La progression des inégalités géographiques face aux cancers souligne notre difficulté à comprendre comment elles se construisent et agir efficacement sur ce processus médical géographiquement différencié, reflétant la diverse qualité des territoires à protéger leurs habitants des risques de santé. Comprendre la construction de ces inégalités implique donc de reconstituer le processus médical aboutissant à ces inégalités, tout en montrant l’impact de la qualité territoriale sur l’issue de ce processus médical.Les cohortes de patients atteints de cancers rares (cancers de l’adolescent et adulte jeune - sarcomes) en Rhône-Alpes, développées par l’équipe EMS du Centre Léon Bérard, permettent justement de reconstituer ce processus médical, depuis la phase de diagnostic jusqu’au suivi post-thérapeutique. Un indicateur de qualité territoriale (IndiQuaTerr), regroupant 15 variables géographiques, caractérise la qualité de l’environnement physique, social et médical des IRIS (échelle infra-communale) de Rhône-Alpes. L’analyse multi-variée de l’IndiQuaTerr établit une typologie de six types de territoires (Quartiers métropolitains, Quartiers populaires, Pôles urbains, Zones résidentielles, Espaces Périurbains, Espaces ruraux). Cette typologie permet d’observer l’importance des inégalités géographiques pour les adolescents et jeunes adultes, avec notamment un taux de rechute significativement plus élevé pour les patients des espaces ruraux. Elle montre aussi la construction complexe de ces inégalités dans le cas des sarcomes, en identifiant, pour chaque type de territoire, les facteurs à l’origine de ces inégalités.Ces analyses montrent les possibilités d’une méthodologie interdisciplinaire, observant l’évolution médicale des patients en fonction de leur contexte de vie, afin de comprendre précisément la construction des inégalités géographiques face aux cancers. Cette précision pourrait améliorer l’efficacité des politiques publiques, en ciblant directement les facteurs et les mécanismes responsables de ces inégalités. / The progression of geographical inequalities of cancers underlines our difficulty to understand the way they build up and to act efficiently on this medical process geographically differentiated which reflects the diverse territory quality to protect their inhabitants from health risks. Understanding the construction of these inequalities involves reconstructing the medical process leading to these inequalities, while showing the impact of territorial quality on this medical process.Cohorts of patients with rare cancers (adolescent and young adult cancers – sarcomas) in the Rhône-Alpes region, developed by the EMS Team in the Centre Léon Bérard precisely reconstruct this medical process, from diagnosis to follow-up aftercare. A territorial quality index (IndiQuaTerr), gathering 15 geographical variables, characterizes the quality of the physical, social and medical environment of the Rhône-Alpes IRIS.The multivariate analysis of IndiQuaTerr establishes six types of territories (metropolitan area, popular area, urban hub, residential area, periurban spaces, rural spaces). This typology highlights the importance of geographical inequalities for adolescents and young adults, especially with a significant higher rate of progression for patients from rural spaces. It shows as well the complex construction of these inequalities, in the case of sarcomas, in identifying, for each territory type, factors leading to these inequalities.These analysis show the ability of this interdisciplinary methodology, relating the patients’ medical evolution according to their life context, in order to understand precisely the construction of geographical inequalities of cancers. This precision could improve the efficiency of public policies, in targeting directly factors and mechanisms responsible for these inequalities.

L’objectif du projet est de comprendre l’effet du peptide vecteur (R/W)9 sur les cellules tumorales EF, modèles du sarcome d’Ewing. En effet, ce peptide a la capacité de remodeler le cytosquelette d’actine dans ces cellules, ainsi que de réduire leur motilité et leur aptitude à croître en indépendance d’ancrage (Delaroche D. JBC 2010).La première étape de ce travail a été la caractérisation in vitro de l’interaction directe avec l’actine par cross-linking chimique et spectrométrie de masse (Clavier S. EuProt 2014). Ensuite, pour avancer dans la compréhension de l’effet du peptide (R/W)9, deux approches ont été développées.La première approche, basée sur du photocross-linking in cellulo ou in lysat, vise à identifier des partenaires intracellulaires du peptide vecteur. Pour cela, nous avons mis au point et validé biologiquement une version photoactivable du peptide (R/W)9. Puis, avant de passer sur cellules entières, nous nous sommes assurés de la faisabilité de la réaction de photocross-linking in vitro sur un système d’interaction modèle que nous avons également utilisé pour développer un logiciel capable d’interpréter les spectres MS/MS d’espèces photocross-linkées (Xlink-Identifier, Collaboration Dr Du X). Des expériences de purification d’affinité ont également été menées en immobilisant le peptide (R/W)9 sur des billes de streptavidine ensuite mises en présence de lysat cellulaire. Les protéines capturées ont été identifiées par spectrométrie de masse haut-débit. La seconde approche est de la protéomique différentielle avec un marquage SILAC et a pour objectif de mettre en évidence l’influence du peptide vecteur sur l’expression des protéines. / The aim of the project is to understand the effect of (R/W)9 cell penetrating peptide (CPP) on EF tumoral cells, an Ewing sarcoma model cell line. Actually, this peptide is able to remodel the actin cytoskeleton of these cells, to decrease their motility as well as their ability to grow without anchorage (Delaroche D. JBC 2010).The first step of this work was to characterize the in vitro interaction with actin using chemical cross-linking and mass spectrometry (Clavier S. Euprot 2014). Then, in order to get a deeper understanding of (R/W)9 peptide effect, two approaches were developed. The goal of the first approach based on in cellulo or in lysate photocross-linking is to identify (R/W)9 CPP’s partners. To do this, we designed and biologically validated a photoactivable version of (R/W)9 peptide. Then, before starting to work with living cells, we checked the feasibility of in vitro photocross-linking on a model interacting system that we also used to develop a software able to interpret MS/MS spectra of photocross-linked species. (Xlink-Identifier, Collaboration with Dr. X. Du.). Affinity purification experiments were also performed by incubating streptavidin magnetic beads bearing (R/W)9 peptide with cell lysates. Captured proteins were identified using high-throughput mass spectrometry. The second approach is differential proteomic with SILAC labelling and aims at assessing the influence of (R/W)9 CPP on proteins expression.

