Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 73-80.

Nous proposons que c’est le manque d’individualisation qui fait défaut aux méthodes actuelles destinées à traiter l’alcoolo-dépendance qui ne s’avèrent que modérément efficaces, si l’on en juge par la proportion importante de rechutes sous traitement. Les théories contemporaines dominantes postulent que les addictions et leur maintien pourraient être expliqués par le déséquilibre entre deux grands systèmes neuraux et les mécanismes cognitifs qui y sont associés: un système impulsif, dépendant des régions méso-cortico-limbiques, à la base des mécanismes de récompense, de renforcement et de la formation d’habitudes, et un système réflexif, dépendant du cortex préfrontal, indispensable aux comportements de prise de décision, à l’anticipation des conséquences des comportements et au contrôle inhibiteur. Nous avons dans ce travail développé des outils électrophysiologiques de diagnostic de deux troubles cognitifs clés associés au dysfonctionnement de ces deux systèmes :les biais attentionnels et les troubles de l’inhibition. Nous avons pré-testé ces tâches combinées à l’enregistrement des potentiels évoqués dans des populations d’étudiants binge drinkers et de gros consommateurs d’alcool. Nous avons ensuite testé leur valeur prédictive de la rechute dans une population de patients dépendants en fin de cure de désintoxication. Nous pensons avoir dégagé l’existence de deux marqueurs neurophysiologiques pouvant prédire à trois mois la rechute ou l’abstinence du patient alcoolo-dépendant :il s’agit (1) d’un facteur de rechute, indexé par une P3d plus ample suggérant un besoin accru de ressources neurales pour inhiber correctement un comportement, et (2) d’un facteur de protection, indexé par une composante P3 moins ample en réponses aux stimulations liées à l’alcool, suggérant qu’un investissement motivationnel moindre des stimuli « alcool » peut protéger d’une rechute. La réplication et la confirmation de nos résultats ainsi que l’amélioration de nos outils pourraient mener à l’utilisation des marqueurs mis en évidence en pratique clinique afin d’orienter de façon personnalisée la prise en charge des patients.<p><p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Notre groupe a montré que l’hypoxie sévère (0.1% O2) induit un arrêt du cycle cellulaire en G0 des cellules humaines CD34+ et des cellules murines FDCP mix. Peu d’études ont exploré l’existence de Cellules Initiatrices de Leucémie (CIL) dans les LAL et leur rôle dans les rechutes. Notre projet s’est focalisé sur l’effet de l’hypoxie sévère sur la quiescence des CIL dans les LAL, qui pourrait être responsable d’un pourcentage de rechutes. En effet dans la niche hématopoïétique, ou sont localisées les Cellules souches hématopoïétiques et probablement les CIL, la concentration d’oxygène avoisinerait 0,1%.Nous avons utilisé la lignée de LAL NALM6 pour explorer les effets de l’hypoxie sévère sur leur survie, leur cycle cellulaire et leur chimiorésistance. Nos résultats ont mis en évidence qu’une culture à 0.1% O2 durant 7 jours de la lignée NALM6: - inhibe leur prolifération sans surmortalité, - révèle une population restreinte de CIL quiescentes et chimiorésistantes capables d’induire une leucémie dans des souris. Nous avons recherché les relations entre l’hypoxie sévère et quelques caractéristiques des cellules primaires de patients atteints de LAL : existence et rôle de CIL résistantes à l’hypoxie et aux agents thérapeutiques conventionnels des LAL ; localisation de ces cellules résiduelles dans la moelle osseuse des souris xénogreffées. Nos résultats suggèrent que certaines rechutes de LAL pourraient être dues à la persistance à long terme de « quiescent/dormant » CIL dans les niches hypoxiques de la moelle osseuse. Ce modèle est intéressant pour explorer les mécanismes in vitro et in vivo de chimiorésistance dans les LAL et le rôle de l’environnement dans ce phénomène. / Our group showed that severe hypoxia (0.1% O2) induces G0 cell-cycle-arrest of human CD34+ cells and of murine FDCP-mix Cells. Few studies explored the existence of quiescent Leukemia Initiating Cells (LIC) in ALL and their role in primary chemoresistance and relapses. Our project is focused on the effect of very low O2 concentrations in the maintenance of quiescent LIC in ALL, that could be responsible of a percentage of relapses. Indeed in bone marrow niches, where hematopoietic stem cells and probably LIC are located, the O2 concentrations are below 0.1%.In the present study we used the NALM-6 ALL cell line to explore the effects of culture at 0.1% O2 on their survival, cell cycle and chemoresistance. Our results evidence that a 7 days culture of NALM-6 cells at 0.1% O2: - inhibits their proliferation without major cell death; - reveals a restricted LIC population of quiescent and chemoresistant LIC; - maintains quiescent chemoresistant LIC that induce leukemia when injected in immunodeficient mice. We investigated the relationships between severe hypoxia and some characteristics of ALL primary cells obtained from patients: existence and role of quiescent chemoresistant LICs in ALL relapses; location of these residual cells inside the bone marrow of engrafted mice. Our results suggest that some ALL relapses could be due to the long term persistence of “quiescent / dormant” LIC in hypoxic bone marrow niches. This model is of interest for exploring the in vitro and in vivo (xenograft) mechanisms of chemoresistance in ALL and the role of the bone marrow environment in this phenomenon.

Les cellules cancéreuses du sein se disséminent du site primaire aux organes secondaires, où elles restent dormantes pendant des mois, voire des années. Cette période de dormance se traduit par une latence clinique entre la résection chirurgicale des tumeurs mammaires primitives et le diagnostic d'une rechute métastatique chez environ 30 % des patientes atteintes d'un cancer du sein. Les mécanismes de survie et de croissance ultérieure de ces cellules tumorales disséminées (CTD) dormantes restent largement inconnus, ce qui entrave la prise en charge clinique des patientes concernés. Des facteurs intrinsèques et extrinsèques dictent le destin et le comportement des DTC dans les organes secondaires. Notre travail dans les chapitres deux et trois visait à révéler les gènes et les voies de signalisation contribuant au devenir du DTC en ce qui concerne les deux catégories de facteurs. Dans le chapitre deux, nous avons exploité les sous-lignées de cancer du sein murin 4T07 et 4T1 qui modélisent les deux destins de rester dormant ou de se transformer en métastases visibles, respectivement, après dissémination spontanée à partir de la tumeur mammaire primaire. Nous avons appliqué un pipeline de criblage CRISPR à l'échelle du génome pour explorer les dépendances génétiques différentielles des deux lignées, c’est à dire leur réseau de signalisation intrinsèquement différent. En comparaison avec les cellules sujettes à la dormance, les cellules métastatiques démontrent une activité PI3K de classe I élevée. Contre-intuitivement, les cellules sujettes à la dormance affichent une activité mTORC1 plus élevée qui pourrait être attribuée à un positionnement lysosomal périphérique constant. Le blocage de ce positionnement périphérique a réduit la charge des DTC dans les poumons et l'incidence des métastases visibles, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'un mécanisme de survie médicamenteux pour les DTC du sein. Dans le chapitre trois, nous avons effectué un criblage CRISPR in vivo à l'échelle du génome dans des cellules sujettes à la dormance, ce qui a mené à l’identification du gène non caractérisé Mob3c comme un régulateur potentiel de la dormance. Le niveau d'expression de Mob3c dans les modèles de dormance par rapport à ses homologues prolifératifs a soutenu la prédiction du criblage selon laquelle Mob3c pourrait être un suppresseur de métastases. Des cribles basés sur la protéomique