La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est une pathologie hématologique dont le pronostic reste très défavorable, malgré les progrès réalisés dans la compréhension des mécanismes physiopathologiques sous-tendant son développement. Identifier de nouvelles stratégies anti-leucémiques représente donc une étape clé dans la concrétisation des avancées thérapeutiques. Grâce à la combinaison de plusieurs approches de criblage génétiques et pharmacologiques, l’objectif de ma thèse a été de définir et valider de nouvelles cibles thérapeutiques dans les LAM. La première partie de ma thèse a eu pour but de transposer en clinique l’inhibition de la Glycogen Synthase Kinase 3 (GSK3). La stabilisation de la β-caténine secondaire à l'inhibition concomitante des deux paralogues de GSK3, représente un obstacle à l’utilisation clinique de cette classe thérapeutique. Mettant à profit la présence d'un «switch» Asp133 à Glu196 dans les domaines de liaison ATP de GSK3, nous avons identifié un inhibiteur sélectif du paralogue GSK3α et mené des études précliniques validant le BRD0705 comme nouveau traitement pro-différenciant dans les LAM. De plus, une combinaison de profilage métabolomique et d'approches de criblage haut débit à l’aide d’une banque de shRNA a permis d'identifier un nouveau lien entre EVI-1, la voie de la créatine kinase et la voie de signalisation GSK3. La deuxième partie de ma thèse a porté sur l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques en utilisant une approche de criblage par banque de shRNA dans le modèle murin de LAM porteur de la translocation MLL-AF9. VCP, une AAA-ATPase, a ainsi été identifiée puis validée comme cible thérapeutique. Nous avons montré que VCP orchestre la génération d'une plateforme à ADN simple brin recouverte de RPA, ce qui entraîne l'activation de la kinase ATM et la HR. Dans leur ensemble, nos découvertes permettent une meilleure compréhension de la biologie des LAM et participeront ainsi à l’amélioration des traitements futurs de cette pathologie. / Despite the significant progress made in understanding Acute Myeloid Leukemia oncogenesis over the last decades, this disease remains devastating and the overall five-year survival does not exceed 17%. Developing new translational research strategies focused on the identification of druggable oncogenic targets is critical to continued progress in AML treatment. The goal of this work was to define and validate novel leukemia-specific dependencies using small-molecule inhibitors and RNA-interference-based high-throughput screening methods.The first part of my thesis work aimed at translating Glycogen synthase kinase 3 (GSK3) inhibition into the clinic. Mechanism-based toxicities, driven in part by the inhibition of both GSK3 paralogs and subsequent β-catenin stabilization, were a concern in the clinical translation of this target candidate. Specific knock-down of GSK3α or GSK3β alone does not increase β-catenin, thereby offering a conceptual resolution to GSK3 targeting. The design of selective ATP-competitive inhibitors posed a drug discovery challenge due to the high homology in the GSK3α and GSK3β ATP binding domains. Taking advantage of an Asp133 ® Glu196 “switch” in the GSK3 paralog hinge binding domains, we identified a first-in-class GSK3α selective inhibitor and conducted preclinical studies validating BRD0705 as a promising new differentiation therapy in AML. In addition, a combination of a metabolomic profiling and a pooled shRNA screening method identified a new interplay between the oncogene EVI-1, the creatine kinase pathway and GSK3 signaling. The second part of my studies focused on identification of new therapeutic targets using an in vivo pooled shRNA screening approach in the MLL-AF9-driven AML mouse model. VCP, an AAA-ATPase, was thus identified and validated as a top target. We demonstrated that VCP orchestrates RPA-coated-single-stranded-DNA platform generation, resulting in ATM kinase activation and subsequent HR. Taken together, our discoveries increased our understanding of AML biology and may therefore contribute to novel and more efficacious treatments for this highly aggressive and lethal disease.

