Les gliomes sont les tumeurs cérébrales primitives les plus fréquentes de l’adulte. Le glioblastome (grade IV) en est la forme la plus agressive, caractérisé par sa résistance aux traitements actuels (chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie). La mortalité de cette pathologie est quasi constante (survie médiane de 15 mois), ce qui justifie l’importance de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques. Le challenge est d'arriver à identifier des marqueurs spécifiques pour proposer un schéma thérapeutique alignant des stratégies de thérapies ciblées qui vont améliorer la prise en charge clinique, la survie globale et la survie sans progression des patients atteints de ces pathologies. Deux axes sont au centre des recherches fondamentales, translationnelles et cliniques. Le premier axe se définit autour du développement de molécules inhibitrices des voies de signalisation et le second autour du concept de cellules souches tumorales (CST) de glioblastomes (GBM) découvertes récemment dans le cerveau et qui révolutionnent la conception de la transformation tumorale.ASPM (Abnormal Spindle Like Microcéphaly Associated) est une cible candidate pertinente susceptible de participer au développement des gliomes (Horvath et al., 2007 ; Hagmann et al., 2008). Cette protéine régule la prolifération des neuroblastes, elle est fortement exprimée au stade embryonnaire, mais, reste faiblement exprimée dans le cerveau adulte. Par ailleurs, ASPM est impliquée dans divers processus de cancérisation (surexprimée dans les cancers du sein, du foie et du cerveau…), toute fois, le mécanisme responsable de cette dérégulation n’est pas encore bien caractérisé.Nos études menées sur une série de 169 gliomes humains, sélectionnés à partir de notre cohorte de patients, montrent que le gène ASPM est un marqueur de la progression vers la malignité, les grades les plus élevés exprimant le plus fortement ASPM. En outre, nous avons également montré que le niveau des transcrits d’ASPM est augmenté dans les récidives de gliomes et qu’en in vitro, ASPM contrôle la formation des gliomasphères (CST de GBM) avec une augmentation de l’expression de ses transcrits dans les cultures in vitro au fil des passages. En continuité de ces observations, nous avons alors développé un sh-miR-RNA spécifique d’ASPM permettant l’extinction post-transcriptionnelle de ce gène. Les résultats obtenus in vitro montrent que la perte d’expression d’ASPM conduit à un arrêt de la prolifération et aboutit à une mort cellulaire massive.Actuellement, des modèles de greffe de gliomasphères chez la souris (orthotopique) sont en cours de développement pour confirmer les effets observés in vitro et vérifier in vivo la validité de notre approche thérapeutique. En perspective, nous tenterons d’étudier les effets du silencing d’ASPM sur la voie de signalisation la plus dérégulée (pRB / E2F ou PI3K / AKT). Enfin, nous étudierons le rôle potentiel de cette protéine dans le contrôle du cycle cellulaire, et, in fine la mise en évidence de ses partenaires… / Glioblastoma (GBM) is the most frequent and aggressive form of primary brain tumors in adults; it is characterized by its resistance to current treatments (surgery, chemotherapy and radiotherapy). The prognosis is grim with a median survival of only 15 months underlining the importance to develop new therapeutic strategies. The recent development of the “tumor stem cell” (TSC) concept in hemopathies has been secondarily applied to gliomas with the identification of subpopulations of GBM cells which express neural stem cell markers and fulfill the criteria for stemness. Some evidences also suggest that this subpopulation could play a primary role in resistance to radio- and chemotherapy.ASPM (Abnormal Spindle Like Microcephaly Associated) is a protein regulating the proliferation of neuroblasts, highly expressed in the embryonic stage but weakly expressed in the adult brain. Preliminary reports suggesting that it could be involved in the development of gliomas (Horvath et al., 2007, Hagemann et al., 2008) prompted us to analyze further the role of this protein, focusing on its potential as a relevant candidate therapeutic target. In a series of 175 gliomas samples of various grades, we found that ASPM mRNA expression was strongly correlated with increasing tumor grade. We also found that ASPM expression increased at recurrence when compared to the initial lesion. Subsequently, we could demonstrate in vitro and in vivo that ASPM expression also increased over serial passages in gliomaspheres and in a mouse glioma xenograft model. In a therapeutic perspective, the effect of lentivirus-mediated shRNA post-transcriptional silencing of ASPM was evaluated in two different gliomasphere models and a dramatic proliferation arrest and cell death was observed. Taken together, these data suggest that ASPM is involved in the malignant progression of gliomas, possibly through expansion of a cancer stem cell compartment, and could be an attractive therapeutic target in glioblastoma multiforme.Another potential candidate tumor stem cell target in glioma is the sonic hedgehog pathway (hedgehog-Gli) which is required for GBM growth and stem cell expansion. In a collaborative study, it was found that NANOG, a transcription factor critically involved with self-renewal of undifferentiated embryonic stem cells, modulates gliomasphere clonogenicity, CD133+ stem cell behavior and proliferation. NANOG was regulated by hedgehog-Gli signalling and was essential for GBM tumourigenicity in orthotopic xenografts suggesting that it could also be a useful potential therapeutic target.Conclusions: Accumulating evidences suggest that tumor stem cells play an important role in the oncogenesis of gliomas and in their resistance to treatment. Our data support this concept and suggest that specific stemness markers may become useful targets to improve treatment of this devastating disease.

