Le mélanome métastatique reste à l’heure actuelle une pathologie agressive avec une survie moyenne de 13 mois après le diagnostic quelque soit le traitement. C’est pourquoi, la virothérapie anti-tumorale apparait comme une stratégie thérapeutique alternative. Le virus atténué de la rougeole (MV) est un candidat intéressant dans le cadre de cette stratégie. Mes travaux de thèse explorent l'utilisation du virus MV comme nouvelle stratégie de traitement du mélanome. Dans un premier temps, j’ai analysé l'effet oncolytique du MV in vitro contre un panel de lignées cellulaires de mélanome établies dans notre laboratoire. Ces lignées cellulaires présentent des niveaux variables de sensibilité à l'infection par le MV. Nous avons montré in vitro que cette sensibilité à l’infection ne peut pas être corrélée à l’expression du récepteur d’entrée spécifique du MV dans les cellules. In vivo, dans des modèles de xénogreffes de tumeurs humaines chez des souris immunodéficientes, le traitement par le MV induit des régressions tumorales importantes uniquement pour les lignées cellulaires sensibles à l’infection. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à l’étude de la réponse anti-virale IFN de type I en réponse au MV, afin d’expliquer ces différences de sensibilité. Nous avons ainsi démontré que le traitement de cellules sensibles au MV par des IFN de type I permet de bloquer leur infection. A l’inverse, l’utilisation du Ruxolitinib, un inhibiteur de la signalisation de la voie IFN de type I, sur les lignées résistantes, permet de rendre celles-ci sensibles à l’infection. Ces résultats confirment le potentiel oncolytique du MV contre les cellules tumorales de mélanome et suggèrent aussi que la sensibilité des cellules de mélanome au virus MV est dépendante à la fois du niveau d’expression de CD46 et des défauts de la voie IFN de type I. / Metastatic melanoma represents the most aggressive form of skin cancer with a median survival around 13 months. Thus, antitumor virotherapy appears as a potential therapeutic alternative. Live-attenuated measles virus (MV) is a good candidate for this strategy. In this work, we explored the use of MV as a new melanoma treatment strategy. In a first part, we analyzed the oncolytic effect of MV against a panel of human melanoma cell lines established in our laboratory. These cell lines exhibited varying levels of sensitivity to MV infection that cannot be fully explained by their level of expression of CD46 receptor at their surface. In melanoma xenograft mouse models, MV treatment induced important tumor regressions for sensitive cell lines but other were completely insensitive resulting in rapid tumor growth. In a second study, we analyzed the type I IFN response in our panel of melanoma cells to explain these differences in sensitivity. We have therefore, demonstrated that treatment of sensitive cells to MV by type I IFN can block their infection, while the use of ruxolitinib, an inhibitor of type I IFN signaling, on the resistant cell lines, rendered them sensitive to MV. These results confirm oncolytic MV as a viable therapeutic option for malignant melanoma and also suggest that the sensitivity of these cells to MV is dependent on both the level of expression of CD46 and defects of the type I IFN pathway.

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The cancers of liver, colon and breast are amongst the top five most prevalent and most fatal worldwide. As the Raf/MEK/ERK pathway is frequently deregulated in hepatocellular carcinoma (HCC), sorafenib, a Raf kinase inhibitor, became the first systemic therapy approved for the treatment of patients with HCC. However, sorafenib only produced modest effects with low response rates in the clinic. Similarly, regorafenib, which was approved for the treatment of metastatic colorectal cancer (CRC), has had a poor response rate in the clinic. Since phosphodiesterase type 5 has been reported to be overexpressed in HCC and CRC, we hypothesized that sildenafil, a phosphodiesterase type 5 inhibitor, could enhance the toxicities of sorafenib and regorafenib in HCC and CRC cells, respectively. Our in vitro data indicated that the drugs interacted strongly to kill cancer cells via induction of ER stress, autophagy and apoptosis. In accordance with these findings, our in vivo data demonstrated a significant reduction in tumor growth. The second study in this manuscript was conducted based on the growing body of evidence about the significant contribution of EGFR and JAK/STAT signaling to the breast tumorigenesis. Our preliminary in vitro data demonstrated that the concurrent inhibition of these two pathways by lapatinib, a dual ERBB1/2 inhibitor, and ruxolitinib, a JAK1/2 inhibitor, synergistically killed breast cancer cells of all types, including the resistant triple negative subtype. Our mechanistic studies showed that the combination of ruxolitinib and lapatinib triggered cytotoxic mitophagy, and autophagy-dependent activation of BAX and BAK leading to the mitochondrial dysfunction.

