Étude de l'expression des biomarqueurs de l'hypoxie et du métabolisme des chordomes

par Hamid Mammar

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Nathalie Mazure.

Le président du jury était Gilles Pagès.

Le jury était composé de Nathalie Mazure, Gilles Pagès, Philippe Giraud, Betty Gardie, Yazid Belkacémi, Guillaume Lot.


  • Résumé

    Les chordomes sont des tumeurs rares. Elles représentent 1-4% de toutes les tumeurs osseuses. Ces tumeurs à histogénèse notochordienne sont d'origine mésodermique exprimant des marqueurs épithéliaux. Elles sont dans la majorité des cas de bas grade et d’évolutions insidieuses, mais toujours infiltrantes et destructrices pouvant donner des métastases. Au plan thérapeutique, ce sont des lésions réputées pour leur résistance aux cytotoxiques, aux rayonnements ionisants et aux thérapies ciblées actuelles. Leur prise en charge standard consiste en une chirurgie première suivie d'une radiothérapie complémentaire à haute dose. Le taux de contrôle local est de 70% et 50% à 5 ans et 10 ans respectivement et la survie médiane est de 6 ans. Les futurs challenges consistent à mieux définir le volume cible par l’imagerie multimodalité pour une radiothérapie personnalisée voire adaptative tenant compte des modifications tumorales morphologiques et métaboliques en cours de traitement. L’hypoxie est connue depuis longtemps comme un facteur de radiorésistance aux traitements. En effet, l'hypoxie induit un phénotype agressif avec un haut potentiel métastatique, favorisant la progression tumorale. Ces caractéristiques sont intimement liées à certaines modifications biologiques comme l’angiogenèse tumorale et le dérèglement du métabolisme cellulaire du glucose. Une meilleure connaissance de ces facteurs régulateurs des cibles biologiques constitue un vrai challenge pour le clinicien et les industriels dans le cadre du développement de nouvelles thérapeutiques. Dans ce cadre, mon projet de thèse a été construit en trois étapes : (i) nous avons récemment rapporté, pour la première fois, la présence de composantes cellulaires hypermétaboliques et de composantes cellulaires très hypoxiques quiescentes par l'imagerie TEP/CT, (ii) mettre en évidence sur des prélèvements de chordomes provenant de patients, les facteurs régulateurs de l'hypoxie (HIF-1, HIF-2) du métabolisme (GLUT1 ; MCT1 ; MCT4 ; Basigine, CAIX - CAXII) et de l’autophagie (BNIP3) par des techniques d'immunohistochimie ; (iii) quantification de ces marqueurs par des techniques de Western Blot. La corrélation de ces résultats biologiques aux résultats cliniques obtenus, montre que les patients présentant des lésions arborant un métabolisme glycolytique et un processus de survie autophagique présentent un phénotype agressif et radiorésistant. La présence de ces mécanismes de survie est fortement corrélée avec un contrôle local faible et une survie réduite. La mise en évidence de ces mécanismes et de leurs facteurs régulateurs nous permet d’envisager des traitements ciblés en association avec la chirurgie et la radiothérapie.

  • Titre traduit

    Hypoxia and glycolytic metabolism in chordomas


  • Résumé

    Chordomas are rare tumors. They represent 1-4% of all bone tumors. These tumors are notochordal histogenesis and mesodermal origin expressing epithelial markers. They are in most cases low grade and have insidious development with destructive and invasive power. Therapeutically, they are known for their resistance to cytotoxic drugs, ionizing radiation and targeted therapies. "Gold standart" treatment for these lesions is a primary surgery followed by high doses of radiotherapy. The local control rate is 70% and 50% at 5 years and 10 years respectively and median survival is 6 years. Future challenges are to define better the target volume by multimodality imaging for radiation therapy or adaptive personalized taking into account changes in tumor metabolic and morphological processing. Hypoxia has long been known as a radioresistance factor. Indeed, hypoxia induces an aggressive phenotype with a high metastatic potential, promoting tumor progression. These characteristics are closely related to certain biological changes such as tumor angiogenesis and disruption of cellular metabolism of glucose. A better understanding of these regulators factors of biological targets is a real challenge for clinicians and industry in the development of new therapies. In this context, my thesis project was built in three steps: (i) we recently reported, for the first time, the presence of quiescent and hypoxic cellular components and hypermetabolic cellular components by PET / CT, (ii) highlight on samples from patients with chordoma, the hypoxia regulatory factors (HIF-1, HIF-2) metabolism (GLUT1, MCT1, MCT4; Basigine, CAIX - CAXII) and autophagy (BNIP3) by immunohistochemistry, (iii) quantification of these markers by immunoblotting techniques. The correlation of these laboratory findings to clinical results showed that patients with lesions displaying a glycolytic metabolism and survival autophagic process have an aggressive and radioresistant phenotype. The presence of these mechanisms is strongly correlated with poor local control and survival reduced. The highlight of these mechanisms and their regulatory factors allow us to consider targeted therapies in combination with surgery and radiotherapy.

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