Le pronostic des cancers ovariens reste sombre, en particulier en raison du retard diagnostic. Les traitements actuels associent une chirurgie de cytoréduction complète à l'administration de chimiothérapie à base de sels de platine. Les métastases viscérales sont rares dans cette pathologie, et la maladie est longtemps localisée à la cavité péritonéale. Pour cette raison, une attention particulière est portée au traitement des métastases péritonéales. Il est admis en effet que le facteur principal de réduction des récidives est l'absence de résidu tumoral en fin d'intervention. Malgré les progrès et la standardisation des techniques chirurgicales, la chirurgie de cytoréduction macroscopiquement complète, associée à une chimiothérapie efficace, ne prévient pas la survenue des récidives qui concerneront 60% des femmes en rémission à l’issu de ce traitement.Parmi les hypothèses expliquant ce taux élevé de récidive, l’existence d’une maladie microscopique résiduelle à l’issu de la chirurgie est évoquée. Le traitement de cette maladie microscopique représente un nouveau défi à relever pour les oncologues médicaux et les chirurgiens, et de nouvelles stratégies sont à développer dans ce domaine.Notre objectif est de réaliser la destruction ciblée par thérapie photodynamique (PDT) des métastases péritonéales microscopiques qui sont ignorées lors de la chirurgie. Nous espérons ainsi diminuer l’incidence des récidives locales qui concernent la majorité des patientes. Pour apporter la preuve de l’efficacité de cette stratégie innovante, un ciblage thérapeutique est indispensable car le développement de la PDT dans cette indication est limité par la mauvaise tolérance des tissus sains.Nous présentons ici les résultats précliniques obtenus in vitro et in vivo pour l’évaluation de photosensibilisateurs couplés à l’acide folique (PS1 et PS2) et ainsi dirigés vers le récepteur au folate, récepteur membranaire spécifique des cancers épithéliaux de l’ovaire (CEO).Nous avons travaillé sur des lignées cellulaires murine (NuTu-19) et humaines (SKOV-3, OVCAR-3) de CEO et sur un modèle animal de carcinose péritonéale. Après validation du modèle animal pour l'évaluation de molécule couplée à l'acide folique, nous avons montré la bonne spécificité du PS1 pour sa cible tumorale, meilleure que celle rapportée pour les autres photosensibilisateurs utilisés dans cette indication. Les lignées cellulaires émettent une fluorescence détectable après mise en culture dans un milieu enrichi en PS ce qui indique leur capacité à incorporer la molécule d’intérêt. Cette fluorescence a été détectée par spectrofluorimétrie (PS1 et PS2) et en photodiagnostic (PS2) in vivo au niveau des métastases péritonéales. La PDT permet d'obtenir la mort cellulaire des cellules humaines in vitro avec une excellente efficacité. Les premières données précliniques obtenues in vitro sur lignées humaines indiquent que la PDT utilisant un photosensibilisateur couplé à l'acide folique pourrait avoir des applications en immunothérapie.Un photosensibilisateur spécifique pourrait autoriser le développement d'une technique de PDT sure et efficace et jouer ainsi un rôle dans le traitement et la prévention des récidives péritonéales des cancers épithéliaux de l'ovaire. / Ovarian cancer’s prognosis remains dire after primary therapy. The standard of care remains debulking surgery in combination with platinum-based chemotherapy. This consists of either primary debulking surgery and adjuvant chemotherapy or neoadjuvant chemotherapy followed by interval debulking surgery, depending on FIGO stage and predictive factors concerning residual macroscopic disease after surgery. Recurrence rate is disappointingly high as 60-80% of women with epithelial ovarian cancer (EOC) considered in remission will develop recurrent disease within five years. Special attention to undetected peritoneal metastases and residual tumorous cells during surgery is necessary as they are the main predictive factors of recurrences.An option to improve the completion of cytoreductive surgery is using photodynamic therapy (PDT) to induce necrosis of micrometastases. A limit of this technique is the toxicity induced by the low photosensitizer (PS) specificity for tumor tissue if the light cannot be specifically applied. This would be the case in advanced ovarian cancer. To solve this problem, a solution is the design of selective PS, that is to say PS coupled to a unit that target over-expressed receptors on tumor cells. Approximately, 72-100% of ovarian carcinoma overexpress Folate Receptor α (FRα) in particular the serous carcinoma. FRα is absent in most of the healthy tissues; thus, representing a promising target for EOC targeted therapy.We present preclinical results of in vitro and in vivo studies concerning properties of folic-acid targeted photosensitizers (PS1 and PS2). Those studies have been performed on murine and human cell lines of EOC and on a preclinical model of peritoneal carcinomatosis (Fisher F344 rat / NuTu-19 cell line). Results suggest that specificity for ovarian cancer metastases is better than previously reported with other photosensitizer. Fluorescence emission was higher in peritoneal metastases than in liver and healthy peritoneum. Tissue quantification of the PS showed specific incorporation of the folate-targeted PS within tumor tissue. Folic acid targeted PDT induced cellular death on EOC human cell lines.Specific PS may allow the development of efficient and safe intraperitoneal PDT procedure which could play a role in the prevention of EOC peritoneal recurrences.

