Résumé: L’expression des gènes modifiés contribue à l’initiation et la progression du cancer. Malheureusement, les recherches actuelles s’attardent essentiellement à l’expression globale des gènes sans tenir compte des différentes isoformes des ARNm résultant de l’épissage alternatif, codant potentiellement pour des protéines de fonctions différentes. En effet, la haute similitude et la complexité des isoformes ARNm rendent la discrimination des isoformes laborieuse, raisons pour lesquelles l’épissage alternatif est historiquement étudié gène par gène. C’est la raison pour laquelle nous avons développé une méthodologie à haut débit pour la quantification des isoformes d’ARNm. Basé sur cette technique, cette Thèse présente une série d’évidences qui appuie l’hypoThèse selon laquelle certaines isoformes d’ARNm sont nécessaires à la tumorigénèse. Précédemment, des études bioinformatiques à grande échelle ainsi que des validations expérimentales à petite échelle ont révélé la présence d’isoformes spécifiques à certains types de cancers. Toutefois, ces conclusions ont été tirées à partir de tumeurs dont le contenu cellulaire est hétérogène. Or, il est bien connu que les niveaux des isoformes d’ARNm diffèrent largement en fonction du type cellulaire et il est possible que les différences observées dans des tumeurs entières soient des artéfacts résultant de la complexité cellulaire des tissus comparés. En nous basant sur le cancer de l’ovaire comme modèle, nos préparations homogènes de différents types cellulaires nous ont permis de révéler la présence d’isoformes associées au cancer indépendamment de l’hétérogénéité des tumeurs. Étonnamment, les changements les plus intéressants ne se retrouvent pas dans les cellules cancéreuses à proprement dites, mais dans les cellules "normales" en bordure de la tumeur. Notre analyse des facteurs de régulation de ces isoformes nous a permis d’affirmer que ces changements ne sont pas dûs à un dérèglement anarchique des cellules cancéreuses, mais découlent plutôt d’un programme destiné à avantager les cellules cancéreuses. Pour évaluer la fonction des isoformes d’ARNm, nous avons généralisé des outils moléculaires permettant de reprogrammer spécifiquement l’expression d’isoformes de gènes cible dans des lignées cellulaires cancéreuses. Ainsi, le criblage systématique d'isoformes d’ARNm de gènes cibles associés au cancer a permis de révéler leur caractère pro-cancer dans des essais in vitro. L'ensemble de ces travaux démontrent la contribution des isoformes d’épissage dans le développement des tumeurs solides. // Abstract: Cancer cells modify their gene expression pattern to promote tumor growth. Unfortunately, current research focuses almost exclusively on global gene expression changes, without taking into account the fact that the majority of genes produce multiple alternative splicing variants, which potentially code for proteins of different functions In fact, the main reason splicing isoforms are still studied on a gene by gene basis is because the high sequence similarity and complexity of mRNA isoforms make it very difficult to detect and quantify them. To overcome this difficulty, we developed a high-throughput methodology to accurately quantify splicing isoforms. This methodology has been applied in this thesis to generate evidence supporting a causal role for splicing isoforrns in the tumorigenesis of solid tumors. A few years ago, genome-wide bioinformatics predictions, and some experimental validations in human tissues, suggested the existence of cancer-specific splicing isoforms. However, these conclusions may be simply explained by the cellular heterogeneity of tumor. In fact, it is well established that alternative splicing is a cell type-specific process. To address this, we microdissected cancer tissues and demonstrated that some splicing isoforms are truly cancer-associated and independent of tumor cell type content. Surprisingly, the most interesting changes were found in the "normal" stromal cells surrounding the tumor and not within the cancer cells. Our analysis of splicing-factor expression changes using the same tissue set allowed us to confirm that these splicing shifts were not a random process, but rather part of a defined splicing program promoting tumor development. To evaluate the functional contribution of splicing isoforms, we developed molecular tools that modulate splicing of endogenous targets in cancer cell lines. We used these tools to decipher the pro-cancer properties of cancer-associated splicing isoforms using in vitro assays. Overall, this work demonstrated the contribution of splicing isoforms in solid tumor development.

