Les carcinomes urothéliaux représentent la 4ème cause de cancer chez l'homme après les cancers de la prostate, du colon et du poumon. Leur incidence est en augmentation de plus de 50% depuis 25 ans. Ce cancer présente principalement deux formes, une superficielle (70% des cas) de bon pronostic et une invasive (30%) de mauvais pronostic. Les formes superficielles nécessitent une surveillance active rapprochée afin d'identifier les récidives fréquentes et l'évolution vers un stade invasif. Cette surveillance fait principalement appel à la cystoscopie et engendre morbidité et cout importants. Une alternative à la cystoscopie est possible à l'aide de tests de détection urinaire des cellules cancéreuses, mais leur sensibilité jusqu'à présent n'est pas suffisante pour une utilisation en pratique courante. Notre but a été de développer un outil de détection urinaire des tumeurs urothéliales.Matériel, Méthode et RésultatsLes tumeurs urothéliales étant très instables sur le plan génétique, le travail a initialement consisté à faire la synthèse des anomalies cytogénétiques retrouvées dans la littérature. Les anomalies les plus pertinentes ont été sélectionnées et une puce de CGH en a été développée comprenant 341 clones (BAC) répartis sur l'ensemble des chromosomes. Cette puce intitulée BCA-1 a été développée en collaboration avec la société ArrayGenomics (Voisins Le Bretonneux, France). La validité de ce test a été confirmée sur 10 lignées cellulaires tumorales et bénignes.Notre travail a ensuite consisté à étudier la valeur ajoutée de cette puce en pratique clinique. Pour ce faire, une cohorte de 163 patients porteurs de tumeurs urothéliales et de témoins a été constituée. Les urines ont été prélevées et analysées en utilisant la puce BCA-1. Un logiciel a été développé sous filemaker pro afin de permettre une saisie uniforme et détaillée des données cliniques et de prendre en considération le caractère complexe de la prise en charge de ces tumeurs.Le test urinaire utilisant la puce de CGH a montré une excellente performance diagnostique avec une sensibilité de 96% et une spécificité de 98% dans les tumeurs vésicale, et une sensibilité de 100% tumeurs du haut appareil urinaire.Enfin, le test a aussi permit de caractériser le caractère agressif ou non agressif des tumeurs sur le plan cytogénétique. Cette caractérisation est fortement corrélée avec le stade anatomopathologique et un troisième aspect de notre travail a montré que la détermination cytogénétique de l'agressivité des tumeurs prédisait l'évolution défavorable des tumeurs du haut appareil urinaire. Notre travail a permis le développement et l'analyse d'un nouveau test de dépistage urinaire des tumeurs urothéliales permettant le diagnostic urinaire de ces tumeurs et la caractérisation de leur caractère agressif éventuel, ainsi que le développement d'un logiciel de saisie et d'analyse des données cliniques. / Urothelial carcinomas are the 4th cause of cancer in men, following prostate, colon and lung cancer. An increase of 50% in its incidence was observed on the last 25 years. This cancer presents two types, a superficial type (70% of the cases) of good prognosis and an invasive type (30% of the cases) of bad prognosis. Superficial type require an active monitoring to identify recurrences and evolution to an invasive stage. This follow up is performed using cystoscopy and leads to some level of morbidity and a high cost. An alternative to cystoscopy is possible using urine test to detect cancer cells, but they are lacking of sensitivity to be used instead of cystoscopy in clinical practice. Our goal was to develop a urine detection tool of urothélial carcinomas.Material and MethodsUrothelial carcinoma usually present with a high level of genetic instability. We first analyse literature so to identify most relevant cytogenetic abnormalities that occur in urothélial carcinomas. A CGH array chip was designed using 341 clones (BAC) that were selected according to initial analysis. This chip called BCA-1 covers the whole genome and was developed in collaboration with ArrayGenomics (Voisins Le Bretonneux, France).ResultsThis test has shown a good efficacy on a preliminary study of cytogenetic analysis on 10 cancerous and benign bladder cell lines. The Chip was then assessed in clinical practice on a series of 163 patients diagnosed with or without urothelial cancer. Urines were collected and analysed using the BCA-1 chip. A software was designed to favour homogeneous and detailed clinical data collection and take into consideration the complex management of the tumours.The test using the CGH chip as shown an excellent diagnosis performance with a sensitivity of 96% and a specificity of 98% for bladder cancer detection, and a sensitivity of 100% on upper urinary tract detection.Finaly, the test was able to define the grade of the tumour according to cytogenetic loci affected. This grade was strongly correlated with the pathology score and could be used to predict outcomes in upper urinary tract carcinomas. Our work lead to the developpement and the analysis of a new urothélial carcinoma urinary detection test, to the identification of the agressivity of the tumour, and to the development of an analysis and data entry software for clinical details.

