Une tumeur est un environnement complexe comprenant à la fois des composants immunitaires et non immunitaires. Dans notre équipe, nous avons démontré précédemment le rôle des structures lymphoïdes tertiaires (TLS) dans les cancers du poumon, dans la génération de réponses anti-tumorales protectrices. Cependant, les tumeurs peuvent se développer en utilisant des mécanismes d’immunosuppression tels que l’infiltration des cellules T régulatrices (Tregs) dans le microenvironnement tumoral. Cette thèse a étudié le mécanisme présumé des Tregs dans la régulation des réponses immunitaires dans le cancer du poumon. Cette étude démontre la présence de Tregs FoxP3+ dans les TLS aussi bien que dans les autres régions tumorales. Les Tregs infiltrant la tumeur (Ti-Tregs) présentent un phénotype de lymphocytes T à mémoire centrale, et effecteur mémoire. Ces cellules expriment un vaste répertoire de molécules d’activation et de « chekpoints » immunologiques. L’analyse de l’expression des gènes et des résultats de cytométrie en flux a montré que les Tregs expriment des marqueurs de co-stimulation et de co-inhibition. Une forte densité de Ti-Tregs dans les TLS ou les autres régions tumorales, est associée à une faible survie des patients. Lorsqu’on combine ce résultat avec la densité de DC matures ou lymphocytes B associés aux TLS ou CD8+, un groupe de patients présentant de faible densités de ces cellules mais de fortes densités en Tregs a le pronostic le moins favorable avec le plus grand risque de décès. Les Tregs créent un environnement immunosuppresseur dans les cancers pulmonaires. Ce mécanisme pourrait être une explication de la réduction observée de la survie de ces patients. / Tumor comprise complex niche of the immune and non-immune components. The complex interaction between the tumor cells with its environment turns into either eradication or the growth and metastasis of the tumors. We have previously demonstrated the role of TLS (tertiary lymphoid structures) in lung tumors, in protective anti-tumor responses. Despite of this, tumors do develop via exploiting the regulatory mechanisms, particularly includes, infiltration of the Tregs (regulatory T cells). The aim of thesis was to study the putative role of Tregs in regulating the immune responses in lung cancer. This study strongly demonstrates the presence of FoxP3+ Tregs in the TLS as well as non-TLS areas of the lung tumors. Tregs mainly exhibit central and effector memory phenotype expressing vast repertoire of the activation and immune checkpoint molecules. The gene expression and flow cytometry data showed that Tregs express the co-stimulatory and inhibitory markers which are known to be involved in the their activation and immune suppression. The high density of the Ti-Tregs either in TLS or in nonTLS areas is associated with the poor survival of the NSCLC patients. When combined with the density of TLS mature DC or B cells or CD8+ T cells, a group of patients with the low DC, B cells and CD8+ T cells but high Tregs densities, had the worst clinical outcome. This allowed, to identify the NSCLC patients with highest risk of death. Thus, it be concluded that the Tregs create the immunosuppressive environment in the lung tumors by acting in both TLS and nonTLS areas of the tumors and thus could be possible reason for the reduced survival of the lung cancer patients.

Bien que rares, les tumeurs endocrines développées chez l'Homme demeurent problèmatiques. Une meilleure compréhension des mécanismes qui régulent leur croissance constitue un objectif essentiel pour identifier des cibles thérapeutiques nouvelles.Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié l'impact du microenvironnement tumoral (MeT), définit par l'ensemble des facteurs qui encerclent la niche tumorale primitive, sur la croissance des tumeurs endocrines digestives. In vitro, nous observons un effet prolifératif réciproque entre des fibroblastes, l'une des cellules pivots du MeT, et des lignées cellulaires humaines de tumeurs endocrines pancréatiques, tel qu'il est susceptible d'exister in situ. Dans une seconde partie, nous avons montré que le pegvisomant, un antagoniste du récepteur de l'hormone de croissance utilisé chez des patients atteint d'adénome hypophysaire somatotrope, n'a pas d'effet prolifératif in vitro sur les cellules somatotropes adénomateuses. / Although rare, endocrine tumors developed in Humans remain problematic, such as a better understanding of their regulatory mechanisms of growth represent a step forward to identify new therapeutical targets.In the first part of this thesis, we investigated the impact of the tumor microenvironment (TME), as defined by the factors surrounding the tumor primitive niche, on the growth of human digestive endocrine tumors. We, here, showed the occurrence of a reciprocal proliferation between human fibroblasts, a key cell within the TME, and human pancreatic neuroendocrine tumor cell lines, suggesting that human fibroblasts may constitue a new therapeutical target of interest in the TME of digestive endocrine tumors. In a second part, we showed that pegvisomant (PEG), a growth hormone receptor antagonist currently used in patients with GH-secreting pituitary adenoma, did not impact in vitro the proliferation rate of GH-secreting adenoma cells and therefore is suitable in patients with a persisting GH-secreting pituitary adenoma residue after surgery.