La lymphohistiocytose hémophagocytaire (HLH) est une maladie hyper-inflammatoire rare, mais potentiellement mortelle affectant surtout les jeunes enfants. Il existe deux formes de HLH : primaire et secondaire. La HLH primaire est causée par une mutation des gènes impliqués dans la voie cytotoxique médiée par les granules, alors que la HLH secondaire se développe en raison d’une condition préexistante, telle qu’un cancer, une infection chronique ou une transplantation. La HLH est caractérisée par le développement d’inflammation extrême, une production excessive de cytokines inflammatoires ainsi qu’une infiltration tissulaire massive par des lymphocytes T et des macrophages activés. À ce jour, le traitement de la HLH consiste d’abord à réduire l’inflammation à l’aide d’agents de chimiothérapie hautement toxiques et de corticostéroïdes, puis à procéder à une transplantation de cellules souches hématopoïétiques (CSH) chez les patients atteints de HLH primaire, le seul traitement disponible permettant la rémission de ces patients. Toutefois, les thérapies actuelles ne parviennent pas toujours à réduire l’inflammation extrême chez plusieurs patients atteints de HLH, si bien que le taux de mortalité avant la transplantation de CSH est toujours d’environ 20% à 25%. C’est pourquoi le développement de nouveaux traitements anti-inflammatoires, plus efficaces, représenterait une avancée majeure dans le traitement de la HLH. Des études dans des modèles murins avaient déjà démontré que l’utilisation d’anticorps bloquants ciblant l’IFNg (anti-IFNg) ou de ruxolitinib, un inhibiteur de JAK1/2 (« janus activated kinases 1/2 »), pouvait améliorer efficacement, quoique partiellement, les manifestations de la HLH. Nous avons donc émis l’hypothèse que l’utilisation d’une thérapie combinée ciblant des cytokines JAK-dépendantes et indépendantes serait plus efficace qu’une monothérapie pour diminuer les symptômes de la HLH. À l’aide d’un modèle murin déficient pour le gène de la perforine (PKO), nous avons comparé les effets de l’inhibition de l’IL-6 et de l’IL-18, deux cytokines fortement sécrétées dans la HLH, en combinaison avec soit de l’anti-IFNg ou du ruxolitinib. Nous avons aussi vérifié l’efficacité d’une thérapie combinée d’anti-IFNg et de ruxolitinib sur les manifestations de la HLH. Nos travaux ont montré que l’anti-IL-6R et l’anti-IL-18, lorsque combinés avec de l’anti-IFNg ou du ruxolitinib, amélioraient légèrement, mais pas de manière significative, les symptômes de la HLH. Par contre, l’utilisation d’une thérapie combinant du ruxolitinib avec de l’anti-IFNg générait un important effet de synergie sur la résolution des symptômes. Notre étude démontre que l’anti-IFNg et le ruxolitinib, même s’ils sont efficaces par eux-mêmes, devraient être utilisés en combinaison afin de prévenir la progression de la HLH. Cette étude est particulièrement pertinente puisque l’anti-IFNg a récemment été approuvé par la FDA pour le traitement de la HLH tandis que le ruxolitinib est présentement à l’étude chez l’humain. / Hemophagocytic lymphohistiocytosis (HLH) is a rare, life-threatening hyper-inflammatory disease affecting mainly young children. There are two types of HLH : primary and secondary. Primary HLH is caused by defects in genes of the perforin-granzyme cytotoxic pathway, whereas secondary HLH develops following a pre-existing underlying condition, such as a cancer, a chronic infection or a transplantation. HLH is characterized by extreme inflammation, a very high secretion of inflammatory cytokines and a massive tissue infiltration by activated T cells and macrophages. Currently, treatment for HLH consists of reducing the inflammation with a course of highly toxic chemotherapy agents and corticosteroids, followed by hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) for patients with primary HLH, which is the only available curative treatment for these patients. However, current therapies often fail to properly manage the extreme inflammation of HLH in many patients, so that the pre-HSCT fatality still stands around 20% to 25%. Thus, the development of new, more potent anti-inflammatory treatments would be a major advance in the treatment of HLH. It had already been shown in relevant mouse models that blocking antibodies targeting IFNg (anti-IFNg) or ruxolitinib, a Janus activated kinase 1/2 (JAK1/2) inhibitor, could efficiently, but partially, improve the pathological manifestations of HLH. Thus, we hypothesized that combined therapies targeting both JAK-dependent and independent cytokines would be more effective than either one alone to reduce the symptoms of this pathology. Using a perforin knock-out (PKO) mouse model, we compared the effects of targeting IL-6 and IL-18, which are highly expressed cytokines during HLH, in combination with either anti-IFNg or ruxolitinib. We also tested the efficacy of a therapy combining anti-IFNg with ruxolitinib on the manifestations of HLH. We found that anti-IL-6R and anti-IL-18, when used in combination with either anti-IFNg or ruxolitinib, showed small, but not significant improvements on the pathological manifestations of HLH. However, combination therapy using ruxolitinib and anti-IFNg showed a major synergistic effect on the resolution of the symptoms of HLH. Our findings support that anti-IFNg and ruxolitinib, although effective independently, should be used in combination to suppress HLH progression. This is particularly relevant since the former was recently approved for treating HLH while the latter is in clinical trials.