L'utilisation de la microscopie confocale et biphotonique de fluorescence est de plus en plus répandue dans le domaine biomédical. En effet, l'imagerie d'intensité, de spectre et de durée de vie de fluorescence permettent de détecter, quantifier et imager les composants fluorescents intrinsèques d'un milieu biologique ainsi que les sondes extrinsèques. Dans le cadre du dépistage précoce de cancer, les modes de détection non-invasifs actuellement mis en place manquent de sensibilité pour permettre d'établir de manière fiable un diagnostic. Les médecins ont alors recours à des examens complémentaires, invasifs, comme la biopsie. Dans le cas de notre étude, différentes techniques de microscopie ont été exploitées pour mettre en place une méthode de diagnostic précoce non-invasive de cancer. Nous avons ainsi utilisé conjointement la microscopie confocale résolue spectralement et la microscopie biphotonique pour les images de durée de vie de fluorescence (FLIM). Cette dernière technique a d'ailleurs été récemment optimisée avec la mise en place d'un système d'excitation biphotonique multipoint qui permet d'accélérer significativement la vitesse d'acquisition des images. Il s'agit d'un système optique générant une matrice de 64 faisceaux excitateurs ce qui réduit considérablement le temps d'exposition des échantillons biologiques, les préservant ainsi des photodégradations. Ces techniques, largement complémentaires, ont permis de différencier, sur différents types de cytologies, les cellules présentant une faible malignité des cellules saines en utilisant comme facteur de contraste la fluorescence des entités intracellulaires. Grâce à cette méthode, les cellules de bas grades de malignité ont pu ainsi être identifiées sur des cytologies du col de l'utérus. En s'appuyant sur une démarche expérimentale similaire, un nouveau test a également été élaboré permettant de déceler avant traitement chez un patient une résitance à des polychimiothérapies usuellement utilisées dans le traitement des cancers urothéliaux tel que M-VAC. A l'issu de ce travail, une signature spectroscopique permettant de discriminer les cellules résistantes des cellules sensibles à la polychimiothérapie a pu être identifiée.