et des tests d'interactions protéine-protéine ont suggéré que MOB3C interagit avec le complexe endonucléase RNase P, qui catalyse différentes fonctions cellulaires essentielles, y compris la maturation de l'ARNt. Les analyses cliniques axées sur les rechutes métastatiques (c'est-à-dire la survie sans métastases à distance et sans progression) chez les patientes atteintes d'un cancer du sein ont validé les résultats précliniques décrits dans les deux chapitres, soutenant une signification et un impact potentiels des connaissances moléculaires révélées. / Breast cancer cells disseminate from the primary site to secondary organs, where they remain dormant for months to years. This dormancy period is reflected in a clinical latency between the surgical resection of the primary breast tumors and diagnosing a metastatic relapse in about 30% of breast cancer patients. Mechanisms of survival and subsequent outgrowth of these dormant disseminated tumor cells (DTCs) remain largely unknown, hence hindering clinical management of affected patients. Intrinsic and extrinsic factors dictate the fate and behavior of DTCs in secondary organs. Our work in chapters two and three aimed at revealing genes and pathways contributing to the DTC fate with respect to the two categories of factors. In chapter two, we leveraged the 4T07 and 4T1 murine breast cancer sublines that model the two fates of either remaining dormant or outgrowing into visible metastases, respectively, after spontaneous dissemination from the primary mammary tumor. We applied a genome wide CRISPR screening pipeline to explore the differential genetic dependencies of the two lines, hence their intrinsically different signaling wiring. In comparison to the dormancy-prone cells, metastatic cells display high class I PI3K activity. Counterintuitively, dormancy-prone cells display higher mTORC1 activity that could be attributed to a constant peripheral lysosomal positioning. Blocking this peripheral positioning reduced the DTC burden in the lungs and the incidence of visible metastases, suggesting that this might be a druggable survival mechanism for breast DTCs. In chapter three, we carried out an in vivo genome-wide knockout CRISPR screen in dormancy-prone cells, that put forward the uncharacterized gene, Mob3c, as a potential pro-dormancy gene. Mob3c expression level in models of dormancy in comparison with proliferative counterparts, supported the screen prediction of Mob3c potentially being a metastasis suppressor. Proteomics-based screens and protein-protein interaction assays suggested that MOB3C interacts with the endonuclease RNase P complex, that catalyzes different essential cellular functions including tRNA maturation. Metastatic relapse-focused clinical analyses (i.e., distant metastasis- and progression-free survival) in breast cancer patients validated the outlined preclinical findings in the two chapters, supporting a potential significance and impact of the revealed molecular insights.

Des recherches dans le domaine de la biologie des cancers des VADS ont été menées pour mieux comprendre leur cancérogenèse et rechercher des biomarqueurs pouvant avoir une valeur pronostique ou un intérêt dans le dépistage. En matière de cancérogenèse des cancers des VADS, 2 grands types de modifications ont été identifiés à l'échelon cellulaire : les altérations génétiques et épigénétiques. Notre travail s'est focalisé sur la méthylation de gènes suppresseurs de tumeurs au niveau tumoral et salivaire. Seize gènes ont été étudiés dans le cadre d'une étude prospective. Nous avons pu définir un profil de méthylation à partir de 6 gènes avec une bonne corrélation entre les résultats obtenus au niveau tumoral et salivaire ; nos résultats nous ont permis de confirmer l'intérêt de l'étude de la salive des patients après traitement : la persistance ou la réapparition de méthylations précédant la rechute tumorale. Au niveau tumoral, la présence de méthylations n'a pas de valeur pronostique.