La sénescence cellulaire est un mécanisme de suppression cellulaire caractérisé par un arrêt irréversible du cycle cellulaire. Les cellules sénescentes ont également un secrétome spécifique qui influe sur les cellules voisines, pouvant induire leur entrée prématurée en sénescence, l'apoptose, la prolifération cellulaire et le développement tumoral. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse était d'identifier une nouvelle protéine sécrétée par les fibroblastes sénescents et de caractériser ses fonctions dans les cellules sénescentes et dans les cellules tumorales. Nous avons mis en évidence la protéine WNT16B. Elle est surexprimée dans plusieurs modèles de sénescence cellulaire obtenus à partir de fibroblastes pulmonaires. Dans un modèle de souris transgénique, WNT16B est également associée avec l'accumulation de cellules sénescentes dans les lésions précancéreuses pulmonaires. WNT16B est impliqué dans le mécanisme de sénescence cellulaire. En effet, l'inhibition de WNT16B prévient l'entrée en sénescence, en empêchant l'activation de p53 et l'expression de p21/WAF1, et donc l'arrêt du cycle cellulaire.Nous avons finalement associé l'expression de WNT16B avec la présence de cellules sénescentes dans des tumeurs prélevées chez des patients atteints de carcinomes pulmonaires non à petites cellules. Cette expression est corrélée avec une meilleure survie pour les patients ayant reçu un traitement chimiothérapeutique. Ce dernier résultat fait donc le lien entre traitement, sénescence cellulaire et survie, et illustre le rôle potentiel des marqueurs des cellules sénescentes pour le suivi des patients. Globalement, ces travaux ont donc non seulement permis d'identifier WNT16B comme nouveau marqueur des cellules sénescentes, mais ils ont également ouvert des perspectives d'utilisation de ce marqueur pour l'identification, le traitement et le suivi des patients atteints d'un cancer. / Cellular senescence is a tumor suppression mechanism consisting of an irreversible cell cycle arrest. Senescent cells also express a specific secretome that plays a role in the microenvironment. It may induce premature senescence, apoptosis, cellular proliferation or tumor development in the neighboring cells. In this context, my thesis aimed to identify and characterize a new senescence-associated secreted protein, before highlighting its role in tumorigenesis. We identified the WNT16B protein. It was overexpressed in various cellular senescence models obtained from lung fetal fibroblasts. Moreover, WNT16B expression was associated with the accumulation of senescent cells in precancerous lesions in a transgenic mice model. WNT16B is also involved in the senescence machinery. Indeed, WNT16B inhibition prevented the senescence onset through inactivation of the p53/p21 pathway, thus stopping the cell cycle progression. Finally, we observed a correlation between the WNT16B expression and the occurrence of senescent tumoral cells in NSCLC samples. This expression was also correlated with a better patient outcome after chemotherapeutical treatment. Thus, this last result linked the treatment efficiency, the occurrence of senescence and the patient survival. Overall, my thesis established elevated WNT16B levels as a novel biomarker for senescence that might be useful for the identification, the treatment follow-up and the prognosis of patient outcome.