Le cancer de la vessie est le 9ème cancer le plus fréquent avec 435 000 nouveaux cas diagnostiqués chaque année et 165 000 décès par an dans le monde. Au diagnostic, 70-80% des cancers de la vessie sont tumeurs superficielles n’infiltrant pas le muscle vésical (TVNIM). Depuis près de 40 ans, les instillations intra-vésicales de bacille de Calmette-Guérin (BCG) sont le traitement de référence des TVNIM ayant un risque élevé de progression (T1, carcinome in situ, Ta haut grade). Malgré un traitement bien conduit, le taux de récidive est d'environ 50%, et la progression vers une tumeur infiltrant le muscle est estimé à 20%-30% dans les 5 ans. Jusqu’à 15% des patients développent des métastases de leur carcinome urothélial. Aujourd’hui, aucun biomarqueur ne permet de prédire la réponse au BCG, ni l’évolution métastatique de la maladie. La cystectomie totale reste le traitement de référence en cas de non-réponse au BCG. Plusieurs essais cliniques évaluent des traitements immuno-modulateurs ciblant les points de contrôle immunitaires PD1, PD-L1 en 2° ligne de traitement après échec du BCG. Les instillations endo-vésicales d’adénovirus recombinant, de virus oncolytique ou d'agoniste de la voie STING sont des stratégies thérapeutiques en cours d'évaluation. L'objectif de ce travail était d'étudier les mécanismes de résistance intrinsèques des cellules tumorales exposées au BCG afin d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. / Bladder cancer is a heterogeneous disease that displays invasive and non-invasive histological features, and a wide spectrum of molecular alterations and subtypes. Treatment of non-invasive tumors with high-risk features (carcinoma in situ, high-grade Ta, T1) includes trans-urethral resection of the tumor, followed by intravesical instillations of bacillus Calmette-Guérin (BCG). Despite a multitude of evidence for anti-tumor efficacy, 50% of patients with high-risk NMIBC develop tumor recurrence and 20-30% disease progression. Ultimately, 10-15% of patients die of metastatic disease. New therapeutic strategies are currently in clinical development to treat BCG-unresponsive tumors including antagonistic antibodies directed against the T-cell immune checkpoints PD-1, PD-L1 and CTLA-4, but also recombinant adenovirus interferon α (Ad-IFNα/Syn3), oncolytic virus and STING agonists. Although recent studies have identified potential immune parameters that could impact clinical response, mechanisms of tumor resistance to BCG immunotherapy remain poorly understood. Additionally, tumor heterogeneity and plasticity of cancer cells undermine our attempts to precise dynamics of immune escape under selective pressure. How cancer cells evade to the anti-tumor immune response, and whether cancer cells acquire intrinsic undesirable characteristics upon BCG exposure remain unknown. Altogether, this highlights the crucial need to better understand the mechanisms of tumor resistance that occur during BCG immunotherapy in order to identify new targetable pathways and treatment strategies.

Objectifs: Les données provenant des centres de soins tertiaires suggèrent que le taux de mortalité péri-opératoire (MPO) après cystectomie notés pour les patients âgés (septuagénaires et octogénaires) n’excède pas celle des patients plus jeunes. Toutefois, les données provenant de la communauté démontrent un phénomène inverse. Spécifiquement, la MPO est plus élevés chez les ainés. Dans cette thèse nous allons présenter une réévaluation contemporaine du taux de MPO après cystectomie. Méthodes: Entre 1988 et 2006, 12722 cystectomies radicales pour le carcinome urothéliale de la vessie ont été enregistrées dans la banque de données SEER. Le taux de MPO a été évalué dans les analyses de régression logistique univariées et multivariées à 90 jours après cystectomie radicale. Les covariables incluaient: le sexe, l’ethnie, l’année de chirurgie, la région d’origine du patient ainsi que le grade et le stade de la tumeur. Résultats: Parmi tous les patients, 4480 étaient des septuagénaires (35.2%) et 1439 étaient des octogénaires (11.3%). Le taux de MPO à 90 jours était de 4% pour la cohorte entière vs. 2% pour les patients moins de 69 ans vs. 5.4% pour les septuagénaires vs. 9.2% pour les octogénaires. Dans les analyses de régression logistiques multivariées, les septuagénaires (OR=2.80; <0.001) et les octogénaires (OR=5.02; <0.001) avaient reçu un taux de MPO plus augmenté que les patients moins de 70 ans après une cystectomie radicale. Conclusion: Cette analyse épidémiologique basée sur les donnés le plus contemporaines démontre que l’âge avancée représente un facteur de risque pour un taux de MPO plus élevé. / Objective Data from tertiary care centers suggest that the perioperative mortality (POM) after radical cystectomy (RC) is not different in septuagenarian or octogenarian patients, compared to younger individuals. Conversely, population-based data state otherwise. We revisited this topic in a large contemporary population-based cohort. Methods Between 1988 and 2006, 12722 radical cystectomies were performed for urothelial carcinoma of the urinary bladder (UCUB) in 17 Surveillance, Epidemiology and End Results (SEER) registries. Of those 4480 were aged 70-79 and 1439 were 80 years and older. Univariable and multivariable logistic regression models tested 90-day mortality (90dM) after radical cystectomy. Covariates consisted of gender, race, year of surgery, SEER registry, histological grade and stage. Results Of all 12722 patients, 4480 (35.2%) were septuagenarian and 1439 (11.3%) were octogenarian. The overall 90dM rate was 4% for the entire population, 2% for patients aged 69 years or younger, 5.4% for septuagenarian patients and 9.2% for octogenarian patients. In multivariable logistic regression analyses, septuagenarian (OR= 2.80; <0.001) and octogenarian (OR= 5.02; <0.001) age increased the risk of 90dM after RC. Conclusions In this population-based analysis, POM was between 3 and 5-fold higher respectively in septuagenarian and octogenarian patients which is higher in tertiary care centers. This information needs to be included in informed consent considerations, specifically if RC will not be performed at a tertiary care center.