Les maladies fibroprolifératives se caractérisent par l’accumulation de constituants de la matrice extracellulaire en réponse à une agression chronique et répétée conduisant à la destruction de l’architecture tissulaire. Les myofibroblaste, sous l’influence du TGFβ, représentent les cellules effectrices majoritaires dans ce processus. Les miARN, régulateurs négatifs de l’expression génique, interviennent dans de nombreux mécanismes physio-pathologiques dont la fibrose tissulaire mais leur mécanismes d’action et la synergie potentielle entre miARN co-régulés au sein d’un même cluster restent mal compris. Nos travaux ont consisté à caractériser l’implication du cluster miR-199/214 généré à partir du LncARN DNM3os, dans la fibrose pulmonaire. Nous avons montré que les miARN de ce cluster participent à l’activation et à la différenciation des fibroblastes en myofibroblastes via la régulation des voies canoniques et non canoniques du TGF-β. Ce cluster agit également en tant qu’inhibiteur de la réparation épithéliale. In vivo, l’inhibition de l’un de ces « fibromiRs », a permis, dans un modèle murin, de réduire significativement les lésions de fibrose. Par ailleurs, de par leur présence et leur stabilité dans les fluides biologiques, les miARN représentent également une nouvelle classe de biomarqueurs diagnostiques ou pronostiques non invasifs. Nous avons ainsi montré que les niveaux sériques de miR-21-5p étaient augmentés chez les patients présentant une fibrose rénale sévère. Ces travaux soulignent l’importance des miARN dans la pathogénèse des maladies fibroprolifératives et montrent qu’ils représentent de nouvelles cibles thérapeutiques ou des biomarqueurs non invasifs. / Fibrotic diseases are characterized by the accumulation of extracellular matrix components in response to chronic aggression leading to the destruction of tissue architecture. Myofibroblasts, controlled by TGFβ, are central effectors in this process. MiRNAs, negative regulator of gene expression, are involved in many patho-physiological mechanisms, including tissue fibrosis but their mechanisms of action and the potential synergistic activity between co-regulated miRNAs within the same cluster remain poorly understood. Our work consisted in characterizing the involvement of the miR-199/214 cluster, generated from LncRNA DNM3os, in pulmonary fibrosis. We have shown that these miRNAs are involved in the activation and the differentiation of fibroblasts to myofibroblasts through the regulation of canonical and non-canonical TGF-β pathways. This cluster also acts as an inhibitor of epithelial repair. In vivo, the inhibition of one of this “FibromiR”, significantly decrease fibrosis, in a murine lung fibrosis model. In addition, because of their presence and their stability in biological fluids, miRNAs also represent a new class of non-invasive diagnostic or prognostic biomarker. We showed that serum levels of miR-21-5p were increased in patients with severe kidney fibrosis. These studies highlight the importance of miRNAs in pathogenesis of fibrotic disorders and show that they represent new therapeutic targets or non-invasive biomarkers.

L’objectif de l’étude est de vérifier l’apport du modèle transthéorique de changement chez une clientèle anxieuse ou dépressive en explorant les relations entre la motivation au changement, l’alliance thérapeutique et l’efficacité de la thérapie. L’échantillon est composé de 131 participants se présentant volontairement à une clinique de psychologie pour traiter des symptômes anxieux ou dépressifs. Des questionnaires évaluant la motivation au changement, l’alliance thérapeutique et la sévérité des symptômes sont complétés en début et fin de suivi. La majorité de l’échantillon se situe aux stades de contemplation en début de traitement. Les clients plus engagés dans l’action et moins déprimés évaluent l’alliance plus favorablement. Seule l’alliance du client en fin de suivi est associée à l’amélioration des symptômes dépressifs. L’importance pour le clinicien de porter une attention à l’ambivalence du client au début du traitement est soulignée. La validation du questionnaire de motivation au changement et la standardisation de normes cliniques d’interprétation sont recommandées.