Les carcinomes sont des cancers touchant plusieurs organes du corps humain, notamment les seins, le pancréas, les poumons, l'intestin… et sont issus de la transformation de cellules épithéliales en cellules tumorales. Au cours du développement d'une tumeur, les cellules cancéreuses, contrairement aux cellules normales, acquièrent la capacité de se déplacer dans le corps humain, jusqu'à coloniser des organes voisins. Ces colonies sont appelées métastases. Le processus métastatique est responsable de 90% des décès dans le cadre des carcinomes. Ce processus n'est pas dû à l'action isolée des cellules cancéreuses mais est aussi le résultat d'une coopération entre la tumeur et son voisinage – le microenvironnement tumoral – favorisant la survie et la migration des cellules cancéreuses. Les fibroblastes sont une population cellulaire du microenvironnement tumoral. Il a été démontré que les fibroblastes sont activés à proximité des cellules cancéreuses ; on les qualifie de fibroblastes associés au cancer ou CAFs. Dans des tissus de patients, les tumeurs les plus agressives corrèlent avec un enrichissement en fibroblastes et une matrice plus dense. Mon projet de thèse illustre un nouveau mécanisme de coopération entre CAFs et cellules cancéreuses. Cibler l’action des fibroblastes pourrait ralentir la progression tumorale, voire bloquer la formation de métastases. / Cancer-associated fibroblasts (CAFs) are the most abundant cells of the tumor stroma. Their capacity to contract the matrix and induce invasion of cancer cells has been well-documented. However, it is not clear if CAFs remodel the matrix by other means (degradation, matrix deposition or stiffening). This project demonstrates that CAFs induce cancer cell invasion through assembly of FN into the matrix. CAFs assembled fibronectin (FN) mainly via integrin α5 but integrin αvβ3 was necessary for initial mechanosensing and fibrillar adhesion formation. In the absence of FN, contractility of the matrix by CAFs is preserved. When degradation is impaired, CAFs retain the capacity to induce invasion in a FN-dependent manner. In all cases, the levels of expression of integrin β3 and the amount of assembled FN was directly proportional to the invasion induced by fibroblast populations. Our results highlight FN assembly and integrin β3 as new hallmarks of CAFs. We also noticed that cancer cells migrate towards CAFs suggesting a possible chemotactic response. Using Dunn’s chemotaxis chamber, we found that cancer cells migrate along a gradient of CAF-conditioned media and a gradient of fibronectin. Finally, orthotopic injections of cancer cells and CAFs in the colon wall of mice revealed that CAFs stimulate metastasis of cancer cells to the liver. In conclusion, our data show that CAFs promote cancer cell invasion by depositing fibronectin that can guide cancer cells favoring metastasis formation.

L’hématopoïèse est le processus de formation des cellules souches hématopoïétiques (CSH); elle est conservée au cours d’évolution. Durant l’hématopoïèse embryonnaire, deux vagues hématopoïétiques se succèdent, la vague primitive et la vague définitive. La vague primitive produit des macrophages, des neutrophiles et des érythrocytes. Au cours de la vague définitive, les CSH émergent du plancher de l’aorte dorsale par une transition endothélio-hématopoïétique ou TEH, dans une région appelée aorte-gonades-mesonephros (AGM).Ces dernières années, des études des organes hématopoïétiques chez les mammifères ont démontré que le microenvironnement joue un rôle crucial dans l’émergence et le devenir des CSH. Pendant ma thèse, je me suis intéressée au rôle du microenvironnement dans la mise en place de l’hématopoïèse définitive chez l’embryon de zebrafish. Dans l’AGM, j’ai caractérisé et évalué la contribution de différents acteurs dont deux populations en particulier, les macrophages et le système neuronal sympathique. Chacune de ces cellules joue un rôle spécifique durant la vague définitive de l’hématopoïèse. Les macrophages mobilisent des CSH de l’AGM afin de permettre leur intravasation et la colonisation des organes hématopoïétiques. Les catécholamines synthétisées par le système neuronal sympathique quant à elles contrôlent la TEH par l’activation des récepteurs beta2b et beta3 dans l’AGM.En conclusion, nous avons démontré que le microenvironnement influence l’hématopoïèse définitive chez le zebrafish par différents mécanismes. Ces travaux ont pour objectif d’améliorer la compréhension du mécanisme de genèse des CSH et potentiellement de permettre un jour la production de CSH in vitro. / Haematopoiesis is the process of haematopoietic stem cell (HSC) generation conserved in all vertebrates. During the embryonic development, two successive waves of haematopoiesis occur – the primitive and the definitive wave. The first one gives rise to erythrocytes, macrophages and neutrophils. During the second one, HSCs emerge from the ventral wall of dorsal aorta (DA) in the aorta-gonads-mesonephros (AGM) region by a process called endothelial-to-haematopoietic transition or EHT.In the last years, several studies performed in mammals have shown that the microenvironment plays a key role in haematopoiesis. During my thesis I have studied the role of the microenvironment in definitive haematopoiesis in the zebrafish embryo. I have described several cell components present in the AGM and evaluated their contribution to the haematopoiesis. I further analysed two of those players: macrophages and sympathetic nervous system. Each of them plays a specific role during the definitive wave of haematopoiesis. Macrophages mobilise nascent HSCs from the AGM to allow their intravasation and colonisation of haematopoietic organs. Catecholamines synthetized by sympathetic nervous system control EHT through the activation of beta2b and beta3 receptors in the AGM.In conclusion, we have shown that the microenvironment can substantially influence the definitive haematopoiesis in the zebrafish by distinct mechanisms. These findings would help to understand the mechanism of HSC generation and potentially to allow in vitro HSC production.