Le diagnostic précis et précoce des tumeurs, ainsi que le développement de thérapies ciblées sont deux axes principaux de recherche en cancérologie. La génération de vecteurs spécifiques capables d'adresser un agent de contraste et/ou un médicament au niveau de la tumeur primaire et des métastases serait un atout majeur pour le diagnostic précoce et la thérapie des cancers. Dans une double optique de diagnostic et de thérapie, les nanoparticules sont apparues comme des candidats prometteurs pour la mise en place de protocoles thérapeutiques incluant le ciblage de la tumeur, son diagnostic par des techniques d'imagerie optique, ainsi que sa thérapie. Dans ce contexte notre laboratoire développe des appareils d'imagerie optique du petit animal (2D et 3D), afin de permettre le suivi de la biodistribution à long terme et de manière non invasive de sondes fluorescentes et de nanoparticules in vivo. La caractérisation du comportement de différentes nanoparticules (nanocapsules lipidiques, nanoparticules d'oxyde de Gadolinium et nanoparticules d'or) présentant différentes fonctionnalisations de surface a été réalisée in vitro et in vivo sur différents modèles tumoraux. Les résultats obtenus montrent l'influence de la fonctionnalisation et de la taille des nanoparticules sur leur biodistribution in vivo et sur leur voie d'élimination. D'autre part, la fonctionnalisation des nanoparticules par le motif RGD permet le ciblage spécifique des cellules exprimant l'intégrine alpha v beta3 in vitro et améliore l'accumulation tumorale in vivo.

L’adaptateur LNK est un régulateur négatif des voies de signalisation, dont la voie JAK/STAT,essentielle au développement du système hématopoïétique. Son implication dans les hémopathies chroniques, notamment les Néoplasmes Myéloprolifératifs (NMP), a été mise en évidence par l’analyse de souris invalidées pour cet adaptateur et l’identification de mutations de LNK chez les patients atteints de ces pathologies. Toutefois, le mécanisme permettant la régulation de ses partenaires, dont la kinase JAK2, et l’implication fonctionnelle des mutations de LNK dans les NMP, restent à définir. Ainsi, mon projet de thèse a porté sur l’analyse structurale et fonctionnelle des complexes de signalisation LNK/JAK2 et sur le développement d’une stratégie moléculaire pour l’utilisation thérapeutique de LNK dans les NMP. Nos résultats ont montré pour la première fois, la fonction inhibitrice de la région N-terminale incluant le domaine d’homologie à la Pleckstrine deLNK sur JAK2 normale et de manière plus importante, sur la forme mutée JAK2-V617F, retrouvée chez les patients atteints de NMP. De plus, nos études sur les mutations de LNK localisées dans cette région régulatrice, ont permis de comprendre leur contribution dans le développement de ces hémopathies et de proposer un mécanisme d’inhibition de l’activation de JAK2 par LNK. Nos résultats permettent d’utiliser le ciblage de la région N-terminale de LNK comme stratégie moléculaire inhibant spécifiquement la forme oncogénique JAK2-V617F à l’aide de peptides pénétrants (CPP). A long terme, cette approche pourrait être utilisée comme outil thérapeutique dans le traitement de patients atteints de NMP positifs pour JAK2-V617F. / The LNK adaptor protein is a key negative regulator of signalling pathways, such as JAK/STAT, important in the development of the hematopoietic system. Its implication in chronic blood diseases, such as Myeloproliferative Neoplasms (MPN) has been confirmed by studies on Lnk-deficient mice, as well as the identification of LNK mutations in MPN patients. However, the LNK mechanism of regulation on its partners and the functional implication of LNK mutations in MPN pathogenesis, are still unclear. Therefore, my PhD project covers the structural and functional analysis of theLNK/JAK2 signalling complex and the development of a molecular strategy to use LNK as a therapeutic tool for the treatment of MPN patients. Our study showed, for the first time, the inhibitory function of the N-terminal region and the pleckstrin homology domain of LNK on JAK2 activity, which occurs more importantly on JAK-V617F than JAK2 wild type form. Moreover, our study provided evidence on how LNK mutations located in this LNK region could contribute to these haematological diseases and has allowed us to propose a model for LNK regulatory function on JAK2activity. Furthermore, we developed a cell penetrating peptide-based strategy to deliver this regulatory region of LNK in hematopoietic cells to specifically inhibit JAK2-V617F oncogenic form. The finalaim is to use this region as a therapeutic molecule to treat JAK2-V617F-positive MPN patients.