Les tendinopathies sont la première cause de maladie professionnelle en France. Elles sont devenues une préoccupation majeure de santé publique. Cependant, leurs mécanismes physiopathologiques restent encore mal définis. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux phases précoces de la tendinopathie engendrées par une sur-utilisation du tendon supra-épineux (tSE) de la coiffe de rotateurs de l'épaule chez le rat. Nous avons tenté de comprendre les mécanismes à l'origine de cette pathologie afin de pouvoir agir et la traiter en amont de l'apparition des symptômes.Nous montrons que le profil d'évolution moléculaire des collagènes, des protéoglycanes et des glycosaminoglycanes (GAGs) associé aux phases précoces de la sur-utilisation, témoigne d'un profond remaniement matriciel et d'une différenciation chondroïde des fibroblastes tendineux. Nous avons identifié les métalloprotéinases (MMPs) majeures et leurs inhibiteurs (TIMPs) susceptibles d'être impliqués dans ce remaniement. Nos résultats suggèrent que le mécanisme lésionnel initial et les changements matriciels observés sont dus à un processus induit par des médiateurs locaux libérés par les ténocytes et non à une réaction inflammatoire. Enfin, nous avons cherché à établir une corrélation entre les changements moléculaires observés et le degré de sévérité d'une tendinopathie diagnostiquée chez l'Homme. Nous avons montré, sur des échantillons de tendon patellaire humain une relation entre la quantité des GAGs et le score (VISA score) reflétant le degré pathologique du tendon.Cette étude nous a donc permis d'améliorer nos connaissances des phases précoces du processus d'altération du tSE. Cependant, d'importants efforts restent néanmoins à accomplir dans la caractérisation de la pathogenèse précoce notamment pour préciser le contexte biomécanique qui la génère.

Introduction : les lésions médullaires sont sources de déficits et souvent de handicap majeur. Afin de limiter les conséquences de ces traumatismes la recherche scientifique expérimente des stratégies thérapeutiques visant à  réduire la lésion et à   régénérer le tissu nerveux. Malheureusement la neuroprotection seule n'a jusqu'à  présent pu démontrer de réel bénéfice clinique et actuellement de nombreux espoirs reposent sur la neurorégénération via les thérapies cellulaires. Dans cet esprit nous avons développé et validé un modèle lésionnel chez le rat puis réalisé dans la lésion des greffes de cellules progénitrices embryonnaires humaines afin de promouvoir la régénération du tissu nerveux. Matériel et méthode : nous avons développé chez le rat un modèle de compression médullaire par inflation d'un ballonnet dans l'espace épidural en région thoracique (T9). Les animaux lésés présentent initialement une paraplégie sensitivo-motrice complète suivi d'une faible récupération neurologique spontanée (10%) à J7. Grâce à  ce modèle nous avons étudié les stratégies de régénération du tissu par la transplantation in situ dans la moelle lésée de cellules progénitrices. Des greffes de cellules progénitrices neurales embryonnaires ont ainsi été réalisées en région lésée ainsi que dans les métamères sus et sous jacents. Les cellules souches provenant d'embryons humains étaient préalablement transduites in vitro pour exprimer la Neurogénine 2. La Neurogénine 2 est un facteur neurotrophique permettant d'influencer la différenciation cellulaire en neurones.Résultats : le modèle de compression développé est fiable et reproductible. La validation pharmaceutique réalisée par l'administration d'une molécule neuroprotectrice: un antagoniste des récepteurs à  NMDA (Gacyclidine), confirme d'une part sa pertinence pour l'évaluation de stratégies thérapeutiques et d'autre part que l'excitotoxicité est un élément majeur des processus physiopathologiques survenant dans la phase secondaire de la lésion. Sur un suivi de 35 jours, les animaux greffés avec des cellules transduites pour exprimer la Neurogénine 2 présentent une récupération motrice significative. Cette récupération est corrélée à  la restauration partielle des fibres sérotoninergiques et de la localisation membranaire de leur récepteur en sous lésionnel. Les groupes contrôles et greffés uniquement avec des cellules souches non transduites n'atteignent pas, quant à eux, des scores efficaces et présentent une récupération fonctionnelle inférieure à celle des animaux non greffés. L'identification des cellules transplantées dans le tissu lésé grâce à des différents marquages (EGFP et HuNu) ne permet pas de retrouver ces cellules un mois après la transplantation.Conclusion : ces résultats sont encourageants et sont en faveur d'un bénéfice supporté par la greffe de cellules transduites pour exprimer la Neurogénine 2. Ces cellules sans survivre au delà  de un mois apporteraient un support trophique permettant une régénération et une récupération fonctionnelle. La restauration du système sérotoninergique dont on connaît l'implication dans la locomotion expliquerait ces résultats qui méritent cependant une validation sur un modèle gros animal (singe, porc) avant une application clinique. / Spinal cord injuries (SCI) lead to deficits and often to major handicaps. To limit consequences of SCI, research focuses on the development of therapeutic strategies that aimed either at the reduction of the lesion and/or nervous tissues regeneration. Unfortunately, up to now the sole neuroprotective strategy did not demonstrate beneficial effects at the clinical level and there is thus more and more hopes based on neuroregenerative strategy in particular based on cell transplantation. In that aim, we have developed and characterized a rat injury model and grafted in the lesion site human embryonic progenitors to promote regeneration of nervous tissues.We have set up a rat model of spinal cord compression using an inflated balloon in the epidural space at the thoracic level (T9). Injured animals presented an initial complete