L’angiogenèse est un processus majeur intervenant au cours du remodelage du microenvironnement tumoral, induit par l’hypoxie et le VEGF. La lysyl oxydase like-2 (LOXL2) appartient à la famille des lysyl oxydases, impliquée dans le pontage de constituants matriciels. Notre équipe a montré que l’induction de LOXL2 par l’hypoxie conduit à sa sécrétion par les cellules endothéliales et son accumulation dans la matrice extracellulaire endothéliale. Nous avons montré que LOXL2 joue un rôle dans l’angiogenèse au cours du développement. Des études ont montré que LOXL2 est surexprimée dans de nombreux cancers et que l’inhibition de LOXL2 extracellulaire empêche la formation d’un microenvironnement tumoral. Mon travail de thèse a porté sur l’étude du rôle de LOXL2, exprimée par les cellules endothéliales et tumorales, au cours de l’angiogenèse dans le carcinome du rein à cellules claires (ccRCC) humain. Nous avons montré que LOXL2 est exprimée à la fois par les cellules stromales et tumorales dans le ccRCC humain, mais aussi que LOXL2 pourrait jouer un rôle spécifique en fonction de son origine cellulaire dans ces tumeurs. L’étude de la contribution de LOXL2 endothéliale nous a permis de démontrer que LOXL2 promeut l’angiogenèse in vitro et in vivo dans le ccRCC, avec une implication partielle de son activité catalytique dans ce processus. Nous avons montré que LOXL2 sécrétée par les cellules tumorales stimule l’angiogenèse in vitro et in vivo, avec la participation de son activité catalytique, notamment en modulant la prolifération des cellules endothéliales. LOXL2 endothéliale et tumorale promeuvent l’angiogenèse dans le ccRCC, dépendamment ou non de son activité catalytique. / Angiogenesis is a major process in microenvironment remodeling which is mainly induced by hypoxia and VEGF. Lysyl oxidase like-2 (LOXL2) belongs to lysyl oxidase family involved in extracellular matrix crosslinking. Our team previously described that LOXL2 is a hypoxia-target, which is secreted by endothelial cells and accumulated into endothelial extracellular matrix. We also demonstrated that LOXL2 stimulates developmental angiogenesis. Moreover, several studies showed that LOXL2 is overexpressed in many cancers and inhibition of extracellular LOXL2 impedes the formation of a tumor microenvironment. My PhD work focused on the contribution of LOXL2 secreted by stromal cells (endothelial cells and cancer associated fibroblasts) and tumor cells in clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) angiogenesis. ccRCC is a highly vascularized and metastatic tumor. We showed that LOXL2 is expressed both by stromal and tumor cells in ccRCC and might play a specific role depending on its cellular origin in these tumors. Then we demonstrated that LOXL2 secreted by endothelial cells promotes angiogenesis in vitro and in vivo with a partial contribution of its catalytic activity. We also demonstrated that LOXL2 secreted by tumor cells stimulates angiogenesis in vitro and in vivo and that LOXL2 catalytic activity is involved in this process, notably modulating endothelial cells proliferation. Moreover, we showed that endothelial and tumor LOXL2 regulate several signaling pathways implicated in different steps of the angiogenic process.Both tumor and endothelial LOXL2 are involved in angiogenesis of ccRCC, in a dependent or independent catalytic activity manner.