Les glioblastomes sont les tumeurs primitives cérébrales les plus agressives de l’adulte. Elles sont caractérisées par une importante néo-angiogenèse, conduisant au développement des anti-VEGF chez ces patients. L’objectif de cette thèse était d’identifier de potentiels marqueurs prédictifs de l’activité du bevacizumab et d’analyser le profil évolutif des facteurs de l’angiogenèse. En situation de récidive d’un gliome de haut grade, si aucun facteur clinique ne semble permettre d’identifier un sous-groupe de patients bénéficiant particulièrement du bevacizumab, les taux plasmatiques avant traitement de MMP2 et MMP9, inversement corrélés entre eux suggérant un rôle biologique distinct mais relié, semblent associés à la réponse, la survie sans progression et la survie globale de patients porteurs de gliome de haut grade traités à la récidive par bevacizumab. Le rôle potentiel de ces marqueurs est renforcé par la cinétique de leurs taux plasmatiques observé sous traitement, Nous avons mis en évidence des résultats superposables chez des patientes porteuses de cancers du sein inflammatoires traités par bevacizumab en situation néo-adjuvante, renforçant l’intérêt de ces marqueurs. Par ailleurs, l’analyse de la signature angiogénique tissulaire des glioblastomes nouvellement diagnostiqués et récidivants nous a permis d’observer une modification de l’expression des facteurs de l’angiogenèse avec un possible switch de la voie VEGFR2-HIF1α en faveur de la voie CXCL12-CXCR4 à la récidive. Ces différents résultats permettent d’ouvrir de nouvelles perspectives dans le ciblage de l’angiogenèse et dans l’approche thérapeutique de patients porteurs de gliome de haut grade. / Glioblastomas are the most frequent and aggressive primary brain tumors for adult. They are characterized by a high angiogenesis leading to the evaluation of the bevacizumab. Our aim was to identify potential predictive biomarkers of bevacizumab activity and to analyze the evolutive profile of the angiogenic factors during the disease. If no clinical factor allows the identification of patient subgroup benefiting of bevacizumab, MMP2 and MMP9 plasma level at baseline were correlated to response, progression-free survival and overall survival of patients with recurrent high grade glioma treated by bevacizumab. Moreover, plasma levels of these markers change during treatment and significantly varied at the time of progression. We observed similar results for patients with inflammatory breast cancer treated with neoadjuvant bevacizumab, reinforcing the potential value of these prebiomarkers. In tumor tissue, while we did not observed changes in MMP2/MMP9 expression between the initial diagnosis and the recurrence post radio-chemotherapy, we observed a modification of the expression of angiogenic factors with a potential switch from the VEGFR2-HIF1α to the CXCL12-CXCR4 pathway. These results lead to new perspectives in angiogenic modulation and glioblastoma treatment.

Objectif: Environ 30% des patients ayant un cancer du rein métastatique présentent d’emblée des résistances aux agents de thérapie ciblée. Les autres patients développent des résistances thérapeutiques à plus long terme. Une amélioration de la capacité du clinicien à prédire la réponse thérapeutique avant l’initiation du traitement pourrait améliorer le pronostic des patients. Le but de notre projet a été de développer un modèle de xénogreffes dérivées de patients afin d’évaluer la sensibilité des cellules tumorales de chaque patient aux différents agents de thérapie ciblée, avant d’initier un traitement.Méthodes: La membrane chorio-allantoïque de l’embryon de poulet a servi de base à notre modèle. Dans une première phase de notre travail, une xénogreffe de cellules tumorales rénales humaines en suspension a été réalisée afin de vérifier que les caractéristiques histologiques et phénotypiques des tumeurs d’origine étaient conservées dans les xénogreffes réalisées sur notre modèle. Dans une seconde étape, des fragments tissulaires de tumeurs rénales de 5 patients opérés pour néphrectomie cytoréductive dans notre centre hospitalier étaient prélevés et greffés sur notre modèle (>60/patient). Différents agents dethérapie ciblée étaient testés sur les xénogreffes ainsi réalisées.Résultats : Les caractéristiques histo-pathologiques et phénotypiques des tumeurs rénales d’origine étaient conservées après xénogreffes. Il existait une hétérogénéité spatiale intra-tumorale en termes de sensibilité aux différents agents de thérapie ciblée. Il existait également un polymorphisme nucléotidique au sein des différentes régions de chaque tumeur rénale.Conclusion : Ce modèle de xénogreffes rénales dérivées de patients est utile pour l’évaluation de la sensibilité aux agents de thérapie ciblée des cellules tumorales en amont de la prise en charge thérapeutique. Ce modèle permet au clinicien de personnaliser le traitement de chaque patient ayant un cancer du rein métastatique, avant la mise en route d’un traitement systémique. Une évaluation prospective de notre modèle pourrait permettre de mieux appréhender les potentielles retombées cliniques liées à son utilisation. / Objective: Approximately 30% of patients with metastatic renal cancer are resistant to targeted therapy agents. The other patients will eventually develop long-term therapeutic resistances. An improvement in the clinician's ability to predict therapeutic response before treatment initiation could improve patients' prognosis. The aim of our projet was to develop a patient-derived xenograft models to be able to test the sensibility of each patient's renal tumor cells to the different available targeted therapy agent prior to treatment.Methods: The chicken embryo chorioallantoic membrane has been the base of our model. In a first phase of our work, a xenograft of human kidney tumor cells has been carried out in order to verify that the histologic and phenotypic characteristics of the original tumors were preserved in the xenografts performed on our model. As a second step, fragments of the kidney tumor speciments of 5 patients undergoing cytoreductive nephrectomy in our hospital center were grafted on our model (> 60/patient). Different targeted therapy agents were tested on the xenografts we performed.Results: The histopathologic and phenotypic characteristics of the original renal tumors were preserved in our xenografts. There was intra-tumor spatial heterogeneity in terms of sensitivity in different targeted therapy agents. There was also a nucleotide polymorphism within the different regions of each renal tumor.Conclusion: This patient-derived renal xenograft model could be useful prior to treatment for the evaluation of each patients'renal tumor cells to the different available targeted therapy agents. This model could make it possible to personalize the treatment of each metastatic kidney cancer patient, prior to systemic treatment. A prospective evaluation of our model could help assess the potential clinical benefits of its use.

