Identification de biomarqueurs par approche protéomique : application au diagnostic des formes précoces de cancer du sein et à la réaction des tissus sains aux rayonnements ionisants

Identification of biomarkers by proteomic approaches : application to diagnosis of early stage breast cancer and prediction of radiation-induced late side effects

• Auteur / Autrice : Jérôme Lacombe
• Direction : David Azria, Jérôme Solassol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 24/10/2013
• Etablissement(s) : Montpellier 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Cancérologie (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Azria, Jérôme Solassol, Emmanuelle Laurenceau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mahmut Ozsahin, Catherine Guette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radiotoxicité

Radiothérapie

Autoanticorps

Protéomique

Marqueurs biologiques

Cancer du sein

Mots clés libres

Cancer du sein

Biomarqueurs

Protéomique

Autoanticorps

Radiothérapie

Radiotoxicité

Breast cancer

Biomarkers

Proteomics

Autoantibodies

Radiotherapy

Radio-Induced toxicity

Résumé

Le cancer du sein est un problème de santé public majeur. Avec 500 000 décès dans le monde chaque année, il concentre de nombreux efforts dans la recherche de nouvelles thérapies et de biomarqueurs aussi bien diagnostiques, pronostiques que de suivi thérapeutique. D'un point de vue diagnostique, la mammographie est actuellement la méthode de dépistage de référence. Cependant, elle présente de nombreuses limites, notamment chez les femmes avec une densité mammaire élevée. L'identification de marqueurs permettant de mettre en évidence de petites tumeurs ou pronostiquer l'évolution de ces tumeurs serait une aide précieuse dans la prise en charge de la maladie. D'un point de vue thérapeutique, la radiothérapie est l'un des traitements principaux contre le cancer du sein. Cependant, certaines patientes peuvent développer d'importants effets secondaires tardifs sévères. La prédiction de cette radiotoxicité est un enjeu majeur car elle permettrait d'identifier les patients à risque, de leur proposer un traitement personnalisé et au final d'optimiser leur prise en charge thérapeutique. Malgré de nombreux efforts, il n'existe à l'heure actuelle aucun marqueur prédictif de la radiotoxicité tardive utilisé en routine clinique.Ce travail de thèse a pour objectif d'identifier des marqueurs protéiques, d'une part pour le diagnostic et le pronostic des formes précoces du cancer du sein, et d'autre part pour la prédiction de la réponse à la radiothérapie. Grâce à différentes approches de protéomique, j'ai pu identifier trois signatures protéiques : (1) une signature d'autoanticorps sériques (GAL3, RACK1, PAK2, PHB2 et RUVBL1) pour le diagnostic des carcinomes canalaires in situ (CCIS) et des cancers précoces, (2) une signature d'autoanticorps sériques (CIRBP, ECHDC1, HMGN1, PSRC1 et RBP-Jκ) pronostic de la progression de CCIS en cancer invasif et (3) cinq protéines lymphocytaires (AK2, ANX1, APEX1, HSPA8 et IDH2) prédictives d'une toxicité radio-induite tardive. Au delà de leur intérêt diagnostic, pronostic ou prédictif, ces signatures ont également permis d'identifier de nouveaux partenaires moléculaires susceptibles d'être impliqués dans les mécanismes de carcinogénèse mammaire et de radiotoxicité tardive.

Breast cancer is a major public health problem. With 500,000 deaths every year around the world, it focuses on many efforts in the search for new therapies and for therapeutic monitoring, diagnosis or prognosis biomarkers. From a diagnostic point of view, mammography remains gold standard for breast cancer detection. However, it has many limitations, especially in women with significant breast density. The identification of biomarkers for early diagnosis or for prognosis of in situ tumors in this population at risk would be a valuable improvement in the breast cancer management. Considering treatment strategies, radiotherapy has become a major treatment against breast cancer. However, some patients can develop severe radiation-induced late side effects. Their prediction is a main challenge as clinicians will be able to identify patients at risk and develop individualized treatment. Despite all efforts, no biomarkers are validated and used in clinical routine for normal tissues outcomes after irradiation. The aim of my PhD work was to identify protein markers for the diagnosis and prognosis of early-stage breast cancers, and also for the prediction of radiation-induced severe late effects. With different proteomic approaches, I was able to identify three protein signatures: (1) a serum autoantibody signature for the diagnosis of DCIS and node negative early-stage breast cancers (GAL3, RACK1, PAK2, and PHB2 RUVBL1), (2) a serum autoantibody signature of ductal carcinoma in situ progression to invasive breast cancer (CIRBP, ECHDC1, HMGN1, PSRC1 and RBP-Jκ) and (3) five lymphocyte proteins (AK2, ANX1, APEX1, HSPA8 and IDH2 ) that could predict late radiation-induced toxicity. In addition, these signatures allowed to identify new molecular partners likely to be involved in the mechanisms of mammary carcinogenesis and in the late radio-induced toxicity.