Les cancers de l’ovaire représentent la première cause de mortalité due aux cancers gynécologiques dans les pays développés. La plupart de ces cancers sont diagnostiqués à des stades tardifs quand les cellules cancéreuses ovariennes ont disséminé et colonisé les parois de la cavité abdominale. En conséquence, ces cancers sont associés à un sombre pronostic.Plus d’un tiers des patientes présentent une accumulation de liquide d’ascite au moment du diagnostic. L’ascite est un fluide exsudatif ayant une composante cellulaire et également une composante liquide acellulaire, constituant un réservoir dynamique de molécules bioactives. Malgré une réponse efficace aux traitements standards, les taux de récidive de cette pathologie restent élevés. L’acquisition d’une chimiorésistance et le mode de propagation atypique des cellules cancéreuses sont deux éléments importants impliqués dans la récidive des cancers ovariens.Le rôle de l’ascite et plus particulièrement de la composante matricielle ascitique, dans le processus de dissémination et dans la chimiorésistance des cellules cancéreuses ovariennes reste peu étudié et constitue le cœur de ce travail de thèse.L’objectif des travaux a été d’étudier l’influence de l’ascite et de deux glycoprotéines matricielles purifiées à partir d’échantillons d’ascites sur les comportements cellulaires propices à la dissémination et à la récidive des cancers ovariens. De plus, l’influence de l’ascite sur la réponse des cellules aux traitements à base de platine a également été recherchée et estimée.L’étude démontre que l’ascite est un microenvironnement propice à la dissémination des cellules cancéreuses ovariennes et que la fibronectine et la vitronectine ascitiques ainsi que leurs récepteurs d’adhérence spécifiques sont des éléments qui participent à la régulation de cette dissémination. L’ascite exerce également un effet protecteur contre l’effet cytotoxique des agents chimiothérapeutiques.Ces résultats mettent en perspectives l’intérêt potentiel de la fibronectine et de la vitronectine ascitiques comme outils diagnostiques et/ou cibles thérapeutiques des cancers ovariens et nous engagent à approfondir l’étude de ces deux molécules et de leurs conséquences sur la progression de la maladie. / Ovarian cancers are the leading cause of death among gynaecological cancers in western countries. Most of these cancers are diagnosed at a late stage, when ovarian cancer cells have spread and colonized the walls of the abdominal cavity. Therefore, these cancers are associated to a poor prognosis.More than one third of the patients show an accumulation of ascites at the time of the diagnosis. Ascites are exudative fluids composed of a cellular and also an acellular fraction. In fact, ascites constitute a dynamic reservoir of bioactive molecules. Even if the response of ovarian cancers to the current first-line therapy, that consit in debulking surgery followed by chemotherapy, is satisfactory, the rate of recurrence remains important. The gain of a chemoresistance and the atypical widespread of cancer cells are two important factors involved in the recurence of the ovarian cancers.The role of ascites and more particularly, of the ascitic matrix componants on the dissemination process and on the chemoresitance of the ovarian cancer cells remain poorly studied and is the aim of this work.The objective of this study was to investiguate the influence of ascites and of two matrix glycoproteins purified from samples of ascites i) on the cells behavior convenient to the dissemination and the recurrence of the ovarian cancers and ii) on the response of cells to therapeutics treatments with platinum.This study suggests that ascites are a permissive microenvironment to the dissemination of ovarian cancer cells and that ascitic fibronectin and vitronectin as well as their specific receptors are actors which participate to the regulation of this dissemination. Ascites also protect ovarian cancer cells against the cytotoxicity of chemotherapeutic drugs.These results illustrate the potential interest of ascites derived fibronectin and vitronectin as diagnosis tools and/or therapeutic targets for ovarian cancers and encourage us to deepen the study of these two molecules and their consequences in the progress of the disease.