Introduction : La néphro-urétérectomie radicale (NUR) représente le traitement primaire pour les patients atteints d’une tumeur des voies excrétrices supérieures (TVES) non métastatique. Une approche ouverte ou laparoscopique peut être considérée. Malgré la présence de plusieurs études comparant les résultats périopératoires et oncologiques entre ces deux approches, aucunes études se basent sur une cohorte populationnelle. Objectif : Notre but est d’évaluer la morbidité péri-opératoire entre la NUR ouverte et laparoscopique en utilisant une cohorte populationnelle. Méthode : Nous avons utilisé la base de donnée Nationwide Inpatient Sample (NIS) pour identifier tous les patients atteints d’une TVES non métastatique, traités par NUR ouverte ou laparoscopique, entre 1998 et 2009. Au total, 7401 (90,8%) et 754 (9,2%) patients ont subi une NUR ouverte et laparoscopique, respectivement. Dans le but de contrôler les différences inhérentes entre les deux groupes, nous avons utilisé une analyse par appariement sur les scores de propension. Ainsi, 3016 (80%) patients avec NUR ouverte étaient appariés à 754 (20%) patients avec NUR laparoscopique. Intervention : Tous les patients ont subi une NUR. Mesures : Les taux de complications intra-opératoires et post-opératoires, de transfusions sanguines, d’hospitalisation prolongée et de mortalité intrahospitalière ont été mesurés. Des analyses de régression logistique on été utilisées pour notre cohorte, après appariement sur les scores de propension. Résultats et Limitations : Pour les patients traités par approche ouverte vs. laparoscopique, les taux suivants furent calculés : transfusions sanguines : 15 vs. 10% (p<0,001); complications intra-opératoires : 4,7 vs. 2,1% (p=0,002); complications post-opératoires : 17 vs. 15% (p=0,24); durée d’hospitalisation prolongée (≥ 5 jours) : 47 vs. 28% (p<0,001); mortalité intra-hospitalière 1,3 vs. 0,7% (p=0,12). Sur les analyses par régression logistique, les patients ayant été traités par NUR laparoscopique avaient moins de chance de recevoir une transfusion sanguine (odds ratio [OR]: 0,6, p<0,001), de subir une complication intra-opératoire (OR: 0,4, p=0,002), et d’avoir une durée prolongée d’hospitalisation (OR: 0,4, p<0,001). Globalement les taux de complications postopératoires étaient équivalents. Toutefois, l’approche laparoscopique était associée à moins de complications pulmonaires (OR: 0,4, p=0,007). Cette étude est limitée par sa nature rétrospective. Conclusion: Après ajustement de potentiels biais de sélection, la NUR par approche laparoscopique est associée à moins de complications intraopératoires et péri-opératoires comparée à la NUR par approche ouverte. / Background: Nephroureterectomy represents the primary management for patients with non-metastatic upper tract urothelial carcinoma (UTUC). Either an open (ONU) or laparoscopic (LNU) nephroureterectomy may be considered. Despite the presence of several reports comparing perioperative and cancer control outcomes between the two approaches, no reports relied on a population-based cohort. Objectives: To examine intraoperative and postoperative morbidity of ONU and LNU in a population-based cohort. Design, setting, and participants: We relied on the Nationwide Inpatient Sample (NIS) to identify patients with non-metastatic UTUC treated with ONU or LNU between years 1998 and 2009. Overall, 7401 (90.8%) and 754 (9.2%) patients underwent ONU and LNU, respectively. To adjust for potential baseline differences between the two groups, propensity-based matching was performed. This resulted in 3016 (80%) ONU patients matched to 754 (20%) LNU patients. Intervention: All patients underwent NU. Measurements: The rates of intraoperative and postoperative complications, blood transfusions, prolonged length of stay (pLOS), and in-hospital mortality were assessed for both procedures. Multivariable logistic regression analyses were performed within the post propensity-matched cohort. Results and limitations: For ONU vs. LNU respectively, the