Parmi tous les problèmes de santé chronique, les troubles anxieux combinent une prévalenceélevée, une apparition précoce, une chronicité élevée et des conséquences sur lefonctionnement majeur. Or l’anxiété comme pathologie a été plutôt évaluée d’un point de vueclinique ; l’impact des sous types sur la qualité de vie et les coûts a été de façon généralemoins étudié, surtout sur l’impact à long terme, et les études présentent des variationsimportantes d’estimation des coûts.Il est intéressant d’évaluer ces sous types de trouble anxieux du point de vu de la qualité devie liée a la santé ainsi que les paramètres objectifs des consommations de soins et coûts ;l’étude des conséquences de la rechute est particulièrement importante. Nous avons mesuréles coûts associés à l’ensemble des sous types des troubles anxieux, en utilisant une extractiond’une base de données administrative américaine sur plusieurs centaines de milliers depatients, et ainsi permis d’avoir un estimé précis des coûts médicaux, de comparer les coûtsassociés aux différents diagnostics d’anxiété, de les comparer à ceux de l’épisode dépressif, etde l’influence de la relation dynamique entre les troubles anxieux et la dépression. Nousavons ensuite étudié l’évolution de l’impact sur la qualité de vie et le fonctionnement duTrouble Anxieux Généralisé et de la Phobie Sociale à travers deux essais cliniques et estimédans ces essais les utilités associées à des états de santé. Des efforts de recherche accrus sontnécessaires pour fournir des données prospectives sur l’aspect dynamique des TroublesAnxieux et de la dépression, et évaluer les coûts indirects également en pratique cliniquecourante. / Anxiety disorders are unique among all chronic conditions, both physical and mental, inhaving a combination of very high prevalence, early age at onset, high chronicity, andsubstantial role impairment. Anxiety disorder was mostly evaluated of a clinical standpoint;the impact of subtypes on the quality of life and costs were generally less studied, especiallyon long-term impact, and studies show large variations of cost estimates. It is interesting toevaluate these subtypes of anxiety disorder from the point of view of health related quality oflife and the objective parameters of health care consumption and costs. The consequences ofrelapse are of particular importance due to the chronicity of these disorders. We measured thecosts associated with all subtypes of anxiety disorders, using an extraction of a U.S.administrative database on hundreds of thousands of patients, and thus allowed to have anaccurate estimate of medical costs, compared the costs associated with different diagnoses ofanxiety, compared with those of the depressive episode, and studied the dynamic relationshipbetween anxiety disorders and depression. We then studied the evolution of the impact onquality of life and functioning of the Generalised Anxiety Disorder and Social Phobia throughtwo randomised clinical trials and found in these tests associated utilities to health states.Increased research efforts are needed to provide prospective data on the dynamic aspect ofAnxiety Disorders and Depression, and to also measure the indirect costs in clinical practice.

Malgré l'amélioration des traitements, environ 20% des patients atteints de leucémie aigue lymphoblastiques (LAL) rechutent dans la moelle osseuse ou dans des sites extra-médullaires tels que les ovaires et les testicules, ce qui est particulièrement fréquent dans les rechutes tardives de LAL-B présentant un remaniement ETV6/RUNX1. Les travaux réalisés par Virginie Gandemer en 2007, ont montré que l'expression de CD9 permettait de distinguer les leucémies ETV6/RUNX1 des autres types de leucémie. Le gène CD9 code pour une protéine de la famille des tétraspanines dont l'expression a été corrélée avec le risque métastatique et la survie des patients. Par ailleurs il a été démontré que la protéine CD9 était impliquée dans le homing et la prise de greffe des cellules souches hématopoïétiques et leucémiques. Nous avons donc émis l'hypothèse qu'à travers ses propriétés fonctionnelles sur la migration et le homing, CD9 pourrait être un acteur clé des rechutes de LAL-B. Le but de ce travail de thèse était donc premièrement de déterminer le mode de régulation de CD9 dans les LAL-B ETV6/RUNX1 et deuxièmement de déterminer les effets de l'expression de CD9 sur la motilité et la prise de greffe des LAL-B. Les analyses préalablement réalisées au laboratoire avaient suggéré que CD9 pouvait être régulé par des miARNs. Nous avons identifié un cluster de 3 miARNs potentiellement impliqués dans la régulation de CD9 dans les LAL-B ETV6/RUNX1. Ces résultats doivent cependant être complétés par d'autres analyses fonctionnellles afin d'être confirmés. Nous avons étudié le rôle de la protéine CD9 dans la dissémination des cellules de LAL-B. Nous avons démontré que CD9 était un régulateur potentiel de l'adhésion et un nouveau facteur impliqué dans la migration et le homing dépendants de CXCR4 en favorisant l'activation de RAC1 et les réarrangements de l'actine en réponse au CXCL12. Enfin, nous avons décrit pour la première fois l'influence de CD9 sur la migration et le homing dans les testicules via RAC1. Nos résultats montrent donc que CD9 favorise la dissémination des cellules de LAL-B dans les testicules et suggèrent que cette protéine pourrait constituer un acteur majeur des