Il existe de nombreuses similarités entre le développement du foetus et celui des cellules tumorales. En effet, dans les deux cas ils requièrent une division cellulaire intense, une invasion des tissues de l’hôte ainsi qu’une vascularisation soutenue. De plus, malgré le fait que le foetus et les cellules tumorales expriment à la fois des antigènes étrangers (les antigènes paternels pour le foetus et les antigènes du soi modifiés au niveau des cellules tumorales) ils ne sont pas rejetés par le système immunitaire. Parmi plusieurs populations cellulaires impliquées dans ce phénomène de non rejet ou de tolérance, les cellules T régulatrices (Tregs) jouent un rôle primordial dans les deux processus. En effet, notre laboratoire a démontré que l’émergence des cellules tumorales ainsi que l’implantation fœtale s’accompagnent d’une activation forte et rapide des Tregs. Cette observation prend tout son sens quand l’élimination de ces Tregs a conduit à un rejet immunitaire de la tumeur ou du foetus. Afin de valider ces observations, nous avons mis au point une étude transcriptomique comparative entre le microenvironnement tumoral et l’interface foeto-maternelle. Cela a révélé une forte similarité et une importante diminution des voies de signalisation immunologiques associées à la présentation antigénique et à l’activation des cellules T. De plus, des analyses non supervisées ont mis en évidence une coévolution des signatures immunitaires inhibées et cela dés les premiers jours suivant l’implantation des tumeurs ou du foetus. Par ailleurs, l’élimination des Tregs (qui a conduit un rejet de la tumeur ou du foetus) a permis de faire basculer les mêmes signatures immunitaires d’un état d’inhibition à un état d’activation. En définitive, nous pensons que les mécanismes déployés au cours de l’évolution pour protéger les foetus du rejet immunitaire sont détournés afin de favoriser le développement des cellules tumorales. / There are striking similarities between fetus and tumor development. They both require intense cell division, invasion of host tissues and sustained vascularization. Moreover, despite that fetus and tumor express foreign antigens - paternal allo-antigens for fetuses and modified auto-antigens for tumors, they are not rejected by the immune system. Among others, regulatory T cells (Tregs), which are key players in tolerance, appear to play a significant role in both processes. We showed that tumor emergence as well as embryo implantation elicit a strikingly similar brisk Treg response, which functional relevance is supported by the fact that and Treg depletion leads to fetus or tumor immune rejection. Comparison of fetal and tumor microenvironments through transcriptomics revealed strikingly similar and dramatic decrease in expression of multiple immune-related pathways, including antigen presentation and T cell response. Unsupervised analyses highlighted the co-evolution in time of downregulated immune signatures, from the very first days after tumor or embryo implantation. Treg depletion, which leads to fetus or tumor rejection, converted the very same down-modulated immune signatures to up-regulated ones. We propose that means selected during evolution to protect mammalian fetuses are hijacked to license tumor development.