L’identification de la notion de driver oncogene et le développement de molécules capables de cibler leur activité a entrainé d’importants changements dans le traitement des cancers CBNPC.L’EGFR est un récepteur transmembranaire à activité TK (Tyrosine Kinase) permettant latransmission de signaux extracellulaires jusqu’au sein de la cellule grâce à l’activation de voies de signalisations. Parmis ces voies de signalisation on retrouve les voies de prolifération et de survie cellulaire. Des mutations activatrices dans le domaine TK confèrent à ce dernier un rôle de driver oncogene. Dans ce domaine l’EGFR a joué un rôle avant gardiste. Ainsi de nombreuses molécules ciblant l’activité de l’EGFR muté (EGFR-TKI, gefitinib) ont été développées. L’utilisation de ces molécules en clinique a représenté une vraie révolution dans la prise en charge des patients. Cependant ces derniers développent inéluctablement des mécanismes de résistance. L’analyse transcriptomique de modèles ayant acquis une résistance aux EGFR-TKI a mis en évidence une dérégulation de l’expression des transcrits. Par ailleurs des résultats del’équipe ont montré que l’expression des protéines SR (facteurs d’épissage impliqués dans la régulation de nombreux transcrits) était dérégulée dans les CBNPC. Sur la base de ces résultats nous avons émis l’hypothèse que l’épissage alternatif des transcrits médié par les protéines SR pourrait jouer un rôle dans la résistance acquise par les tumeurs pulmonaires en réponse aux EGFR-TKI.Au sein du laboratoire des clones résistants ont été générés après exposition chroniqueau gefitinib de modèles cellulaires d’adénocarcinomes pulmonaires exprimant une mutation activatrice de l’EGFR.Nous avons tout d’abord mis en évidence une accumulation de l’expression de SRSF2 dans les clones résistants comparativement à la lignée sensible. Dans deux clones résistants au gefitinib, issus de la lignée d’adénocarcinome pulmonaire sensible PC9 exprimant un EGFR mutant Del19, nous montrons que la neutralisation de la protéine SRSF2 sensibilise les clones à l’apoptose induite par le gefitinib. Une analyse RNA-seq nous a permis d’identifier Atg16L1 comme un acteur potentiel de la resensibilisation à l’apoptose médiée par SRSF2. La neutralisation de SRSF2 entraine une modulation de l’épissage de l’exon8 de la protéine Atg16L1 en réponse à un traitement au gefitinib. Et la neutralisation de l’expression des transcrits ARN d’ATG16L1 comportant l’exon8 sensibilise les clones résistant à l’apoptose induite par le gefitinib. Ce switch d’épissage entraine une modulation de l’activité autophagique des cellules en réponse au gefitinib. Nous montrons qu’une expression majoritaire des transcrits comportant l’exon 8 favorise une inhibition de l’autophagie en réponse au gefitinib. De plus les modèlesrésistants pour lesquels on observait une resensibilisation à l’apoptose suite à une neutralisation des transcrits contenant l’exon 8, conservent leur phénotype de résistance lorsque dans ces mêmes conditions l’activité autophagique est inhibée. L’ensemble de ces travaux met en avant l’existence d’un switch d’épissage de la protéine Atg16L1 au niveau de son exon 8 contribuant à une inactivation de l’autophagie corrélée avec un phénotype de résistance à l’apoptose en réponse à un traitement par EGFR-TKI. Enfin SRSF2 participerait à la modulation de cet épissage en réponse à un traitement au gefitinib. / Identifying what is a driver oncogene and developping small molecules that are able to targetits activity led to drastic changes in NSCLC treatments. EGFR is a transmembrane receptorwith Tyrosine Kinase (TK) activity allowing signal transmission from the environment towardsthe inner of the cell by signaling pathways activation. Among those signaling pathways arefound survival and proliferation pathways. Activating mutations make EGFR a driver onco-gene, which was the first protein to be identified as such. Hence numerous chemical compoundtargeting mutated EGFR (EGFR-TKI, gefitinib) have been developped. Their use in clinicsrepresent a huge improvement for patients care. However resistance mechanisms ultimatelyoccur. Transcriptomic analyses of acquired resistant models to EGFR-TKI have shown thattheir RNA transcripts expression is abnormal. Moreover results from the team have demons-trated that SR proteins (splicing factor) expression is deregulated in NSCLC. Based on thoseresults we hypothesized that SRSF2 mediated alternative splicing of mRNA could be involvedin resistance mechanims acquired by lung carcinoma in response to EGFR-TKIThe lab developped resistant clones by chronic exposure to gefitinib of EGFR mutated lungadenocarcinoma cellular models.We first observed the accumulation of the expression of SRSF2 protein in resistant clonescompared to the sensitive cell line. Secondly, sensitivity to gefitinib induced apoptosis of twoclones was resored when neutralising SRSF2. A RNA-seq analysis led us to identify Atg16L1 aspotentially being involved in the SRSF2-mediated sensitization to gefitinib-induced apoptosis.SRSF2 neutralisation modulates Atg16L1 splicing in response to gefitinib. Neutralisation ofExon 8 containing transcripts of Atg16L1 sensitizes resistant clones to gefitinib induced apop-tosis. This alternative splicing switch modulates autophagic activity of the cells in reponseto gefitinib. We have shown that exon8 containing transcripts favor autophagy inhibition inreponse to gefitinib. This work emphasize the role of Atg16L1 alternative splicing switch ofexon8 in autophagy inhibition and its correlation with a resistant phenotype in response toEGFR-TKI. SRSF2 may participate in the modulation of this alternative splicing switch inreponse to gefitinib.