Le Sarcome d'Ewing est un cancer pédiatrique rare, principalement dû à l'expression de l'oncogène de jonction EWS-Fli1, et dont les traitements médicamenteux ont peu évolué au cours des dernières décennies. Nous nous intéressons à une nouvelle approche thérapeutique utilisant des siRNA, ciblant spécifiquement l'oncogène EWS-Fli1, et permettant l'inhibition de la croissance tumorale. Durant mon travail de thèse, j'ai utilisé des nanocristaux de diamant issus soit de détonation (DND), soit de synthèse haute pression-haute température (NDHPHT) pour vectoriser les siRNA, accrochés par interaction électrostatique. Pour ce faire, les NDs ont été rendus cationiques par différentes méthodes: (i) hydrogénation assistée par plasma, (ii) par recuit thermique, ou (iii) par traitement chimique pour les DNDs, ou (iv) greffage covalent d'un polymère cationique sur des NDHPHT (COP-NDHPHT).Mes travaux ont comporté deux axes: (i) étude in vitro des complexes ND:siRNA (caractérisations physico-chimiques des NDs et étude de l'efficacité d'inhibition de l'oncogène par les complexes); (ii) distribution tissulaire de COP-NDHPHT, injectés dans des souris, grâce à des NDHPHT fluorescents, contenant des défauts azote-lacune. Pour les détecter individuellement dans des coupes d'organes de souris portant une tumeur xénogreffée sous-cutanée, nous avons développé un système d'imagerie en épifluorescence à grande ouverture numérique, et résolu en temps afin de rejeter l'autofluorescence tissulaire (de durée de vie plus courte que celle des NDs). Nous avons quantifié le nombre, l'état d'agrégation et la localisation cellulaire de ces vecteurs (grâce à un marquage histopathologique imagé simultanément) 24h après injection. Les NDs ont été clairement détectés dans les différents organes, dont la tumeur, ouvrant la voie à un contrôle de la progression tumorale grâce au siRNA. / Ewing Sarcoma is a rare pediatric cancer, caused in the majority of the cases by the expression of the fusion oncogene EWS-Fli1. Current treatments have not much evolved over the past decades. We are investigating a new therapy based on siRNA specifically targeting the oncogene and inhibiting the tumor growth. During my PhD thesis, I have tested different types of synthetic nanodiamonds (ND) used to vectorize siRNA electrostatically bound at their surface: ND produced by detonation (DND) or by High Pressure-High Temperature synthesis (NDHPTH). Their surfaces have been cationized by various processes: (i) plasma or (ii) thermal hydrogenation, (ii) chemical treatment, or (iv) covalent grafting of a copolymer (COP-NDHPHT).My PhD work included two main axis: (i) in vitro study of ND:siRNA complexes (NDs physico-chemical characterization and oncogene inhibition efficacy by the complexes); (ii) tissue distribution of COP-NDHPHT, injected into mice, using fluorescent NDHPHT containing nitrogen-vacancy defects. To detect them individually in sections of mouse organs carrying a subcutaneous xenograft tumor, we developed an epifluorescence imaging system with large numerical aperture and resolved in time to reject tissue autofluorescence (of a shorter lifetime than NDs). We quantified the number, the aggregation state and the cell localization (thanks to simultaneous histopathological imaging) of these vectors 24 hours after injection. NDs have been clearly detected in different organs, including the tumor, paving the way for tumor progression control with siRNA.