Les polynucléaires neutrophiles ont longtemps été considérés comme des cellules n’intervenant que dans la réponse immune innée. Cependant, au cours de ces dernières années, de nombreuses publications suggèrent que ces cellules, retrouvées au sein du microenvironnement de nombreux cancers, pourraient également jouer un rôle dans la tumorigénèse et la progression tumorale. Ces études mettent en évidence leur fréquence comme marqueur pronostique dans différents cancers solides, mais peu de travaux se sont intéressés à la caractérisation fonctionnelle de ces cellules dans la progression tumorale. Dans de nombreux cancers dont les lymphomes B issus du centre germinatif, les cellules tumorales, qui sont incapables de proliférer et de survivre seules, sont dépendantes de leur microenvironnement de soutien. Dans cette étude, nous avons évalué la fonctionnalité des polynucléaires neutrophiles dans la croissance des lymphomes B. Ainsi, nous avons démontré pour la première fois que les polynucléaires neutrophiles soutiennent directement la croissance et la survie des cellules tumorales de lymphomes B. De plus, un dialogue bidirectionnel existe entre les polynucléaires neutrophiles et les cellules stromales. D’une part, les cellules stromales soutiennent la survie des polynucléaires neutrophiles, qui en retour induisent les caractéristiques d’un stroma lymphoïde. L’induction de ce phénotype permet aux cellules stromales d’acquérir de meilleures capacités de soutien envers les cellules tumorales. Cette étude confirme donc que les polynucléaires neutrophiles sont une composante importante du microenvironnement tumoral, et pourraient devenir une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement des lymphomes B issus du centre germinatif. / For long time, neutrophils have only been considered as cells involved in the innate immune response. More recently, in descriptive publications, neutrophils were found in the microenvironment of many solid cancers, hypothesizing that they could also play a role in tumorigenesis and cancer progression. These studies highlighted the prognostic value of their frequency, but few of them focused on the functional characterization of these cells in tumor growth. In many cancers, including germinal centre-derived B-cell lymphomas, tumor cells are dependent on their microenvironment to proliferate and survive. In this study, we focused on the role of neutrophils in the progression of B-cell lymphomas, and for the first time we demonstrated that neutrophils directly support the growth and survival of tumor Bcells. In addition, we highlighted the existence of bidirectional cooperation between neutrophils and stromal cells. In one hand stromal cells support the survival of neutrophils. On the other hand, neutrophils induce a lymphoid stroma phenotype which is well known to enhance their supportive effect on tumor cells. This study demonstrates that neutrophils are a significant component of the tumor microenvironment and may be considered as a potential therapeutic target for the treatment of B-cell lymphomas.

Les modifications induites par les cellules tumorales sur leur environnement ont pour but de permettre leur développement en remodelant le tissu la soutenant et en créant un nouveau réseau vasculaire (angiogenèse). Plusieurs thérapies anti-angiogéniques inhibant le développement du réseau vasculaire tumoral ont obtenu l’autorisation de mise sur le marché et sont actuellement utilisées en clinique. Ces thérapies induisent de fortes modifications fonctionnelles au sein de la tumeur mais le simple suivi de l’évolution du volume tumoral n’est pas suffisant pour rendre compte de ces modifications. L’objectif principal de la thèse a consisté à utiliser différentes modalités d’imagerie ultrasonore afin d’évaluer leur sensibilité aux modifications générées dans des tumeurs murine (carcinome colorectal et pulmonaire) au cours de plusieurs types de thérapie (chimique : cytotoxique, anti-angiogénique / physique : plasma froid, sono-sensibilisation). Les modifications de la distribution spatiale des micro-vaisseaux et leur fonctionnalité ont été caractérisées à l’aide de l’imagerie de contraste ultrasonore (CEUS), l’altération de la microstructure de la tumeur a été évaluée grâce à l’analyse spectrale des signaux radiofréquences, connu comme « quantitative ultrasound » (QUS) et enfin les variations des propriétés mécaniques des tissus tumoraux ont été mesurées en élastographie à l’aide de la technique « Shear Wave Elastography » (SWE). Afin de comprendre l’origine des modifications observées in vivo, des paramètres standard comme les niveaux de fibrose ou de nécrose ont été caractérisés ex vivo dans le tissu tumoral, grâce à l’immunohistochimie, une technique de référence. / Tumor development is complex process made possible thanks to the microenvironment surrounding tumor cell. Modifications induced by tumor cells on their environment enable their own development by remodeling tissues sustaining them and by creating a new vascular network (angiogenesis). The use of several antiangiogenic therapies, inhibiting the sprout of a new vascular network, has been authorized in clinic. These therapies induce strong modifications in tumors at the functional level and following tumor size changes are is not sufficient to fully characterize tumor modifications. The main goal of this thesis was to use different ultrasound-based imaging modalities in order to assess their sensitivity to modifications induced in murine tumor model (colorectal and lung carcinomas) during different type of therapy (chemical: cytotoxic, antiangiogenic / physical: cold plasma, sonosensitization). Modifications of the spatial distribution of microvessels and their functionality were characterized using contrast-enhanced ultrasound (CEUS), alteration of tumor microstructure was assessed using spectral analysis of radiofrequency signal, known as quantitative ultrasound (QUS) and finally variations of mechanical properties in tumor tissues were measured in shear wave elastography (SWE). In order to better understand the origin of the modifications observed in vivo, standard parameters such as level of fibrosis and necrosis were characterize ex vivo in tumor tissue using immunochemistry as gold standard.