L’étude des mécanismes aboutissant à la tumorigénèse a permis de révéler, dans beaucoup de cancers, une amplification ou une mutation de divers oncogènes, avec pour conséquence des capacités de prolifération et de survie accrues pour la cellule tumorale. L’identification des protéines kinases comme étant des éléments centraux de ces processus en ont fait des cibles thérapeutiques prometteuses. Plusieurs inhibiteurs ciblant de façon plus ou moins spécifique les tyrosines kinases oncogéniques ont ainsi été développés. Parmi eux, l’imatinib mesylate (Gleevec®, Novartis) a constitué la première chimiothérapie ciblée. Il correspond aujourd’hui au traitement de première intention contre la LMC. Cependant, malgré sa très grande efficacité, il est apparu que certains mécanismes de résistances pouvaient être mis en place pour diminuer son effet pro-apoptotique. Le travail de cette thèse a consisté à mieux comprendre les mécanismes d’apoptose induits par les inhibiteurs de tyrosine kinases (ITK), et à rechercher quelles voies alternatives de survie devront être bloquées pour leur assurer une meilleure efficacité. Trois modèles ont été utilisés : la leucémie myéloïde chronique (LMC), les leucémies aiguës myéloïdes (LAM) et les glioblastomes (GBM). La LMC a été utilisé comme modèle et la démarche utilisé pour essayer d’augmenter l’efficacité des ITK, a été transposée aux modèles des LAM et des GBM. L’ensemble des résultats obtenus a démontré qu’une meilleure compréhension de la réponse apoptotique et des mécanismes de résistance permettait l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons pu observer que, tout en favorisant la diminution des doses de molécules administrées, l’inhibition simultanée de plusieurs cibles apportait plusieurs bénéfices. Elle permet d’augmenter l’action pro-apoptotique des ITK, de contrer certains mécanismes de résistances, d’atteindre la cellule souche cancéreuse résistance et par conséquent de cibler simultanément des populations a plusieurs de stades de différenciation. / Protein kinases have been identified as playing fundamental roles in cancer development, suggesting that they could represent a promising therapeutic target. Several kinase inhibitors have been developed and the most successful of them, by far, is Gleevec® (imatinib, STI57; Novartis), a BCR-ABL inhibitor. It is currently used as the treatment of reference for chronic myeloid leukemia. However, despite a huge efficiency, some resistance mechanisms could be used to decrease its pro-apopototic effect. The global aim of my PhD was to understand the apoptotic mechanisms induced by tyrosine kinase inhibitors (TKI) to identify new potential therapeutic targets. I work on three different tumors: Chronic Myeloid Leukemia (CML), Acute Myeloid Leukemia (AML) and Glioblastomas (GBM). CML has been used as a model and the approach followed to increase TKI efficiency has been transposed to AML and GBM models. Altogether, our results showed that a better understanding of apoptotic response and resistance mechanisms could lead to the identification of new therapeutic targets. We observed that combination therapy brings several benefits. It allows to increase the TKI-induced apoptotic response, to counter some resistance mechanism, to reach the resistant cancer stem cells, and thus, to target simultaneously several populations in the tumour.