Introduction : Le TNF-a, impliqué dans l’inflammation et la défense de l’hôte, aaussi des propriétés anti-tumorales et est utilisé dans le traitement local des sarcomesdes membres. P53 est un anti-oncogène dont la mutation est associée audéveloppement de tumeurs. Des données expérimentales ont démontré une relationentre activité anti-tumorale de TNF-a et le statut de p53. Matériel et méthodes : Notre objectif a été d’étudier en immunohistochimie lestatut de p53 chez 110 patients atteints de sarcomes et traités par TNF-a. Ensuite,dans 8 sarcomes cultivés ex-vivo, nous avons étudié la localisation de l’apoptoseinduite par le TNF-a par microscopie confocale. Puis, dans 9 lignées de sarcomeshumains, nous avons testé la relation p53/TNF-a en abrogeant p53 grâce à un sh-RNA, ou en utilisant des petites molécules telles que CP-31398 ou Nutlin-3a aptes àrestaurer p53. Enfin, pour mieux comprendre les mécanismes de résistance au TNF-a,nous avons mesuré par méthode EMSA la liaison de NF-kB à l’ADN et recherché parRT-PCR quels gènes de l’apoptose étaient différentiellement régulés.Résultats : Le statut muté de p53 corrèle avec la réponse histologique autraitement par TNF-a chez l’homme. L’apoptose induite par le TNF-a est trouvée aussibien au niveau de la cellule endothéliale que de la cellule tumorale. De plus, laréponse au TNF-a est modulée par le statut de p53 puisque dans les lignées étudiées,l’abrogation de p53 supprime celle-ci alors que la réparation d’une activité p53 permetde l’augmenter. Enfin, une potentialisation de l’apoptose induite par TNF-a estobservée lorsqu’il est associé avec CP-31398 ou Nutlin-3a et elle corrèle avec ladiminution de la liaison du NF-kB à l’ADN. Une augmentation de l’expression desgènes RIPK2, TP53BP2 et GADD45 et une diminution de l’expression de TGF-b1 etFAIM est observée lorsque l’association de Nutlin-3a et TNF-a est synergique sur lamort cellulaire.Conclusions : Ces résultats suggèrent que l’utilisation de molécules capablesde restaurer l’activité de p53 peut inverser la résistance des sarcomes des tissusmous au traitement par TNF-a. Dans ce contexte, des études cliniques pourraientexploiter cette approche pour l’utiliser dans le cadre des sarcomes particulièrementrésistants aux traitements conventionnels ainsi que dans d’autres tumeurs. / Introduction: Although named for its antitumor properties, TNF-a is implicatedin a wide spectrum of diseases including chronic inflammation, autoimmunity andcancer. It is used for the loco regional treatment of limb’s sarcoma. P53 is an antioncogenewhose mutation is associated with tumour development. Experimental datademonstrated that TNF-a cytotoxic activity and p53 status are related.Material and methods: Our objective was to study by immunohistochemistrythe p53 status in 110 sarcoma patients treated by isolated limb perfusion with TNF-a. Then, we studied by confocal microscopy in 8 freshly obtained sarcoma tumours,the localization of apoptosis. Finally, in 9 sarcoma cell lines with different p53 status,we tested the p53/TNF-a relationship by abrogating p53 with a sh-RNA and by usingsmall molecules known to restore p53 functions. To better understand the mechanismsof resistance to TNF-a, we measured by EMSA the NF-kB-binding to DNA and withRT-PCR, we explored the regulation of some apoptosis related genes.Results: We demonstrated a relationship between p53 status and thehistological response to TNF-a use in humans. TNF-a induced apoptosis was presentin endothelial cells as well as in the tumour cells. TNF-a cytotoxicity was dependent onthe p53 status since in the cell lines studied, p53 abrogation reduced it and p53restoration allowed it to increase. Moreover, a potentiation of TNF-a cytotoxic effectwas observed when it was combined to CP-31398 or Nutlin-3a. The killing magnitudewas therefore related to the decrease in the NF-kB-binding to DNA when Nutlin-3awas added. A gene expression increase for RIPK2, TP53BP2 and GADD45 and adecrease for TGF-b1 and FAIM was observed if the combined treatment wassynergistic on tumour death cells.Conclusions: These results suggest that the use of compounds able to restorep53 activity could reverse the soft tissue sarcoma’s resistance to TNF-a treatment.Clinical studies should be performed in order to utilize this approach and to use it inthe context of sarcomas that are particularly resistant to conventional treatments.