sensory-motor paraplegia followed by a limited spontaneous neurological recovery (10%) one week after traumatism. Using this model, we have studied a regenerative strategy based on in situ progenitor cells transplantation in the injured spinal cord. Grafting of human embryonic progenitors had been done in the lesion site and in metamers located bellow and above the lesion. Human embryonic progenitors had been previously engineered in vitro to produce Neurogenin 2, a neurotrophic factor, that favours cell differentiation into neural lineages. The developed spinal cord compression model is reliable and reproducible. Pharmacological validation using a neuroprotective molecule, an antagonist of NMDA receptors (Gacyclidin), not only confirmed the pertinence of this model for the evaluation of therapeutic strategies but also that excitotoxicity plays a major role in the physiopathological processes involved in the secondary phase after lesion.Thirty five days after transplantation, rats that had been grafted with Neurogenin 2 expressing human embryonic progenitors demonstrated a significant motor recovery. This recovery was associated with a partial restoration of serotonin innervations bellow the lesion site and translocation of 5HT1A receptors to the plasma membrane of motoneurons. Animals transplanted with naïve cells presented a lower functional recovery than injured rat that had not been grafted. Moreover, one month after transplantation, grafted cells were not identifiable in the injured spinal cord. These encouraging results favour a beneficial effect of Neurogenin 2-expressing cells transplantation. One month after grafting, hENPs were undetectable in the injured spinal cord, thus functional recovery appears to be indirect and is likely due to trophic support supply. Partial restoration of serotonin innervations, whose role is well known in the locomotor function, may explain part of the observed functional recovery. These results clearly require to be validated in bigger animal models (monkey, pig) before any translation to the clinic.

La rhéologie et la photonique de divers systèmes biologiques complexes allant des protéines jusqu'aux bactéries et cellules ont été étudiées dans cette thèse. Ces travaux se basent sur deux grands thèmes, où le premier traite la modification des surfaces solides avec des molécules biologiques tandis que le second se concentre sur l'étude des effets des différentes drogues sur des cellules malignes, et non malignes par des techniques microscopiques complémentaires. Dans ce travail, des matrices orientées de films de polyélectrolytes/membrane pourpre ont été produites et étudiées en fonction de différentes conditions physico-chimiques. Des peptides spécifiques présentant de propriétés de reconnaissance de surface pour le ZnSe et le Si ont été isolées par la technologie de Phage Display. Le peptide de Si a été utilisé dans la détection des molécules avec une microcavité de silicium poreux, et ceci a montré un meilleur seuil de détection comparé à celui des autres méthodes classiques de fonctionnalisation. Le peptide spécifique de ZnSe a été utilisé afin de démontrer son utilité pour la préservation de l'activité et structure secondaire native des biomolécules adsorbées. Concernant les cellules, une différence de réponse, entre deux types de cellules épithéliales mammaires malignes MCF-7 et non-malignes HMEC184A1, sous traitement avec la curcumine, a été démontrée sur les cellules vivantes et fixées. Après, une évaluation des forces d'interaction entre un agent clinique anticancéreux cetuximab (CET) et EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) sur la surface des cellules de carcinome épithéliales A431 a été réalisé via la microscopie à force atomique en mode force. Une différence sur l'élasticité des cellules et sur les forces de liaison EGFR-CET a été notée quand le CET a été combiné avec d'autres drogues thérapeutiques. Les résultats de nos études d'imagerie fonctionnelle pourraient ouvrir de nouvelles voies dans la recherche de traitements contre le cancer. / The rheology and photonics of various complex biological systems ranging from proteins to bacteria and cells have been studied in this thesis. The work is organized around two major themes where the first one deals with surface modifications for adsorption of biological molecules while the second one focuses on comparative studies of non-malignant and cancerous cells under the effect of various drugs, using complementary microscopic techniques. In this work, oriented polyelectrolyte/purple membrane matrices have been produced and studied under different physico-chemical conditions. Peptides with surface recognition properties for the ZnSe and Si semiconductors have been isolated by Phage Display technology. The Si specific peptide has been used in detection of molecules with a porous silicon microcavity, providing a considerably enhanced detection resolution compared to traditional functionalization methods. The specific peptide of ZnSe has been used to demonstrate its utility in preservation of activity and native secondary structure of biomolecules in their adsorbed form. In the second part of my work concerning the cells, a different response (in morphology and elasticity) under treatment with curcumin, for two types of malignant MCF-7 and non-malignant HMEC184A1 mammary epithelial cells was demonstrated on living and fixed cells. Then, an evaluation of binding interactions between a clinical anticancer agent Cetuximab (CET) and the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) on the surface of epithelial carcinoma A431 cells was performed via force mode atomic force microscopy. A difference was noted on the elasticity of cells and also on the EGFR-CET binding forces when CET was combined with other therapeutic drugs. The results of our functional imaging studies might open new avenues in the research for treatments against cancer.