La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) confère un phénotype agressif aux cancers du sein avec la perte de leurs jonctions épithéliales intercellulaires, leur polarité et identité, et l’acquisition des caractéristiques mésenchymateuses accompagnées de l’invasion et la résistance à la chimiothérapie. Cependant, les mécanismes et les signaux associés qui régissent ces dysfonctionnements au cours de l’EMT des cancers du sein demeurent encore mal connus. Dans cette étude, nous avons entrepris de comparer deux modèles génétiques des cellules MCF-7 du cancer du sein en EMT induite par l’expression constitutive de Snail ou l’invalidation de WISP-2. Nous avons trouvé que les répresseurs des E-cadhérines tels que Slug, Zeb1/2, Twist et Snail étaient surexprimés dans les cellules en EMT avec l’induction d’un phénotype triple-négatif (TN), la perte du récepteur aux oestrogènes, GPR30, et le gain du pouvoir invasif dans le collagène de type I. De plus,l’expression ectopique de Snail dans les cellules transfectées supprime aussi les transcrits de WISP-2. L’EMT est accompagnée de la dominance de plusieurs voies de signalisation proinvasives impliquant les protéines GαGβγ, PKCα, AKT et l’induction de c-Jun. Nous avons mis en évidence l’activation du cycle cellulaire et l’inhibition de l’axe p27/cyclindependent kinase CDK3 responsable de la promotion de la croissance cellulaire. De manière intéressante, le traitement des cellules en EMT avec les inhibiteurs des GαGβγ (BIM-46187, Gallein), PKCα (Gö6976, MT477, sh-RNAs) et de la cascade de signalisation PI3K/AKT (wortmannin) réduit leur potentiel invasif. Par contre, les inhibiteurs sélectifs des récepteurs HER et des voies de signalisation MAPK/SAPK n’ont aucun effet sur les deux modèles d’EMT signant leur indépendance à ces voies oncogéniques. L’ensemble de nos résultats suggèrent que les protagonistes de signalisation représentés par les GαGβγ, PKCα et PI3K/AKT peuvent être considérés comme de potentiels biomarqueurs prédictifs et des cibles thérapeutiques dans la prise en charge des cancers du sein TN en EMT. / The epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) confers an aggressive subtype to breast cancers (BC) following disruption of intercellular junctions, epithelial cell polarity, induction of mesenchymal traits, invasive growth and chemotherapy resistance. However, the mechanisms underlying the EMT and its associated signaling dysfunctions in BC are still poorly understood. Here, we have undertaken a comparative study in two genetic models of MCF-7 breast cancer cells induced to EMT by WISP-2 silencing and Snail transformation.We report that the E-cadherin repressors Slug, Zeb1/2 and Twist were overexpressed in these EMT cells. They induced a triple negative phenotype (loss of estrogen ERα and progesterone PRA/PRB receptors, no HER2 amplification), combined with loss of the GPR30 ER and promotion of invasive growth in collagen gels. Ectopic Snail expression suppressed WISP-2 transcripts and down-regulated WISP-2 gene promoter expression in transfected cells. The EMT caused dominance of several proinvasive pathways including GαGβγ subunits, PKCα, AKT and c-Jun induction, coupled with growth responses (more cells at S and G2/M phases of the cell cycle), in line with inhibition of the p27kip1/cyclin-dependent kinase CDK3 cascade. RNA interference or selective inhibitors targeting GαGβγ subunits (BIM-46187, gallein), PKCα (Gö6976, MT477, sh-RNAs) and PI3K-AKT (wortmannin) alleviated the invasive phenotype. In contrast, MCF-7 cells in EMT showed signalingindependence to inhibitors of HER family tyrosine kinases and the mitogen- and stressactivated protein kinases. Our study suggests that the signaling protagonists GαGβγ, PKCα and PI3K-AKT are promising candidates as predictive molecular biomarkers and therapeutic targets in the management of clinical BC in EMT.

Les lymphomes anaplasiques à grandes cellules (LAGC) sont des lymphomes non-hodgkiniens dits de type T ou nul, représentant la majorité des lymphomes T pédiatriques (20 à 30%). Dans plus de 80% des cas, une translocation chromosomique réciproque aboutissant à l'expression anormale de protéines chimères de type X-ALK qui arborent constitutivement et de manière anormale l'activité tyrosine-kinase ALK (Anaplastic Lymphoma Kinase) est le moteur de la tumorigenèse (LAGC dits "ALK+ "). L'une des particularités de ces lymphomes, mise en évidence par mon équipe, est le fait que B-Cell Lymphoma-2 (BCL-2) demeure indétectable dans les cas ALK+ contrairement aux cas ALK-. Ce point est d'autant plus surprenant que BCL-2, oncogène largement établi comme prototype de protéines anti-apoptotiques ainsi que régulateur clé de l'autophagie, est fortement surexprimé dans la majorité des lymphomes. A l'inverse, Human Antigen R (HuR) est surexprimée dans les LAGC (comme dans la plupart des cancers). Il a été démontré que cette protéine de liaison aux ARN participait au maintien du phénotype tumoral, et que sa localisation subcellulaire et ses fonctions dépendaient étroitement de son statut de phosphorylation, lequel est régulé par ALK dans les LAGC ALK+. Au niveau du cytoplasme, HuR permet de stabiliser et d'augmenter la traduction d'ARNm possédant, dans leur région 3'-UTR, des séquences riches en adénine et uridine (AU-rich elements, "ARE"). De manière plus générale, HuR a la capacité de dialoguer avec les microARNs (miARN), soit en empêchant leur action par compétition, soit