Le sarcome d’Ewing est une tumeur pédiatrique de l’os très agressive, généralement causée par une translocation chromosomique aboutissant à la protéine de fusion EWSR1-FLI1 qui dérégule l’expression d’un grand nombre de gènes participant à l’oncogenèse du sarcome d’Ewing. Au laboratoire, nous avons pu mettre en évidence une hétérogénéité intra-tumorale de l’expression d’EWSR1-FLI1 aboutissant à un nouveau modèle de la biologie du sarcome d’Ewing basé sur la coexistence de cellules EWSR1-FLI1high, participant à la prolifération de la tumeur primaire, et de cellules EWSR1-FLI1low, capables de dissémination métastatique. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée en particulier aux mécanismes moléculaires sous-jacents aux capacités migratoires et invasives des cellules EWSR1-FLI1low. Nous avons ainsi pu mettre en évidence une diminution des jonctions serrées intercellulaires associée à une augmentation des interactions cellule-matrice chez les cellules EWSR1 FLI1low. Nous avons ensuite révélé le rôle clé des MMP dans l’invasion du sarcome d’Ewing, plus spécifiquement de la MMP2 et de la MT1-MMP qui sont toutes deux réprimées par EWSR1-FLI1 et sont apparues nécessaires à l’invasion des cellules EWSR1-FLI1low. L’un des défis majeurs actuels est de parvenir à visualiser cette sous-population très minoritaire et à suivre la plasticité de l’expression d’EWSR1-FLI1. Pour cela, l’identification de marqueurs des cellules EWSR1-FLI1low est cruciale. Ceci est également important pour déterminer si les chimiothérapies actuelles, qui ciblent plutôt les cellules prolifératives, n’entraînent pas une augmentation de la proportion de ces cellules au sein de la tumeur primaire. Enfin, nos essais infructueux d’utilisation de l’embryon de poulet comme nouveau modèle de la métastase du sarcome d’Ewing in vivo ont souligné la fragilité globale et les limitations de ce type de modèle, indiquant plutôt la nécessité d’améliorer les modèles murins existants. La mise au point de modèles in vivo apparaît en effet primordiale pour mieux disséquer les mécanismes moléculaires de la métastase et permettre le test de drogues susceptibles d’inhiber ce processus. / Ewing sarcoma is a very aggressive pediatric bone tumor generally caused by a chromosomal translocation that leads to the expression of the EWSR1-FLI1 fusion protein. This protein deregulates the expression of a number of genes involved in Ewing sarcoma oncogenesis. In the laboratory, we discovered an intra-tumor heterogeneity of EWSR1-FLI1 expression which lead us to propose a new model for Ewing sarcoma biology based on the coexistence of EWSR1-FLI1high cells, responsible for primary tumor growth, and EWSR1-FLI1low cells, with metastatic dissemination capacities. During my phD, I was especially interested in the molecular mechanisms underlying the migration and invasion capacities of EWSR1-FLI1low cells. We showed a decreased expression of intercellular junctions proteins associated with an increased expression of cell-matrix interaction proteins in EWSR1-FLI1low cells. We then revealed the key role of MMPs in Ewing sarcoma invasion, in particular of MMP2 and MT1-MMP, which are both repressed by EWSR1-FLI1 and were found necessary for invasion of EWSR1-FLI1low cells. One of the current major challenges is to visualize this very small sub-population and to track the plasticity of expression of EWSR1-FLI1. To this end, the identification of markers of EWSR1-FLI1low cell is crucial. This is also important in order to determine if current chemotherapies that primarily target highly proliferative cells do not increase the proportion of these EWSR1-FLI1low cells. Finally, our unsuccessful attempts to use the chick embryo as a new in vivo model of Ewing sarcoma metastasis indicate the need to improve the existing murine models. Indeed, the development of in vivo models appears essential for the dissection of the molecular mechanisms of Ewing sarcoma metastasis and the test of drugs susceptible to inhibit this process.

Les sarcomes sont des tumeurs rares (environ 1% des cancers) des tissus mous. Leur rareté et leur hétérogénéité clinique rend la prise en charge des patients très difficile. Ainsi, il est nécessaire d'identifier et de comprendre les mécanismes de l'oncogenèse de ces tumeurs.Pour cela, notre équipe a analysé 106 sarcomes par CGH-array et puces d'expression afin d'identifier des gènes d'intérêt pour expliquer la biologie de ces tumeurs. Grâce à des analyses intégratives bio-informatiques, deux gènes candidats ont été identifiés : les gènes RCBTB1 et DMD, dont la perte génomique dans respectivement 41% et 15% des cas et la diminution d'expression sont significativement associées à l'évolution métastatique. Nos résultats montrent que la délétion de RCBTB1 est pronostique de l'évolution métastatique. Il semblerait que cela soit dû à la sensibilisation des cellules à certaines chimiothérapies, plus particulièrement le docétaxel, lorsque RCBTB1 est surexprimé. En effet, nous avons pu montrer qu'une surexpression de ce gène augmentait le pourcentage de cellules en mitose or, le docétaxel agissant uniquement en mitose, ceci explique la sensibilisation des cellules au docétaxel. Enfin, nous avons vérifié les effets de la sensibilisation au docétaxel in vivo, en étudiant la croissance tumorale après traitement en fonction de l'expression de RCBTB1.Concernant DMD, nos résultats obtenus par RNA-seq montrent que seules deux isoformes sont exprimées dans les tumeurs d'origine myogénique : Dp427 et Dp71. Cependant, dans environ 20% des tumeurs, nous observons une délétion ciblant spécifiquement l'isoforme Dp427. Etant donné que la délétion de Dp427 n'a pas d'effet sur l'agressivité