rechutes tardives de LAL-B dont les mécanismes d'apparitions sont peu connus. / Despite improvements in survival rates, approximately 20% of children suffering from acute lymphoblastic leukemia (B-ALL) present relapses from bone marrow or from B-extramedullary sites, such as the testes or ovaries, particularly in cases of late relapse of ETV6/RUNX1-ALL. Virgine Gandemer showed in 2007, that the expression of CD9, a protein from the tetraspanin superfamily, can be used to distinguish ETV6/RUNX1 lymphoblastic leukemia from other types of ALL. CD9 expression has been correlated with the risk of metastasis and is associated with a poor clinical outcome in various types of cancer. Moreover CD9 has been implicated in hematopoietic and leukemic stem cell homing. We hypothesized, that CD9 protein, through its functional properties on migration and homing, could be a key actor of B-ALL relapses. The purpose of our study was then to investigate, first the transcriptional regulation of CD9 in ETV6/RUNX1 B-ALL and secondly, the effect of CD9 expression on motility and engrafment of B lymphoblasts. The analysis of CD9 transcriptional regulation previously made in the team, suggested that it could be regulated by miRNAs. We identified a cluster of 3 miRNAs potentially implicated in the regulation of CD9 expression in ETV6/RUNX1 B-ALL. This result has to be confirmd by more functional analysis. We investigated the role of CD9 in the dissemination of B-ALL. We identified CD9 as a potential regulator of B-ALL cell adhesion and a new factor involved in CXCR4-mediated migration and homing, through the promotion of actin rearrangement in response to CXCL12. We also characterized the effect of CD9 protein expression on RAC1 activation, which had an impact on blast migration and engraftment. Finally, we described, for the first time, the influence of CD9, mediated by RAC1 signaling, on B-cell chemotactic migration and homing in the testis. Our work provides evidence for an impact of CD9 on the ability of pre-B leukemic cells to disseminate to testes, through its effects on migration and homing, and suggests that CD9 may be a key player in late relapses of B-ALL, which are currently poorly understood.

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Pour les patients diagnostiqués avec un cancer au stade précoce, les décisions de traitement dépendent de l’évaluation du risque de rechute métastatique. Les outils de pronostic actuels sont fondés sur des approches purement statistiques, sans intégrer les connaissances disponibles sur les processus biologiques à l’oeuvre. L’objectif de cette thèse est de développer des modèles prédictifs du processus métastatique en utilisant une approche de modélisation mécaniste et la modélisation à effets mixtes. Dans la première partie, nous étendons un modèle mathématique du processus métastatique pour décrire la croissance de la tumeur primaire et de la masse métastatique totale chez des souris traitées avec le sunitinib (un inhibiteur de tyrosine kinase ayant une action anti-angiogénique) administré comme traitement néoadjuvant (i.e. avant exérèse de la tumeur primaire). Le modèle est utilisé pour tester des hypothèses expliquant les effets différentiels du sunitinib sur la tumeur primaire et les métastases. Des algorithmes d’apprentissage statistique sont utilisés pour évaluer la valeur prédictive des biomarqueurs sur les paramètres du modèle.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous développons un modèle mécaniste pour la prédiction du temps de rechute métastatique et le validons sur des données cliniques des patientes atteintes d’un cancer du sein localisé. Ce modèle offre des prédictions personnalisées des métastases invisibles au moment du diagnostic, ainsi que des simulations de la croissance métastatique future, et il pourrait être utilisé comme un outil de prédiction individuelle pour aider à la gestion des patientes atteintes de cancer du sein. / For patients diagnosed with early-stage cancer, treatment decisions depend on the evaluation of the risk of metastatic relapse. Current prognostic tools are based on purely statistical approaches that relate predictor variables to the outcome, without integrating any available knowledge of the underlying biological processes. The purpose of this thesis is to develop predictive models of the metastatic process using an established mechanistic modelling approach and the statistical mixed-effects modelling framework.In the first part, we extend the mathematical metastatic model to describe primary tumour and metastatic dynamics in response to neoadjuvant sunitinib in clinically relevant mouse models of spontaneous metastatic breast and kidney cancers. The calibrated model is then used to test possible hypothesis for the differential effects of sunitinib on primary tumour and metastases, and machine learning algorithms are applied to assess the predictive power of biomarkers on the model parameters.In the second part of this thesis, we develop a mechanistic model for the prediction of the time to metastatic relapse and validate it on a clinical dataset of breast cancer patients. This model offers personalised predictions of the invisible metastatic burden at the time of diagnosis, as well as forward simulations of metastatic growth, and it could be used as a personalised prediction tool to assist in the routine management of breast cancer patients.