following rates were recorded: blood transfusions: 15 vs. 10% (P<0.001); intraoperative complications: 4.7 vs. 2.1% (P=0.002); postoperative complications: 17 vs. 15% (P=0.24); pLOS (≥5 days): 47 vs. 28% (P<0.001); in-hospital mortality: 1.3 vs. 0.7% (P=0.12). In multivariable logistic regression analyses, LNU patients were less likely to receive a blood transfusion (odds ratio [OR]: 0.6, P<0.001), to experience any intraoperative complications (OR: 0.4, P=0.002), and to have a pLOS (OR: 0.4, P<0.001). Overall postoperative complications were equivalent. However, LNU patients had fewer respiratory complications (OR: 0.4, P=0.007). This study is limited by its retrospective nature. Conclusions: After adjustment for potential selection biases, LNU is associated with fewer adverse intraoperative and perioperative outcomes than ONU.

Objectifs: Les données provenant des centres de soins tertiaires suggèrent que le taux de mortalité péri-opératoire (MPO) après cystectomie notés pour les patients âgés (septuagénaires et octogénaires) n’excède pas celle des patients plus jeunes. Toutefois, les données provenant de la communauté démontrent un phénomène inverse. Spécifiquement, la MPO est plus élevés chez les ainés. Dans cette thèse nous allons présenter une réévaluation contemporaine du taux de MPO après cystectomie. Méthodes: Entre 1988 et 2006, 12722 cystectomies radicales pour le carcinome urothéliale de la vessie ont été enregistrées dans la banque de données SEER. Le taux de MPO a été évalué dans les analyses de régression logistique univariées et multivariées à 90 jours après cystectomie radicale. Les covariables incluaient: le sexe, l’ethnie, l’année de chirurgie, la région d’origine du patient ainsi que le grade et le stade de la tumeur. Résultats: Parmi tous les patients, 4480 étaient des septuagénaires (35.2%) et 1439 étaient des octogénaires (11.3%). Le taux de MPO à 90 jours était de 4% pour la cohorte entière vs. 2% pour les patients moins de 69 ans vs. 5.4% pour les septuagénaires vs. 9.2% pour les octogénaires. Dans les analyses de régression logistiques multivariées, les septuagénaires (OR=2.80; <0.001) et les octogénaires (OR=5.02; <0.001) avaient reçu un taux de MPO plus augmenté que les patients moins de 70 ans après une cystectomie radicale. Conclusion: Cette analyse épidémiologique basée sur les donnés le plus contemporaines démontre que l’âge avancée représente un facteur de risque pour un taux de MPO plus élevé. / Objective Data from tertiary care centers suggest that the perioperative mortality (POM) after radical cystectomy (RC) is not different in septuagenarian or octogenarian patients, compared to younger individuals. Conversely, population-based data state otherwise. We revisited this topic in a large contemporary population-based cohort. Methods Between 1988 and 2006, 12722 radical cystectomies were performed for urothelial carcinoma of the urinary bladder (UCUB) in 17 Surveillance, Epidemiology and End Results (SEER) registries. Of those 4480 were aged 70-79 and 1439 were 80 years and older. Univariable and multivariable logistic regression models tested 90-day mortality (90dM) after radical cystectomy. Covariates consisted of gender, race, year of surgery, SEER registry, histological grade and stage. Results Of all 12722 patients, 4480 (35.2%) were septuagenarian and 1439 (11.3%) were octogenarian. The overall 90dM rate was 4% for the entire population, 2% for patients aged 69 years or younger, 5.4% for septuagenarian patients and 9.2% for octogenarian patients. In multivariable logistic regression analyses, septuagenarian (OR= 2.80; <0.001) and octogenarian (OR= 5.02; <0.001) age increased the risk of 90dM after RC. Conclusions In this population-based analysis, POM was between 3 and 5-fold higher respectively in septuagenarian and octogenarian patients which is higher in tertiary care centers. This information needs to be included in informed consent considerations, specifically if RC will not be performed at a tertiary care center.