Les laminines, composants majeurs des lames basales, sont des hétérodimères glycosylés formés de trois chaînes α, β et γ. La chaîne α1 de laminine (LMα1), caractéristique du trimère LM111 est indispensable au développement de la membrane limitante interne de la rétine, sa perte de fonction et mutation impactant négativement l’angiogenèse physiologique, tandis que sa surexpression stimule l’incidence de la tumorigenèse colique, la maturation des vaisseaux sanguins et l’expansion des fibroblastes. La LMα1 favorise la prolifération des cellules cancéreuses coliques et stimule l’expression du VEGFA, des composants de la voie Notch, de Dll4 et de ses cibles Hey1 et Hey2 dans le stroma tumoral. Inversement, la perte de fonction et la mutation de la LMα1 diminuent l’expression de Dll4, Hey1 et Hey2 dans la rétine. L’action de la LMα1 sur l’expression de ces facteurs proangiogéniques est sélective, car en étant une molécule chémoattractante pour les fibroblastes associés au cancer elle y stimule l’expression de VEGFA et de Dll4. Tandis que dans les cellules endothéliales, son action stimulatrice sur Dll4 s’accompagne de l’activation de la voie Notch. Chez l’homme, dans le contexte de tumorigenèse colique, la LMα1 est fortement exprimée. Cette surexpression s’accompagne d’une augmentation de l’expression du VEGFA et de Dll4. A la lumière de ces résultats, LMα1 pourrait constituer une cible potentielle dans les thérapies anti-anticancéreuses. / Laminins, major components of basement membrane are glycosylated heterodimers composed of three chains α, β and γ. Laminin α1 chain (LMα1), specific to LM111 trimer is essential in development of retinal inner limiting membrane. Loss of function and mutation of LMα1 negatively impact physiological angiogenesis, whereas its overexpression promotes colon cancer incidence, tumor cell proliferation, blood vessel maturation and fibroblast expansion. LMα1 stimulates VEGFA, Notch pathway components Dll4 and its targets Hey1 and Hey2 in tumor stroma. Contrarily, mutation and loss of function of LMα1 decrease Dll4, Hey1 and Hey2 expression in retina. LMα1 differentially regulates the expression of pro-angiogenic factors. As a chemoattractive molecule for cancer associated fibroblasts, LMα1 stimulates VEGFA and Dll4 expression in these stromal cells, while in endothelial cells, LMα1 stimulated Dll4 triggers Notch pathway activation. LMα1 is overexpressed in human cancer, which associated with increased expression of VEGFA and Dll4. In settings of these data, LMα1 could be a potential target in anticancer therapies.