Les cancers pédiatriques représentent la première cause de décès par maladie chez les enfants puisque 20% des patients présentent des résistances et rechutent. Les traitements actuels sont à leurs limites d'efficacité mais aussi de toxicité. L'amélioration des connaissances de la biologie des tumeurs résistantes et l'identification de nouvelles cibles moléculaires sont nécessaires pour ces pathologies rares, extrêmement diverses et mal comprises. Les oncogènes de fusion sont responsables de l’oncogenèse de ~ 20% des cancers. En raison de la biologie particulière des cancers pédiatriques, nous avons émis l'hypothèse qu’ils seraient dus à des oncogènes de fusion. Leur exploration, particulièrement à la rechute où les données actuelles sont limitées, permettrait de mieux comprendre ces pathologies et d’introduire de nouvelles cibles thérapeutiques. Notre premier objectif était de détecter de nouveaux transcrits de fusion parmi 48 patients pédiatriques en rechute inclus dans l'essai de médecine de précision MOSCATO-01 mené à Gustave Roussy. A partir de données de RNA-seq, nous avons détecté l’ensemble des fusions retrouvées dans ces tumeurs et classé les plus pertinentes selon leur fonction et leur potentiel thérapeutique. Un nouvel oncogène de fusion nommé LMO3-BORCS5 retrouvé chez un patient atteint de sarcome d'Ewing dans les biopsies tumorales à la rechute et au diagnostic, et dans diverses lignées cellulaires a particulièrement retenu notre attention. Nos études fonctionnelles montrent que LMO3-BORCS5 a un rôle important dans la tumorigenèse et la sensibilité au traitement et que BORCS5 fonctionnerait, in vivo, comme un gène suppresseur de tumeur. Ces résultats montrent le rôle critique des transcrits de fusion dans l'initiation et la progression tumorale ainsi que dans l’acquisition de résistance au traitement et que les fusions isolées ne doivent pas être ignorées. A l'avenir, la prise en charge des cancers réside en une médecine moléculaire de précision, les oncogènes de fusions représentant l'un des outils les plus remarquables en clinique. / Pediatric cancers represent the first cause of death by disease in children as 20% of patients harbor resistances and die from recurrence of the malignancy. Nowadays treatment are at their limits of efficacy but also toxicity. Improving the knowledge on the biology of the relapsed/resistant tumors and identifying new molecular targets are needed for these rare, extremely diverse and misunderstood pathologies. Fusion oncogenes are known to be major drivers of oncogenesis, responsible for ~20% of cancers. Due to their particular biology, we hypothesized that pediatric tumors would be more likely to harbor fusions and that their exploration, especially at relapse where very limited data are available, could help to understand the particularity of these malignancies and consequently to provide new therapeutic targets. Our first aim was to detect new fusion transcripts in a cohort of 48 pediatric patients at relapse included in the precision medicine trial MOSCATO-01, previously conducted in Gustave Roussy. From the RNA-seq data, we described the landscape of fusions in these tumors and classified the most confident candidates according to their biological function and druggability predictions. A new fusion named LMO3-BORCS5 found in biopsies of a patient with Ewing's sarcoma, at diagnosis and at relapse as well as in various cell lines particularly caught our attention. Functional studies showed that LMO3-BORCS5 has a high impact on tumorigenesis and treatment sensitivity and that BORCS5 would act, in vivo, as a tumor suppressor gene. Our results strengthened the critical role of fusion transcripts in tumor initiation, progression and resistance and reinforces the idea that a private fusion oncogene should not be ignored. Indeed, the future of cancer care lays in precision medicine, with fusion transcripts being one of the most remarkable tool for treatment decision.