La leucémie lymphoïde chronique (LLC) est une hémopathie maligne caractérisée par l’accumulation, dans le sang et les organes lymphoïdes secondaires, de lymphocytes B matures résistants à l’apoptose. Le microenvironnement tumoral de la LLC au sein des organes lymphoïdes secondaires, et notamment les « Nurse-Like Cells » (NLCs), joue un rôle majeur dans la promotion de la survie et de la prolifération des cellules leucémiques. Au cours de cette étude, la surexpression du récepteur de la neurotensine NTSR2, un récepteur couplé aux protéines G, a été caractérisée. Il est activé de façon constitutive dans les cellules leucémiques circulantes, et son activation dépend de son interaction avec le récepteur à activité tyrosine kinase TrkB suite à la liaison de son ligand, le BDNF, tous deux également surexprimés. L’activation de NTSR2-TrkB par le BDNF entraine une signalisation de survie par les voies Src et Akt, aboutissant à la surexpression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL. L’inhibition du récepteur NTSR2 dans ces cellules fait diminuer leur viabilité. En présence des NLCs, les expressions de NTSR2, TrkB, BDNF, et de la sortiline, protéine de transport des neurotrophines et des récepteurs Trk, est accentuée. Les NLCs produisent elle-même du BDNF, activent la voie de signalisation Src, et leur rôle protecteur des cellules leucémiques est BDNF-dépendant. L’ensemble de ces travaux met en évidence un rôle capital de NTSR2-TrkB-BDNF dans la signalisation de survie des cellules leucémiques circulantes et au sein du microenvironnement tumoral de la LLC, et pourrait ainsi constituer une nouvelle cible thérapeutique potentielle. / Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is a malignant hemopathy characterized by the accumulation of apoptosis resistant mature B lymphocytes in peripheral blood and secondary lymphoid organs. In these secondary lymphoid organs, the tumor microenvironment, notably Nurse-like Cells (NLCs), plays a major role in leukemic cells survival and proliferation promotion. In this study, an overexpression of neurotensin receptor NTSR2, a G-protein coupled receptor, was identified. NTSR2 is constitutively activated in circulating leukemic cells and its activation depends on its interaction with tyrosine kinase activity receptor TrkB upon binding of its ligand, BDNF. Activation of NTSR2-TrkB by BDNF induces survival signaling by Src and Akt pathways, and in term anti-apoptotic proteins Bcl-2 and Bcl-XL overexpression. Inhibition of NTSR2 in those cells impacts their viability. In the presence of NLCs, expressions of NTSR2, TrkB, BDNF, and sortilin, a neurotrophin and Trk receptor transport regulator, are enhanced. NLCs produce BDNF, stimulate Src activation, and their protective role on leukemic cells is BDNF-dependent. Taken together, this study highlights a key role of NTSR2-TrkB-BDNF in leukemic cells survival signaling, both in the circulation or in the tumor microenvironment, and might thus constitute a potential new therapeutic target.