude de phase I-IIa présentée dans ce travail, que ces résultats étaient reproduits chez l’homme sur foie sain destiné à être réséqué. Les résultats positifs de ces deux études prospectives nous ont permis d’envisager une étude de phase III sur la prévention des adhérences péri-hépatiques, la poursuite de l’étude HIFU en ciblant cette fois les métastases hépatiques, et la réalisation d’une étude de phase II sur la résection hépatique assistée par HIFU comme aide à l’hémostase / Colorectal cancer is a major health problem. Almost half of patients will develop liver metastasis. Surgery is the only potentially curative treatment. Everything possible must be done for these patients to perform liver surgery. Remnant liver volume after hepatectomy is the main limit of liver surgery. Innovative techniques have been developed to spare liver parenchyma: concomitant use of focal destruction and two-stage hepatectomy. Two-stage hepatectomy is oncologically effective but is a challenging procedure with high morbidity, in part because of peri-hepatic adhesions. These adhesions occur systematically after liver surgery but can be prevented by the use of anti-adhesion membranes at the end of the first hepatectomy. In this indication, the multicentre phase II study presented herein, showed a decrease in extent and severity of adhesions with use of seprafilm®. It facilitated the dissection and so the second hepatectomy. Techniques involving focal destruction can replace surgery in selected cases of resectable metastases. They also increase the number of patients candidates to curative liver-directed therapy in unresectable metastases. These techniques have however several disadvantages, which limit their use. High intensity focused ultrasound (HIFU) is a recent, non-ionizing, technology of focal destruction. Theoretical advantages make HIFU a promising technique for focal ablation of liver tumours. Current technology is based on extra-corporeal treatment. The main limit is that elementary ablations are small and must be juxtaposed to treat supra-centimetric tumours, resulting in long-time treatment. A new and powerful HIFU device enabling destruction of larger liver volumes (7 cm3 in 40 seconds) has been developed based on toroidal transducers. We showed, in a phase I-IIa study presented herein, that preclinical results could be reproduced on healthy liver of patients undergoing hepatectomy. Positive results of these two prospective studies have allowed to design a phase III trial on prevention of peri-hepatic adhesions, to continue the evaluation of HIFU by targeting liver metastases and by assisting liver resection, in a phase II study, as a sealing device