à l'inverse en coopérant avec ces derniers et en promouvant ainsi leur fonction de régulateur négatif sur certains transcrits cibles communs. Le transcrit Bcl-2, dont l'expression est réprimée dans les LAGC ALK+, fait partie des cibles potentielles de HuR. Au cours de ma thèse, j'ai ainsi cherché à comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu dans la répression de l'expression de Bcl-2, en me focalisant sur le rôle de HuR et de miARN "partenaires" dans ce processus. Mes données semblent indiquer que ce mécanisme implique le recrutement par HuR du miR-34a sur l'ARNm Bcl-2, conduisant à la mise en silence de ce dernier. A l'inverse, quand l'activité tyrosine- kinase de ALK est inhibée, l'interaction entre HuR et le transcrit Bcl-2 diminue, ce qui limite le recrutement de miR-34a et conduit à une restauration de l'expression de cette oncogène majeur dans les cellules lymphomateuses. Dans le contexte des essais cliniques d'inhibiteurs ciblant l'activité tyrosine kinase de ALK tels que le Crizotinib, la question de cette ré-expression de BCL-2 éclaire d'une lumière nouvelle certains échecs thérapeutiques subis par cette molécule pourtant prometteuse. Je me suis donc également consacré, pendant ma thèse, à l'étude des conséquences de cette ré-expression de BCL-2 sur les LAGC ALK+ traités par le Crizotinib. Les résultats que j'ai obtenus in vitro et in vivo montrent que contrecarrer, par interférence à l'ARN, l'élévation du taux de BCL-2 consécutive au traitement par le Crizotinib, permet de potentialiser les effets de la drogue : cela se traduit en particulier par une potentialisation de la mort par apoptose induite par le traitement mais aussi, de manière fascinante, par une conversion de la réponse autophagique initialement cytoprotectrice et pro-tumorale en une autophagie incontrôlée et délétère, qui participe alors à l'effet thérapeutique accru de la drogue. De manière globale, ce travail permet d'envisager de nouvelles combinaisons et alternatives thérapeutiques pour les patients souffrants de LAGC ALK+, et illustre la complexité des régulations croisées entre processus apoptotiques et autophagiques. / Anaplastic large cell lymphoma (ALCL) are T/-null non-hodgkin lymphoma representing most of childhood T-cell lymphoma (up to 30%). More than 80% of cases bear reciprocal chromosomic translocation responsible for abnormal expression and constitutive activation of X-ALK type (Anaplastic Lymphoma Kinase) chimeric proteins (ALK+ ALCL). A striking characteristic of this lymphoma is that B-Cell Lymphoma-2 (BCL-2) remains undetectable in ALK+ cases compared to ALK- cases. This is all the more surprising as the BCL-2 oncogene, which is firmly established as a prototypic anti-apoptotic factor as well as a key autophagy regulator, has been shown to be overexpressed in a majority of lymphomas. On the other hand, the RNA-binding protein HuR (Human Antigen R) is overexpressed in ALCL (as in most cancers). It has been demonstrated that this protein was involved in the sustainability of the tumoral phenotype, and that its subcellular localization and functions were closely related to its phosphorylation status, which in turn heavily depends on ALK activity in ALK+ ALCL. In the cytoplasm, HuR has the ability to bind adenine and uridine-rich elements (ARE) located on the 3'-UTR of target mRNAs, and both protect them from degradation and increase their translation. From a general point of view, HuR is able to establish an interplay with microRNAs (miRNAs), either blocking them through competition, or actually cooperating with them and thus promote their function of negative regulators of gene expression on common target transcripts. The BCL-2 transcript, which expression seems to be silenced in ALK-expressing ALCL, has been described as a potential target of HuR. During my PhD work, I dedicated myself to understand the molecular mechanism at work in the silencing of BCL-2 expression with a focus on HuR and collaborating miRNA. The data I obtained point at a cooperation between HuR and miR-34a leading to the silencing of the BCL-2 transcript. However, when the ALK tyrosine kinase activity is inhibited, it appears the interaction between the BCL-2 mRNA diminishes, which limitates the miR-34a 's access to this transcript and ultimately results in a re-expression of the BCL-2 oncogene in these lymphoma cells. In the current context of clinical trials for ALK-targeting inhibitors, such as the Crizotinib, this BCL-2 re-expression observed upon ALK inhibition shed light on potential reasons behind some therapeutic failures that have recently been reported. Indeed, during my PhD work, I also studied the consequences of the BCL-2 re-expression observed in Crizotinib-treated cells. The data I obtained in vitro and in vivo show that, by blocking this re-expression using RNA interference, the Crizotinib anti-tumoral efficiency can be greatly potentiated. This potentiation took the form of an increase of apoptotic cell death induction and, interestingly, also affected the autophagic response triggered by the drug, making it switch from a cytoprotective- type, protumoral autophagic flux to an enhanced, deletary-type and tumor suppressive flux, adding to the therapeutic effect of the drug. This work in general provides insights for new therapeutic combinations that could potentially benefit to ALK+ ALCL patients, and illustrates the complex cross-regulations between apoptotic and autophagic pathway.