des cellules, j'ai testé l'hypothèse selon laquelle Dp71 aurait un rôle oncogénique. Ainsi, l'inhibition de Dp71 révèle qu'elle est nécessaire à la croissance cellulaire et à la formation de clones, car son inhibition entraîne un blocage du cycle cellulaire en phase G2/M / Sarcomas are rare malignant tumors that form a heterogeneous group with numerous histotypes and molecular subtypes. Among them, sarcomas with complex genomic profiles displaying no specific and recurrent genetic alterations represent 50% of all soft tissue sarcomas, and poorly respond to systemic treatment. It is therefore needed to improve our understanding of the mechanisms involved in response to chemotherapy and ultimately find new therapeutic targets.One hundred and six sarcoma samples were analyzed by CGH and cDNA arrays in order to establish both genomic and transcriptomic data from each sample. This analysis highlighted RCBTB1 and DMD genes which are lost and down-regulated in 41% and 15% of cases respectively. Their lost are significantly associated with metastatic evolution.Our results show that the deletion of RCBTB1 is prognostic of the metastatic evolution. It appears that this is due to the sensitization of the cells to specific chemotherapies, more particularly docetaxel, when RCBTB1 is overexpressed. Indeed, we have showed that overexpression of this gene increased the percentage of cells in mitosis. Docetaxel acting only in mitosis, this explains the sensitization of cells to docetaxel. Finally, we validated the effects of docetaxel sensitization in vivo by studying tumor growth after treatment.Concerning DMD, our results obtained by RNA-sequencing show that only two isoforms are expressed in sarcomas with complex genomics: Dp427 and Dp71. However, in 20% of tumors, we observed a deletion specifically targeting the Dp427 isoform. Since the deletion of Dp427 did not affect aggressiveness of cells, I tested the hypothesis that Dp71 would have an oncogenic role. Thus, inhibition of Dp71 reveals that it is necessary for cell growth and for the formation of clones, because its inhibition results in blocking of the G2 / M phase cell cycle

1ère partie: Bien que les patients pédiatriques présentent généralement des taux de survie élevés, environ 20% d’entre eux ne peuvent être guéris avec des approches thérapeutiques standards, principalement ceux souffrant de sarcomes métastatiques, neuroblastomes, tumeurs cérébrales et tumeurs rares. Afin d’établir de nouvelles modalités thérapeutiques en identifiant des facteurs moléculaires qui puissent être ciblés par des approches pharmacologiques, les essais cliniques MOSCATO-01 (Molecular Screening for Cancer Treatment Optimization, NCT01566019) et MAPPYACTS (NCT02613962) ont été respectivement initiés en 2011 et en 2016. Une caractérisation moléculaire systématique des biopsies tumorales de patients avec des tumeurs réfractaires ou en rechute a été réalisée afin de pouvoir proposer des traitements ciblés. Chez 75 patients pédiatriques inclus dans MOSCATO-01 avec des cancers solides comprenant des tumeurs cérébrales, nous avons mis en oeuvre des approches d’hybridation génomique comparée (CGH), de séquençage d’un panel de mutations présélectionnées et de séquençage des exomes et transcrits. Des altérations génomiques pouvant être ciblées ont été identifiées dans 60% des cas, incluant des variations du nombre de copies (42%), des mutations (33%), et des transcrits de fusion (2%). Ces altérations affectent des voies de signalisation oncogéniques majeures, incluant des récepteurs tyrosine kinases et leurs cibles. Des mutations germinales ont été identifiées chez 10% des patients. Quatorze patients ont reçu 17 traitements ciblés; une réponse objective ou une maladie sans progression a été observée chez 5 patients. Nos résultats montrent qu’une approche de médecine de précision peut être envisagée et que des altérations ciblables sont présentes dans les cancers pédiatriques. Les obstacles à franchir concernent l’identification et la sélection des cibles, et la mise en pratique clinique des approches thérapeutiques.2ème partie: Les sarcomes épithélioïdes, des tumeurs très rares, affectent tous les groupes d’âge, dont les adolescents, et présentent à la fois des caractères épithéliaux et mésenchymateux. Comme les tumeurs rhabdoïdes affectant les jeunes enfants, les sarcomes épithélioïdes sont caractérisés par des altérations de SMARCB1, un membre central du complexe de remodelage de la chromatine SWI/SNF. Le phénotype agressif et l’implication fréquente des RTKs dans ces deux tumeurs ainsi que leur similarité (épi-)génétique nous ont conduit à approfondir les relations fonctionnelles entre la régulation des RTKs, la signalisation cellulaire, et les effets de la modulation épigénétique. Des lignées cellulaires de chacun des types de tumeurs ont été étudiées pour déterminer la réponse à l’inhibition pharmacologique des RTKs et des HDAC, ainsi que mTOR et EZH2. La sensibilité la plus grande in vitro a été observée avec le Panobinostat, un inhibiteur de HDAC. Le Panobinostat induit la mort cellulaire et inverse partiellement la transition épithéliale-mésenchymateuse, qui pourrait être corrélée à une régulation différentielle des RTKs EGFR et FGFR2. Comme souvent observé dans le traitement des tumeurs solides par les seuls inhibiteurs de HDAC, le Panobinostat est associé à une inhibition modérée de la croissance tumorale in vivo dans un modèle de sarcome épithélioïde. La combinaison de l’inhibition des HDAC et de l’EGFR augmente la sensibilité vis-à-vis de cette dernière à la fois dans les sarcomes épithélioïdes et les tumeurs rhabdoïdes et représente une stratégie prometteuse pour le traitement des