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la deuxième cause de mortalité par cancer dans le monde. Plusieurs études attestent du rôle du microenvironnement tumoral (MET) comme acteur fondamental de la carcinogenèse. A l’aide de modèles murins mimant un sous groupe de CHC fréquent, notre équipe avait identifié la molécule LECT2 comme un effecteur moléculaire important du MET dans le contrôle de l’agressivité tumorale.L'objectif de ma thèse a été d’adresser le rôle fonctionnel de LECT2 dans le microenvironnement immunitaire au cours du CHC.A l’aide de modèles murins, nous observons que l’absence de LECT2 entraine une accumulation importante de cellules myéloïdes dans le MET. Nous montrons que ces cellules myéloïdes sont immatures, arborent des capacités immunosuppressives puissantes vis-à-vis des lymphocytes T et ont un programme transcriptionnel permettant une action promotrice de tumeurs. De façon intéressante, l’accumulation de ces acteurs dans le microenvironnement est associée à l’émergence de nodules tumoraux indifférenciés exprimant des marqueurs de transition épithélio-mésenchymateuse/cellules progénitrices/métastases.D’un point de vue mécanistique, nous avons démontré une perte de différenciation plus importante des hépatocytes en absence de LECT2 dans des conditions d’activation de la signalisation β-caténine. Nous montrons également par des expériences de co-culture que les cellules myéloïdes infiltrant les tumeurs en absence de LECT2 ont une forte capacité à induire une perte de différenciation des hépatocytes.Enfin, nous avons analysé l'expression de LECT2 dans une vaste cohorte d’échantillons humains de CHC. Nous montrons que la diminution d’expression de LECT2 corrèle fortement avec 1)- la présence d’invasion vasculaire, 2)- la perte de différenciation des hépatocytes tumoraux et 3)- la présence d’infiltrats inflammatoires.L’ensemble de ces données démontre que LECT2 agit comme un régulateur essentiel dans la cancérogénèse hépatique à travers son action double sur les hépatocytes et sur la fonction des cellules myéloïdes infiltrant les tumeurs. Ainsi, ces travaux identifient LECT2 comme un biomarqueur potentiel ouvrant de nouvelles perspectives de traitement du CHC. / Hepatocellular carcinoma (HCC) is the second cause of cancer-rel ated death worldwide. Several studies highlighted the tumor microenvironment (TEM) as a key player in cancer from initiation to progression steps of tumorigenesis. Using relevant HCC mouse models, our team identified the chemokine-like LECT2 as a critical actor of liver TEM in the control of tumor aggressiveness.The aim of my thesis was to address functionally the role of LECT2 in the immune microenvironment during HCC.Using mouse models, we observed that the absence of LECT2 induces a significant accumulation of myeloid cells in the TEM. We showed that these myeloid cells were immature, harbored strong immunosuppressive capabilities on T cells and expressed a transcriptional program sustaining tumor progression. Interestingly, the accumulation of these actors in the microenvironment is associated with the emergence of poorly differentiated tumor nodules expressing epithelial-to-mesenchymal transition / progenitor / metastasis markers.Mechanistically, we demonstrated that LECT2-deficient hepatocytes in the context of β-catenin activation were able to perform EMT like WT hepatocytes do after TGF-β1 challenge. In co-culture experiments, we demonstrated that tumor-infiltrating myeloid cells in the absence of LECT2 have a strong ability to induce hepatocyte EMT.Finally, we analyzed the expression of LECT2 in a vast cohort of HCC liver samples and found that downregulation of LECT2 expression strongly correlates with 1) - the presence of vascular invasion, 2) – histological grade and 3) - the presence of inflammatory infiltrates.Altogether, our data demonstrate that LECT2 acts as a strong regulator of liver tumor aggressiveness through its dual action on hepatocytes and impact on the function of tumor infiltrating myeloid cells. This work identifies LECT2 as a new biomarker for HCC and pave the way to new therapeutic strategies.

L'un des problèmes les plus complexes dans l'analyse des images histologiques est l'évaluation de l¿organisation spatiale des structures histologiques dans le tissu. En fait, les sections histologiques peuvent contenir un très grand nombre de cellules de différents types et irrégulièrement réparties dans le tissu, ce qui rend leur contenu spatial indescriptible d'une manière simple. Les méthodes fondées sur la théorie des graphes ont été largement explorées dans cette direction, car elles sont des outils de représentation efficaces ayant la capacité expressive de décrire les caractéristiques spatiales et les relations de voisinage qui sont interprétées visuellement par le pathologiste. On peut distinguer trois familles principales de méthodes des graphes utilisées à cette fin: analyse de structure syntaxique, analyse de réseau et analyse spectrale. Cependant, un autre ensemble distinctif de méthodes basées sur la morphologie mathématique sur les graphes peut être développé et adapté pour ce problème. L'objectif principal de cette thèse est le développement d'un outil capable de fournir une évaluation quantitative des arrangements spatiaux des structures histologiques en utilisant la morphologie mathématique basée sur les graphes. / One of the most challenging problems in histological image analysis is the evaluation of the spatial organizations of histological structures in the tissue. In fact, histological sections may contain a very large number of cells of different types and irregularly distributed, which makes their spatial content indescribable in a simple manner. Graph-based methods have been widely explored in this direction, as they are effective representation tools having the expressive ability to describe spatial characteristics and neighborhood relationships that are visually interpreted by the pathologist. We can distinguish three main families of graph-based methods used for this purpose: syntactic structure analysis, network analysis and spectral analysis. However, another distinctive set of methods based on mathematical morphology on graphs can be additionally developed for this issue. The main goal of this dissertation is the development of a framework able to provide quantitative evaluation of the spatial arrangements of histological structures using graph-based mathematical morphology.