Dans les années 20, Otto Warburg émit l’hypothèse que l’altération des mitochondries est la cause du développement du cancer bien qu’il reconnaissait l’existence de tumeurs oxydatives. Egalement, Weinhouse (1950) parmi d’autres, a établi qu’une respiration mitochondriale défectueuse n’était pas une caractéristique systématique du cancer et Peter Vaupel a suggéré dans les années 90 que l’oxygénation de la tumeur était le facteur limitant de la production énergétique de la mitochondrie dans le cancer plutôt que la capacité mitochondriale elle-même. Cette thèse ainsi que des études récentes montrent clairement que les mitochondries sont fonctionnelles dans les tumeurs et la discipline d’oncobioénergétique a identifié Myc, Src, Oct1 et Ras comme des oncogènes pro-OXPHOS. De plus, l’adaptation des cellules cancéreuses à l’aglycémie, la symbiose métabolique entre les régions hypoxiques et normoxiques des tumeurs ainsi que l’hypothèse de Reverse Warburg effect supportent le rôle crucial des mitochondries dans la survie d’un groupe de tumeurs. Par conséquent, les mitochondries sont maintenant considérées come des cibles potentielles pour la thérapie anti-cancéreuse et des tentatives incluant la modulation bioénergétique pourraient être considéré pour tuer les cellules cancéreuses. Nous montrons l’effet anti-cancéreux de deux modulateurs mitochondriaux et disséquons leur mécanisme d’action. / In the 1920s, Otto Warburg first hypothesized that mitochondrial impairment is a leading cause of cancer although he recognized the existence of oxidative tumors. Likewise, Weinhouse (1950) and others found that deficient mitochondrial respiration is not an obligatory feature of cancer and Peter Vaupel suggested in the 90s that tumor oxygenation rather than OXPHOS capacity was the limiting factor of mitochondrial energy production in cancer. This thesis and recent studies now clearly indicate that mitochondria are highly functional in tumors and the field of oncobioenergetic identified Myc, Src, Oct1 and RAS as pro-OXPHOS oncogenes. In addition, cancer cells adaptation to aglycemia, metabolic symbiosis between hypoxic and non-hypoxic tumor regions as well the reverse Warburg hypothesis support the crucial role of mitochondria in the survival of a subclass of tumors. Therefore, mitochondria are now considered as potential targets for anti-cancer therapy and tentative strategies including a bioenergetic profile characterization of the tumor and the subsequent adapted bioenergetic modulation could be considered for cancer killing. We show anti-cancer effects of two mitochondrial modulators and dissect their mechanism of action.