Sur la seule base de critères cliniques et anatomopathologiques, l’évolution des tumeurs superficielles de la vessie (TSV) est imprévisible. Aucun marqueur ne permet, à ce jour, l’identification des tumeurs à fort potentiel de récidive et d’évolution vers des formes agressives. Dans une première partie, nous avons étudié, chez 127 patients, le polymorphisme des microsatellites dans les cellules urinaires pour la mise en évidence de pertes d'hétérozygotie (LOH, Loss Of Heterozygosity) et 2- en tant que marqueur de suivi. Les résultats ont été comparés à la cytologie urinaire : la sensibilité des LOH est nettement supérieure à celle de la cytologie dans les TSV. La présence de LOH au niveau de TP53 et des marqueurs du chromosome 9p est associée à un risque accru de récidive. Parmi les patients ayant récidivé, l’étude des LOH était positive dans 78% des prélèvements urinaires. Dans 20% des cas, les LOH se sont positivées avant la récidive visible à la cystoscopie. Dans une deuxième partie, nous avons développé une technique urinaire quantitative rapide pour l’étude des profils de méthylation de promoteur de 5 gènes suppresseurs de tumeur. Les résultats prometteurs (sensibilité=62%) de la qPCR-HRM sont corrélés à la technique de référence et pourraient être améliorés en élargissant le panel de gènes étudiés. L’analyse des altérations génétiques et épigénétiques améliore la compréhension des mécanismes de la carcinogenèse dans les carcinomes urothéliaux. Ces altérations pourraient être utilisées comme marqueurs diagnostiques et pronostiques. La biologie moléculaire pourrait trouver toute sa place dans la prise en charge de cette pathologie. / On the basis of clinical and pathological criteria, the evolution of superficial bladder tumours (SBT) is unpredictable. Currently, no marker exists permitting the identification of tumours with high potential for recurrence and progression to more aggressive forms. Firstly, we looked for loss of heterozygosity (LOH) at microsatellite polymorphisms in the bladder cells of 127 patients, with the aim of identifying a marker potentially useful in 1) diagnosis and prognosis and 2) the monitoring of patients following trans-urethral resection. Compared to urine cytology, the sensitivity of LOH detection was significantly higher for SBT. The presence of LOH at TP53 and markers of chromosome 9p was associated with an increased risk of recurrence. Among the patients who relapsed, results of LOH analysis were positive in 78% of urine samples, 20% of which were positive before the relapse was detected by cystoscopy. Secondly, we developed a technique for the rapid and quantitative urinary analysis of patterns of promoter methylation of 5 tumour suppressor genes. The promising results (sensitivity of 62%) of the qPCR-HRM correlate well with the gold standard and could be improved by expanding the panel of genes studied. Analysis of genetic and epigenetic alterations improves the understanding of mechanisms of carcinogenesis in urothelial carcinomas. These alterations could be used as diagnostic and prognostic markers. Molecular biology could therefore prove useful in the management of this pathology.

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