L’objectif de ce travail a consisté à évaluer le rôle d’un microenvironnement avec une haplo-insuffisance hétérozygote du gène BRCA1 dans les événements précoces de la transformation tumorale du cancer du sein. Dans ce but, nous avons modélisé un stroma BRCA1-muté en utilisant des cellules souches / stromales mésenchymateuses (MSCs) obtenues par différenciation de cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) issues d’une patiente porteuse de la mutation (MSCs BRCA1+/-). Ces cellules mutées pour BRCA1 ont été comparées à des MSCs sans la mutation (MSCs BRCA1+/+) générées à partir d’iPSCs BRCA1+/+. Ce travail de thèse a porté sur l’influence du stroma BRCA1-muté à travers deux axes : le caractère pro-angiogénique des MSCs BRCA1+/- et l’induction d’une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) sur des cellules mammaires normales (HME1).Nous montrons que les MSCs BRCA1-muté présentent des propriétés pro-angiogéniques significativement augmentées en surexprimant le facteur hypoxique HIF-1α et des facteurs de la famille du VEGF, PDGF et Angpt se traduisant par des capacités augmentées à former des structures vasculaires in vitro et in vivo. Les MSCs BRCA1-muté présentent également des capacités migratoires supérieures en produisant et sécrétant la périostine (POSTN), une protéine de la matrice extracellulaire impliquée dans l’adhésion, la motilité et la migration cellulaires. Ces capacités ont été validées par une approche de siRNA spécifique pour la POSTN. In vivo, nous montrons que la co-injection de MSCs BRCA1-muté et de cellules malignes mammaires murines (4T1-Luc-GFP) a permis d’augmenter significativement la croissance tumorale et la formation de métastases pulmonaires. Ces résultats sont corrélés avec la détection de la POSTN in situ et avec la formation d’un réseau vasculaire tumoral développé, quantifié par marquage du CD34. Par ailleurs nous avons démontré qu’un surnageant de MSCs BRCA1+/- peut induire une TEM des cellules HME1 en favorisant l’acquisition d’un phénotype souche cancéreux (CD24Low/CD44High) et en accélérant leur migration. Enfin nous avons initié la production in vitro d’organoïdes mammaires en utilisant des MSCs et des HME1 afin d’étudier plus précisément les mécanismes moléculaires de cette TEM après contact et des possibles événements précoces de la transformation maligne. Nos résultats indiquent que les MSCs peuvent participer à l’initiation tumorale et à la progression métastatique dans un contexte d’une mutation hétérozygote du gène BRCA1. La POSTN pourrait représenter à la fois un marqueur pronostique mais également une cible thérapeutique pour ces cancers du sein héréditaires. / The aim of this study was to evaluate the role of a BRCA1 heterozygous haplo-deficient microenvironment in the early events of tumour transformation of breast cancer. For this purpose we modeled a BRCA1-mutated stroma using mesenchymal stem / stromal cells (MSCs) obtained by differentiation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from a patient carrying the mutation (MSCs BRCA1+/-). These BRCA1-mutated cells were compared to MSCs without the mutation (MSCs BRCA1+/+) generated from iPSCs BRCA1+/+. This study focuses on two aspects of BRCA1-mutated stroma, namely the pro-angiogenic properties of BRCA1+/- MSCs and the induction of an epithelial-mesenchymal transition (EMT) on normal breast cells (HME1).We have shown that BRCA1-mutated MSCs exhibit enhanced pro-angiogenic properties by overexpressing the hypoxic factor HIF-1α and factors from VEGF, PDGF and Angpt families resulting in increased capacities to form vascular structures in vitro and in vivo. BRCA1-mutated MSCs exhibit also higher migratory capabilities by production and secretion of periostin (POSTN), an extracellular matrix protein, which is involved in cell adhesion, motility and migration. These capacities have been validated by a specific siRNA approach for POSTN. In vivo, the coinjection of BRCA1-mutated MSCs with murine breast cancer cell line (4T1-Luc-GFP) promotes tumour growth and the formation of lung metastases. These results are correlated with in situ POSTN detection and with the formation of a developed tumour vascular network, quantified by CD34 staining. We also demonstrated that supernatant of BRCA1+/- MSCs can induce an EMT on HME1 cells by promoting the acquisition of stemness properties (CD24Low/CD44High) and accelerating their migration. Finally we initiated the in vitro production of mammary organoids using MSCs and HME1 in order to study more precisely the molecular mechanisms of this EMT after contact and possible early events of the malignant transformation. These results indicate that MSCs can participate to tumour initiation and metastatic progression in heterozygous BRCA1-mutated background. POSTN could represent a prognostic marker and a therapeutic target for these hereditary breast cancers.