Le but de cette étude a été d’analyser l’intérêt de l’aérosolthérapie d’anticorps monoclonaux (AcM) dans le traitement du cancer broncho-pulmonaire non à petites cellules (CBNPC) en utilisant le cetuximab, un AcM anti-EGFR. L’expression du récepteur FcRn, essentiel dans la pharmacocinétique et la biodistribution des IgGs thérapeutiques a été étudiée dans le CBNPC. Nos résultats montrent que l’AcM peut résister aux contraintes physiques de la nébulisation. Les données de biodistribution et pharmacocinétique, obtenues dans un modèle animal, indiquent que l’Ac administré par aérosol, s’accumule de façon prolongée au niveau pulmonaire. De plus, les tumeurs chez la souris paraissent sensibles à l’aérosolthérapie avec l’AcM. Par ailleurs, le récepteur FcRn est moins exprimé au niveau transcriptionnel et protéique dans le tissu tumoral que dans le tissu sain adjacent à la tumeur dans le CBNPC. Cette altération de l’expression pourrait être due à l’hyperméthylation du promoteur de ce gène. / The project aims at determining whether aerosoltherapy is well suited for monoclonal antibodies (Mab), in Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC). In addition, exploration of the expression of FcRn, an IgG receptor contributing to increased half-life and biodistribution of Mab, has been studied in NSCLC. Using cetuximab, an anti-EGFR Mab, we showed that Mab resist the physical constraints of nebulization. Biodistribution and pharmacokinetic analyses, using a murine model, revealed that cetuximab is highly and durably accumulated within the lungs and slowly and weakly released into the bloodstream following airways delivery. Moreover, animal tumors seem sensitive to cetuximab aerosoltherapy. Expression analysis of FcRn at both the transcript and protein levels showed that the receptor is downregulated in NSCLC. FcRn alteration of expression in the tumor might be due to hypermethylation of the gene promoter as often found in cancer.

Avec un taux de survie à 5 ans inférieur à 5%, l'adénocarcinome pancréatique (PDAC) est l'un des cancers les plus agressifs et pour lequel les thérapies existantes sont largement insuffisantes. Ce cancer est caractérisé par un tissu fibreux dense et un stroma très développé, en constante interaction avec la tumeur, favorisant le développement d'un environnement propice à la progression tumorale. Actuellement, la gemcitabine est la seule chimiothérapie approuvée capable de prolonger légèrement la survie des patients. Une thérapie ciblée dirigée contre l'EGFR, l'erlotinib, a prouvé que le ciblage de cette famille pourrait être une stratégie intéressante dans cette pathologie mais qu'une sélection des patients était indispensable pour augmenter les réponses thérapeutiques. Deux récepteurs de cette famille, HER2 et HER3, dimérisent pour former une entité particulièrement agressive et impliquée dans la croissance tumorale des PDACs. Diverses techniques récemment développées sont utilisées pour quantifier ces dimères, afin d'étudier leur rôle, mais également pour tenter de les cibler, et empêcher leur signalisation dans différents cancers. A l'heure actuelle, le pertuzumab est le seul anticorps monoclonal dirigé contre le récepteur HER2, capable de bloquer sa dimérisation, et utilisé en clinique. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés au rôle de HER3 en tant que cible et marqueur pronostique de l'effet du pertuzumab sur les PDAC exprimant faiblement HER2. Puis dans une deuxième partie, nous avons étudié et comparé les effets de différents anticorps monoclonaux dirigés contre HER2 et/ou HER3, sur la prolifération tumorale de tumeurs du pancréas. L'ensemble de ces résultats a permis d'établir que le ciblage du dimère HER2/HER3 s'avère être une stratégie prometteuse pour inhiber la croissance des tumeurs du pancréas exprimant faiblement HER2, et que le récepteur HER3 pourrait être un marqueur pronostique de l'effet du pertuzumab. / With a 5-year survival lower than 5%, PDAC is one of the worst cancers in terms of mortality, and for which existing therapies are unsatisfying. This cancer is characterized by a dense fibrotic tissue and an over-developed stroma, in continual interaction with the tumor, promoting the development of an ideal environment for tumor progression.To date, gemcitabine is the only approved chemotherapy able to slightly increase patients' survival. The use of erlotinib, an EGFR targeting therapy, underlined that EGFR family targeting could be an interesting treatment strategy in this pathology, but that a better patients' selection is essential to increase therapeutic response. Two receptors of this family, HER2 and HER3, are able to dimerize to consititute an aggressive entity, involved in PDAC tumoral growth. Various recently developed techniques are used to quantify those dimers, in order to study their role, but also to target them and block their signaling in cancer cells. Pertuzumab is currently the only HER2-targeting monoclonal antibody able to block its dimerization and used in clinic. We first evaluated the role of HER3 as therapeutic target and prognostic marker of pertuzumab efficacy on HER2-low expressing PDACs. We then studied and compared therapeutic effects on pancreatic tumor proliferation of different antibodies targeting HER2 and/or HER3. Taken together, those results demonstrated that HER2/HER3 dimers targeting is a promising strategy to inhibit low-HER2 expressing pancreatic tumor growth, and that HER3 could be a pronostic marker for pertuzumab efficacy in those cancers.