tumeurs solides. / Part 1: Although pediatric cancer patients have high survival rates, 20% cannot be cured with standard therapeutic regimens, predominantly those with metastatic sarcomas, neuroblastomas, malignant brain tumors and rare tumor types. To provide a new rationale for treatment definition by identifying new molecular targets that can be pharmacologically addressed, the Molecular Screening for Cancer Treatment Optimization (MOSCATO-01/NCT01566019) and the MAPPYACTS (NCT02613962) trials are running at Gustave Roussy since 2011 and 2016, respectively. Patients with relapsed or refractory malignancies are undergoing biopsy or surgical intervention at treatment failure for molecular characterization that allows the suggestion of a targeted treatment. In 75 pediatric patients with solid malignancies including brain tumors included in MOSCATO-01, we developed further the initial CGHarray and targeted gene sequencing panel, to whole-exome and RNA sequencing which is currently employed in the international follow-up trial MAPPYACTS. Actionable genomic alterations were identified in 60%, representing a copy number change in 42%, a mutation in 33% and a fusion transcript in 2%. Pathway allocation showed that these targets mainly affected prominent oncogenic signaling pathways including receptor tyrosine kinases and associated downstream signaling. Germline alterations were identified in 10% of patients. Fourteen patients received 17 targeted treatment approaches; objective response or prolonged stable disease was seen in five patients. Our results showed that this approach is safe and feasible in minors and that actionable alterations are present. Significant challenges were encountered in pipeline workflows, target definition, interpretation and selection, and clinical implementation.Part 2: Epithelioid sarcoma is an exceedingly rare soft tissue sarcoma occuring in all age groups, including adolescents and displays both epithelial and mesenchymal features. As rhabdoid tumors, a deleterious entity affecting very young children, epithelioid sarcoma is characterized by alterations affecting core SWI/SNF chromatin remodeling complex member SMARCB1. The aggressive phenotype and frequent involvement of receptor tyrosine kinases in both epithelioid sarcoma and rhabdoid tumor as well as their (epi-)genetic parallels led us to take deeper insight into the relation between tyrosine kinase regulation, signaling and effects of epigenetic modulation. Cell lines of both tumor types were studied in order to determine response to pharmacological inhibition by receptor tyrosine kinase and HDAC inhibitors as well as by agents inhibiting mTOR and EZH2. Both tumor types displayed highest in-vitro sensitivity towards pan-HDAC inhibitor panobinostat. Panobinostat sufficiently induced cell death and partially reversed epithelial-to-mesenchymal transition which could be related to differential regulation of receptor tyrosine kinases EGFR and FGFR2. As often observed in treatment of solid tumors with single agent HDAC inhibitors, panobinostat led to slight tumor growth inhibition in an in-vivo epithelioid sarcoma model. The combination of HDAC and EGFR inhibition increased sensitivity towards the latter in both epithelioid sarcoma and rhabdoid tumor and might be a promising strategy to sufficiently translate HDAC inhibitors into clinics for solid tumors.

La base de la pratique médicale est l’observation : observation clinique du patient, observation épidémiologique d’une population, etc… L’analyse des pratiques observe la pluralité des attitudes adoptées par les praticiens face à une situation clinique. A un fait scientifique reconnu correspond une multitude d’attitudes pratiques. L’analyse de ces pratiques décrit la répartition et les variations de ces pratiques, et tente d’en expliquer les raisons. En France, la pratique clinique quotidienne reste encore un secteur peu étudié. Si les variations ne s’expliquent pas par les caractéristiques des patients, les raisons des variations sont peut-être à rechercher du côté médical. L’un des domaines étudié, où il peut y avoir également des variations de pratiques médicales est la cancérologie. Dans ce domaine les raisons de variations des pratiques peuvent être nombreuses et liées aux médecins, à leur structure ou à la politique d’hospitalisation de la région. Le postulat de départ est que l’harmonisation des prises en charge et des traitements des patients peut influencer leur survie. C’est pourquoi ce travail c’est intéressé à comparer la prise en charge des patients atteints de cancers fréquents (cancer du sein et du colon) à un cancer rare (les sarcomes) dans la région Rhône-Alpes. Nous avons montré, à travers des études prospectives et rétrospectives, le rôle du thesaurus et de son implémentation dans les pratiques médicales et leurs modifications. Nous avons également développé un outil informatique sous forme d’algorithmes décisionnels permettant de montrer le cas échéant si certaines étapes de l’audit clinique pouvaient être automatisées. La comparaison entre l’évaluation des pratiques médicales par un évaluateur et les algorithmes nous ont permis de conclure sur l’importance de la reproductibilité des décisions et sur les apports, de l’informatisation de ces procédés. Nous avons également montré l’importance d’une relecture des blocs de tumeurs par un expert dans une pathologie cancéreuse rare et complexe. Cela nous a permis de spécifier la nouvelle incidence des sarcomes en région Rhône-Alpes / Observation is the basis of medical practice: clinical observation of the patient, epidemiological observation of a population, and so on… the analysis of practices observes the plurality