Les tumeurs rhabdoïdes (TR) constituent un rare cancer indifférencié du jeune enfant et du nourrisson, avec un âge médian au diagnostic de 20 mois. Ces tumeurs sont caractérisées par une inactivation biallélique du gène suppresseur de tumeur SMARCB1, un des membres du complexe SWI/SNF, acteur majeur du remodelage de la chromatine, sans autre altération génomique récurrente. Le pronostic des TR est péjoratif, le taux de survie globale atteignant 30% dans la plupart des séries, malgré des approches thérapeutiques conventionnelles particulièrement agressives. Les approches d’immunothérapies ont obtenu un succès certain dans certains cancers de l’adulte, et récentes analyses de l’infiltrat immun des cancers pédiatriques ne montrent pas un fort taux de tumeurs infiltrées à l’exception de rare types de cancers dont les TR intracrâniennes. Nous avons donc procédé à une analyse multimodale de l’infiltrat immun de cohortes de patients ainsi que d’un modèle de TR murines établi dans notre laboratoire. Nous avons identifié une forte proportion de tumeurs infiltrées dans certains sous-groupes de TR. Cet infiltrat était composé à la fois de cellules myéloïdes incluant des populations au phénotype immunosuppresseur, et lymphocytaires T notamment de phénotype résident mémoire caractérisées par une forte expansion clonale probablement spécifique d’un antigène tumoral. Nous avons identifié des cibles thérapeutiques communes aux tumeurs humaines et au modèle murin syngénique, et trouvé que cibler l’infiltrat lymphocytaire T ou myéloïde était susceptible d’induire une réponse tumorale complète avec induction d’une mémoire immunitaire, confirmant le caractère immunogénique des TR, et apportant de nouvelles stratégies thérapeutiques utiles en clinique. Enfin, nous avons identifié que les TR étaient le site d’une réexpression de rétrovirus endogènes, dépendante de celle de SMARCB1, avec activation des voies de l’interféron, apportant une base à une immunogénicité des TR issue du génome non codant. / Rhabdoid tumors (RT) are highly undifferentiated cancers occurring in infancy and early childhood, with a median age at diagnosis about 20 months. These tumors are characterized by the biallelic inactivation of SMARCB1 tumor suppressor gene, core member of the SWI/SNF complex, one major chromatin remodeling actor, in an otherwise highly stable genome. The prognosis of RT is dismal with overall survival hardly reaching 30% in most series, despite particularly aggressive conventional treatment. Immunotherapy approaches has gained a striking success within some adult cancer types and recent analyses of immune cell content of pediatric cancers don’t reveal a high rate of infiltrated tumors, except in few tumor types such as intracranial rhabdoid tumors. Then, we conducted a comprehensive analysis of the immune context of both human RT cohorts and a mouse RT model, including at single cell level. We identified a high recurrence of infiltrated tumors, in a RT-subgroup related manner, composed of both myeloid cells including cells with immune suppressive phenotypes, and T cells with notably a tissue resident memory phenotype demonstrating a high clonal expansion highly suggestive of immunogenicity. We identified common targetable immune populations between human and mouse RTs, and found that targeting both T and myeloid infiltrating cells was able to induce complete anti-tumor response with induced memory, confirming the immunogenic properties of RTs, and identifying new therapeutic strategies of clinical relevance. We finally identified that RTs were the site of SMARCB1-dependent endogenous retroviruses reexpression, with subsequent activation of interferon signaling, likely triggering the immune response in the context of RT, and providing a basis of non-coding genome-driven immunogenicity for these tumors.