Le cancer pancréatique représente la cinquième cause de décès par cancer dans les pays occidentaux. Son mauvais pronostic (survie à 5 ans inférieure à 3,5 % des cas) est dû à l’absence de facteurs de risques spécifiques interdisant une prévention efficace, et à un diagnostic tardif qui révèle un cancer agressif chez environ 90% des patients. Actuellement, le seul traitement curatif de ce cancer est la chirurgie, mais celle-ci ne peut être envisagée que dans 10 à 15 % des cas. L’adressage de molécules thérapeutiques vers l’organe, le tissu ou la cellule malade constitue aujourd’hui un défi majeur pour le traitement des maladies humaines notamment infectieuses, cancéreuses ou d’origine génétique. C’est pour ces raisons que le développement de nanotechnologies, en tant que vecteurs de médicaments, a pris un essor considérable au cours des dernières années. Dans ce contexte, le concept de squalènisation repose sur le couplage chimique entre le squalène (SQ), un lipide naturel précurseur de la synthèse du cholestérol, et des principes actifs (notamment des molécules anticancéreuses). Les bioconjugués ainsi formés sont alors capables de s’auto-assembler en solution aqueuse pour former des nanoparticules stables de diamètres compris entre 100 et 300 nm. L’exemple de référence dans ce domaine est la nanoparticule de gemcitabine-squalène (SQdFdC) qui a donné lieu à des résultats spectaculaires in vitro sur des lignées de cellules cancéreuses humaines In vivo, les nanoparticules de gemcitabine-squalène se sont avérées beaucoup plus efficaces que la gemcitabine libre sur des tumeurs solides greffées par voie sous-cutanée ainsi que sur des modèles murins de leucémies agressives métastatiques.Au vu de ces résultats encourageants, le projet de thèse a été développé autour de deux axes de recherche. (I) Dans un premier temps, les nanoparticules de gemcitabine-squalène ont été fonctionnalisées par un peptide capable de reconnaître et de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses pancréatiques. (II) Le deuxième axe de recherche a visé l’encapsulation d’un second principe actif au sein des nanoparticules de gemcitabine-squalène afin de développer le concept de nanoparticule « multi-thérapeutique ». / Pancreatic cancer is a lethal disease with the worst prognosis among all solid tumors. In the last decades, progresses in pancreatic cancer therapy had remained exceedingly slow and disappointing offering minimal benefits in median survival which remains of less than 6 months and the maximum of 5 years in the 6% of patients. One of the major requirements for a successful cancer therapy is its ability to selectively kill cancer cells with minimal damage to healthy tissues. In this context, a great deal of attention focused on advanced nanoscale systems (i.e., nanomedicines) with the aim to overcome the limits associated to the traditional drug delivery modalities. Nanomedicines can indeed enhance drug properties by (i) offering protection from degradation, (ii) enabling controlled release and distribution and increasing bioavailability while reducing undesired side effects.In the current work we aimed to propose novel nanoscale-based strategies to optimize pancreatic cancer treatment taking into account the specific physio-pathology of this tumor. The first approach relied on the design of a targeted nanomedicine able to specifically bind receptors mainly expressed onto pancreatic cancer cells in order to selectively increase drug accumulation in these cells saving healthy ones.In a second approach, by combining two therapeutic agents in the same nanoparticle we constructed a multi-therapeutic drug delivery system capable to increase the therapeutic index of the combined therapy. In particular, taking advantages from the “squalenoylation prodrug approach”, the research activity of this Ph.D. work lead to the to design of (i) a novel peptide-functionalized squalenoyl gemcitabine nanoparticle and (ii) a tyrosine kinase inhibitor-loaded squalenoyl gemcitabine nanoparticle. Obtained nanoparticles were investigated with respect to their physico-chemical properties and in vitro antitumor activity. The efficacy of peptide-functionalized nanoparticles in impairing tumor growth was assessed in vivo on an experimental model of pancreatic cancer.