of attitudes physicians take when they face a clinical situation. An acknowledged scientific fact given meets dozen of practical attitudes. The analysis of these practices describes their distribution and variations and try to explain the causes. In France, the daily clinical practice is still a sector on which few studied have been realized. If patients' characteristics can't explain variations, the causes of these variations may be found on the medical side. Medical practice variations can also be found in oncology, one of the studied domains. Causes of variations of practices in this domain can be numerous and linked to physicians, to their structures or to the region hospital care .policy. The postulate is that the harmonization of management and treatment of patients can act up on their survival. That is the reason why this work get interested in comparing the management of patients with frequent cancers (breast and colon) to rare cancers (sarcomas) in the Rhône-Alpes region. We showed, through prospective and retrospective studies, the role of a thesaurus and of its implementation in medical practices and their modifications. We have also developed a computing tool in decision-making algorithm form which could show if need be if some steps of clinical audit could be automated. The comparison between the assessment of medical practice made by an assessor or made thanks to the algorithms allowed us to conclude on the importance of reproducibility of decisions and on the contribution of the computerization of these processes. We also showed the necessity for tumours samples to be reviewed by an expert in a rare and difficult cancerous pathology. We could therefore specify the new incidence of sarcomas in the Rhône-Alpes region

La chirurgie est la pierre angulaire du traitement curatif des sarcomes, lorsqu’elle est possible. En revanche, en cas de maladie avancée ou métastatique, les traitements systémiques ont une efficacité assez limitée avec un réel besoin de nouvelles options thérapeutiques. Le récent succès de l’immunothérapie dans les tumeurs épithéliales soulève donc la question de la possibilité d’une telle approche dans les sarcomes, et surtout pour quels sous-types histologiques. L’objectif de ce travail de thèse était d’obtenir des données précliniques en caractérisant le microenvironnement immunitaire au sein de trois types de sarcomes potentiellement candidats à l’immunothérapie, prérequis indispensable avant d’envisager une application clinique : 1) Dans le chondrosarcome, l’expression de PD-L1 a été retrouvée exclusivement dans près de 50% des chondrosarcomes dédifférenciés, et s’associait à une infiltration lymphocytaire T et l’expression des molécules HLA de classe I. Ces données incitent donc à inclure les patients avec ce sous type de chondrosarcome dans des essais cliniques évaluant un traitement anti PD-1/PD-L1. 2) Dans l’ostéosarcome, un infiltrat lymphocytaire T était observé de façon bien plus importante dans les lésions métastatiques que dans lésions primitives ou rechutes locales. De plus, l’expression de PD-L1 était retrouvée dans presque 50% des métastases mais pas ou peu dans la tumeur primitive correspondante, traduisant ici une dynamique d’échappement au système immunitaire lors de la progression de la maladie. Une stratégie ciblée sur les lymphocytes T visant à amplifier et potentialiser cette réponse immune préexistante dans les lésions métastatiques pourrait donc offrir un bénéfice clinique. 3) Dans le léiomyosarcome, les molécules HLA de classe I étaient fortement exprimées et l’expression de PD-L1 retrouvée dans 30% des tumeurs de haut grade, également très infiltrées par des macrophages immunosuppresseurs CD163+. Une importante infiltration de macrophages CD163+ était un marqueur indépendant de mauvais pronostic pour la survie, indiquant l’intérêt de d’une approche ciblée visant les macrophages dans ce type de sarcome, éventuellement en association avec un traitement anti PD-1/PD-L1. / Local control with adequate surgery is the cornerstone of sarcoma treatment. However, most sarcoma lack effective systemic therapies in case of advanced disease, emphasizing an unmet medical need for new therapeutic targets. The recent success of immunotherapy in epithelial malignancies raises the question whether such therapies, and which ones, would be applicable in sarcomas. As a prerequisite for therapeutic applications, we characterized the immune microenvironment in three sarcoma subtypes potentially candidate to immunotherapy: 1) In chondrosarcoma, PD-L1 expression was exclusively found in nearly 50% of the dedifferentiated subtype, in association with immune-infiltrating cells and HLA class I expression. These data provide rationale for including such patients in clinical trials with PD-1/PD-L1-targeted therapies. 2) In osteosarcoma, we observed a high density of tumor-infiltrating T cells in metastatic lesions compared to primary tumors and local relapses. Furthermore, PD-L1 positivity in almost half of metastases while mainly negative in the associated primary tumors, emphasises the dynamics of an adaptive mechanism of immune escape. Enhancing the preexisting immune response in metastatic lesions using T-cell-based immunotherapy may offer clinical benefit. 3) In leiomyosarcoma, HLA class I molecules were strongly upregulated and PD-L1 expression found in 30% of high-grade tumors, which were also highly infiltrated with CD163+ immunosuppressive macrophages. CD163+ was found to be an independent poor prognostic factor for overall survival, indicating the need for assessing a macrophage-targeted approach in this tumor type, as single agent or in combination with anti PD-1/PD-L1agents.