L’objectif de ce travail était de comprendre l’état moléculaire des cellules dendritiques (CD) dans le microenvironnement tumoral. En intégrant l’analyse de tumeurs humaines par cytométrie en flux, de transcriptome, de secretome tumoral et l’analyse d’une base de données d’interaction CD-lymphocyte T générées in vitro, j’ai obtenus 2 résultats majeurs. Tout d’abord, nous proposons une nouvelle classification de CD activées humaines, qui sont soit « secrétantes », c’est-à-dire spécialisées dans la production de cytokines et chemokines, soit « aidantes » c’est-à-dire spécialisées dans l’induction de la sécrétion de nombreuses cytokines T helper après co-culture. Les CD infiltrant les tumeurs ORL inflammées correspondaient au type « sécrétantes ». Au-delà du nouveau concept biologique, cette classification est base théorique importante pour l’immunothérapie à base d’adjuvants. Deuxièmement, nous avons montré que l’inflammation tumorale n’était pas un facteur pronostic majeur des cancers ORL, mais que MMP2 et l’effraction extra-capsulaire étaient des facteurs pronostiques indépendants de la survie liée à la maladie. Nous avons pu classer les patients en 4 niveaux de risque et montré qu’ils avaient des chances équivalentes de réponse à l’immunothérapie. Nos données sont une base pour un essai clinique dirigé par biomarqueur, proposant de la chimiothérapie ou de l’immunothérapie néoadjuvantes, dans le but de diminuer le pourcentage de patients présentant des récidives sévères et précoces / The objective of the thesis was to decipher the molecular state of tumor infiltrating dendritic cell (DC) and their relation to the tumor microenvironment. By combining the analysis of human tumor samples by flow cytometry and RNA sequencing, of tumor secretome and of a large dataset of in vitro DC-Tcell interactions I obtained 2 main findings. First, we reported a novel classification of human activated DC, that are either “secretory” that is specialized in secreting cytokines and chemokines, or “helper” that is specialized at inducing the secretion of a broad range of T helper cytokines after cell co-culture. DC infiltrating inflamed human head and neck cancer matched the “secretory” phenotypic and transcriptomic signatures. Beyond this novel biological concept, this classification is of importance as a theoretical basis for adjuvant-based immunotherapy. Secondly, we showed that tumor inflammation was not the main prognostic factor for oral cavity cancer (OCC) patients, but that MMP2 and the presence of extra-nodal extension were independent predictors of reduced disease-specific survival. We could stratify OCC into 4 prognostic groups and showed that they had similar expected rates of response to immunotherapy. Our data may serve to design a biomarker-driven clinical trial proposing neoadjuvant chemotherapy or immunotherapy to high-risk patients, with the goal of reducing the percentage of OCC patients that will present with early and severe recurrences.

Le mélanome est caractérisé par un remodelage métabolique important, participant à la métastase et à la résistance aux traitements. Les coactivateurs 1 du récepteur activé par le proliférateur du peroxisome (PPARγ), ou PGC-1s, constituent une famille de coactivateurs qui potentialisent la transcription de gènes du métabolisme et de la biogenèse mitochondriale, participant ainsi à la reprogrammation métabolique des cellules cancéreuses. Les différents cancers de la peau expriment des niveaux variables de PGC-1s et les tumeurs qui expriment fortement les PGC-1s présentent un profil pro-inflammatoire et immunosuppresseur favorisant l’évasion immunitaire. Ceci suggère un rôle des PGC-1s dans la réponse à l’immunothérapie. Nous montrons d’abord que la déplétion en PGC-1β diminue la prolifération de lignées cellulaires de mélanome en plus d’induire l’expression de cytokines pro-inflammatoires et de transcrits immunosuppresseurs. À ce jour, les mécanismes permettant de réguler l’expression et l’activité des PGC-1s demeurent inconnus. Nous montrons que différents stress cellulaires affectant des procédés métaboliques, épigénétiques ou la traduction diminuent l’expression des PGC-1s et la viabilité de lignées cellulaires de mélanome. Nous montrons également un mécanisme de régulation de PGC-1β par une protéine de liaison à l’ARN soutenant le rôle de PGC-1β dans la réponse à différents stress et la survie des cellules de mélanome. Cette régulation serait importante pour l’immunosuppression du mélanome et dicterait la réponse à l’immunothérapie. En conclusion, ces travaux illustrent bien le rôle de PGC-1β dans la reprogrammation métabolique et la réponse au stress du mélanome, ces processus pouvant influencer l’inflammation et l’immunosuppression du microenvironnement afin d’assurer la progression tumorale. / Melanoma is characterized by a significant metabolic remodeling, which contributes to metastasis and treatment resistance. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) coactivators 1, or PGC-1s, are a family of coactivators that potentiate the transcription of genes involved metabolism and mitochondrial biogenesis, thus participating in the metabolic reprogramming of cancer cells. Different skin cancers express varying levels of PGC-1s and tumors that strongly express PGC-1s exhibit a proinflammatory and immunosuppressive profile that favors immune evasion. This suggests that PGC-1s play a role in melanoma response to immunotherapy. We first show that PGC-1β knockdown decreases the proliferation of melanoma cell lines. Moreover, it induces the expression of proinflammatory cytokines and immunosuppressive transcripts. To date, the mechanisms that regulate the expression and activity of PGC-1s remain unknown. We show that different cellular stresses affecting metabolic and epigenetic processes or translation decrease PGC-1s expression and the viability of melanoma cell lines. We also show a mechanism of regulation of PGC-1β by an RNA-binding protein enhencing the role of PGC-1β in the response to different stresses and the survival of melanoma cells. This regulation could contribute to melanoma immunosuppression and determine the tumor’s response to immunotherapy. In conclusion, this work illustrates well the role of PGC-1β in melanoma metabolic reprogramming and stress response, processes that regulate inflammation and create an immunosuppressive tumor microenvironment in order to ensure tumor progression.

L’irradiation (IR) est utilisée dans le traitement de plusieurs cancers et désordres hématologiques, en particulier dans les protocoles de conditionnement précédents les transplantations de moelle osseuse. L’emploi de doses réduites d’IR semble favoriser le succès de la prise de greffe. Cette observation soulève un point de plus en plus discuté dans la littérature, soit l’importance de l’intégrité du microenvironnement pour la transplantation et le bon fonctionnement de l’hématopoïèse. L’IR induit la sénescence des cellules stromales de la moelle osseuse in vitro. Ce mécanisme de défense cellulaire entraînant un arrêt de prolifération permanent est également observé in vivo dans différents systèmes, mais n’a pas encore été étudié dans le contexte de la niche hématopoïétique. Les travaux présentés dans cette thèse ont pour objectif de déterminer si l’IR induit la sénescence des cellules stromales de la moelle osseuse et si une telle induction altère les fonctions hématopoïétiques. Nos résultats ont permis de démontrer pour la première fois qu’une IR corporelle totale induit effectivement la sénescence des cellules stromales de la moelle osseuse. En outre, cette altération du microenvironnement affecte la lymphopoïèse B de façon Ink4a/Arf-dépendante (1er article). De plus, les modifications systémiques qui résultent de l’IR compromettent l’homéostasie osseuse en augmentant la résorption de l’os, sans toutefois diminuer la formation de celui-ci (2e article). Ces données nous permettent de mieux comprendre les effets de la sénescence des cellules stromales de la moelle osseuse sur les fonctions hématopoïétiques. Par ailleurs, elles suggèrent que l’emploi de drogues et/ou de procédés n’induisant pas la sénescence des cellules stromales de l’os offrirait un meilleur pronostic à long terme pour les patients. / Ionizing radiation (IR) is used in the treatment of several cancers and hematological disorders, especially in conditioning regimens for bone marrow transplantation. Reduced doses of IR seem to favor the success of engraftment. This observation supports the growing evidences suggesting the importance of the microenvironment integrity for the success of bone marrow transplantation and hematopoiesis maintenance. IR induces senescence of bone marrow stromal cells in vitro. This defense mechanism which leads to a permanent cell growth arrest is also observed in different organs in vivo but has not yet been studied in the hematopoietic niche. The objectives of this doctoral thesis are to determine whether IR induces senescence of bone marrow stromal cells and whether such induction alters hematopoietic functions. Our results have demonstrated for the first time that total body IR actually induces the senescence of bone marrow stromal cells. Furthermore, this alteration of the microenvironment affects B lymphopoiesis in an Ink4a/Arf-dependent manner (paper #1). In addition, the systemic changes associated with IR compromise bone homeostasis by increasing bone resorption without reducing bone formation (paper #2). All together, these data enhance our knowledge related to the effects of IR-induced senescent bone marrow stromal cells on hematopoietic function. Moreover, our results suggest that using drugs and/or procedures inducing no senescent bone marrow stromal cells would provide a better long-term prognosis for patients.