Dechamps Christophe (2008). Etude fonctionnelle dun oncogène humain impliqué dans le Sarcome dEwing, oncTre210, homologue à deux gènes levuriens, MSB3 et MSB4 (thèse de doctorat). Gembloux, Faculté Universitaire des Sciences Agronomiques, 173 p., 12 tabl., 40 fig. Résumé : Le produit de l'oncogène humain oncTre210 est apparenté, par sa structure primaire, aux protéines Ypt/Rab GAP (GTPase Activating Proteins spécifiques des Ypt/Rab GTPases). En effet, sa région N-terminale, qui est fortement homologue aux deux GAP de Saccharomyces cerevisiae Msb3p et Msb4p, renferme le domaine catalytique TBC, hautement conservé, des Ypt/Rab GAP. Les protéines Msb3p et Msb4p de Saccharomyces cerevisiae font partie de la famille des GTPase activating protein (GAP) spécifique aux Ypt/Rab GTPase. Elles sont primordiales au trafic vésiculaire et sont impliquées dans la régulation de l'exocytose et dans l'organisation du cytosquelette d'actine. Mais, leurs rôles biologiques exacts nont jamais été déterminés. La délétion simultanée des 2 gènes MSB3 et MSB4 dans la levure S. cerevisiae induit une inhibition de croissance de la levure sur un milieu de culture contenant du DMSO et/ou de la caféine, perturbe lorganisation du cytosquelette dactine, produit une anomalie de bourgeonnement dans la levure diploïde et affecte la ségrégation des noyaux. Pour trouver des composants qui interagissent génétiquement avec les produits des gènes MSB3 et MSB4, nous avons criblé une banque génomique pour des suppresseurs homologues extragéniques multicopies restaurant la croissance du double mutant levurien msb3 msb4 en présence de DMSO et/ou de caféine. Sept gènes ont ainsi été identifiés après une série de vérifications. Ces 7 suppresseurs peuvent être classés pour la fonction biologique de leurs produits en plusieurs classes : transport vésiculaire, cycle cellulaire, chaperon moléculaire, protéasome et ARN ribosomial. Ces résultats nous permettent d'identifier les voies physiologiques où les deux protéines Msb3p et Msb4p seraient impliquées. Le produit de l'oncogène oncTre210 est impliqué dans différents cancers humains dont le sarcome d'Ewing. Pour létude des partenaires interagissant avec lune ou lautre des deux parties de la protéine de fusion oncTre210p, nous avons utilisé le système double-hybride en levure en utilisant différentes banques d'expression. Un grand nombre de partenaires protéiques a été isolé comme interagissant avec l'oncoprotéine. Deux protéines impliquées dans l'organisation et la structure du cytosquelette ont été choisies parmi les partenaires de l'oncoprotéine pour être étudiées. L'interaction de ces deux protéines avec la partie GAP de oncTre210p a été confirmée par les techniques de GST pulldown, de co-immunoprécipitation et de co-localisation. Ces protéines identifiées comme interagissant avec la partie GAP sont la chaîne légère régulatrice de la myosine II (Myl2) et LOC91256, protéine contenant des motifs ankyrine. A partir de ces observations un nouveau rôle de l'oncoprotéine oncTre210p a été suggéré. L'ensemble de nos résultats ainsi que des données expérimentales acquises par d'autres équipes internationales nous a permis de proposer un modèle d'action pour l'oncoprotéine oncTre210p. Dechamps Christophe (2008). Functional study of an oncogene implicated in Ewing's sarcoma, oncTre210, a human homologue of two yeast genes, MSB3 and MSB4 (Thesis in French). Gembloux, Belgium, Gembloux Agricultural University, 173 p., 12 tabl., 40 fig. Summary : The oncTre210 oncogene product is structurally related to the Ypt/Rab GTPase-Activating Proteins (Ypt/Rab GAPs). Particularly, the N-terminal region of the oncoprotein shares with the yeast proteins Msb3p and Msb4p the highly conserved TBC domain, forming the catalytically active domain of Ypt/Rab GAPs. The Msb3p and Msb4p proteins of Saccharomyces cerevisiae are members of the Ypt/Rab-specific GTPase activating protein (GAP) family. They are important to vesicular trafficking and involved in the regulation of exocytosis and in the organization of the actin cytoskeleton, but their exact biological roles have yet to be determined. The msb3 msb4 yeast double mutation causes growth inhibition in the presence of DMSO and/or caffeine, affects the organization of the actin cytoskeleton, produces a random budding pattern in diploid cells, and affects segregation of the nucleus. To find cell components that interact genetically with the products of the MSB3 and MSB4 genes, we screened a genomic library for multicopy suppressor genes restoring normal growth of the double mutant in the presence of DMSO and caffeine. Six genes were identified, and the extent to which each gene corrects specific growth defects of the msb3 msb4 mutant is described. The encoded suppressors were classified on the basis of functional features into five groups: vesicular transport, cell division, molecular chaperon, proteasome and ribosomal RNA. These results allow us to identify the physiologic ways where the Msb3p and Msb4p proteins are implicated. The product of the oncTre210 oncogene is involved in various human cancers, including Ewings sarcoma. In order to identify proteins interacting with the two parts of this protein, we performed yeast two-hybrid screening of various libraries. A large number of proteins was identified to be partners of the oncogene product. Two components of the cytoskeleton were chosen to be studied, whose interaction with the GAP region was confirmed by GST-pulldown, co-immunoprecipitation, and colocalisation experiments. The proteins found to interact with the GAP region are the light regulatory chain of myosin II (Myl2) and LOC91256, a protein containing ankyrin repeats. From these observations a new role for the oncTre210p oncoprotein in cytokinesis was suggested. Our results and data from other international teams allow us to propose a model for the action of the oncTre210 oncogene product.