Etude du stroma de tumeurs mammaires humaines xénogreffées et de modèles transgéniques murins

par David Vallerand

Thèse de doctorat en Science de la vie

Sous la direction de Didier Decaudin.

Le président du jury était Michaël Schumacher.

Le jury était composé de Didier Decaudin, Michaël Schumacher, Mario Campone, Christophe Ginestier, Ariel Savina.

Les rapporteurs étaient Mario Campone, Christophe Ginestier.


  • Résumé

    La progression tumorale est un processus multi-étapes dépendant notamment des interactions entre les cellules cancéreuses et le stroma environnant. Le développement du cancer du sein implique une communication étroite entre les cellules épithéliales mammaires, les cellules inflammatoires, les myofibroblastes et les cellules endothéliales. Ainsi, le microenvironnement tumoral apparaît comme une cible de choix dans le traitement anti-tumoral. L’utilisation de modèles précliniques est une étape clé dans le développement et la validation de nouvelles thérapies. Néanmoins, peu d’études sont disponibles sur le rôle du stroma péri-tumoral dans ces modèles.Dans le but d’étudier le stroma péri-tumoral des modèles précliniques de cancers du sein, nous avons combiné une analyse par cytométrie en flux à une analyse par immunohistochimie afin d’identifier, puis de quantifier, les différentes populations stromales hématopoïétiques (lymphocytes, monocytes/macrophages, polynucléaires) et non hématopoïétiques (myofibroblastes, cellules endothéliales). Vingt et un modèles de xénogreffe de tumeurs humaines de cancers du sein ainsi que 2 modèles transgéniques (MMTV-PyMT et MMTV-ErbB2), ainsi que leurs allogreffes respectives, furent utilisés lors de ce travail.Les analyses des tumeurs humaines et murines ont montré un infiltrat stromal très hétérogène d’une tumeur à l’autre, avec pour composante majoritaire les macrophages. Un infiltrat important en polynucléaires a également été détecté dans les modèles de PDX, caractéristique d’une inflammation locale importante dans ces modèles. L’analyse phénotypique de macrophages a montré une expression variable de marqueurs M1 et M2 dans les modèles de PDX. Les macrophages issus de tumeurs murines transgéniques, spontanées ou allogreffées, présentaient quant à eux un profil majoritairement M1. L’étude transcriptomique de macrophages triés, a permis à la fois de valider les résultats obtenus au niveau protéique mais a également mis en évidence des différences majeures dans l’expression de nombreux gènes, impliqués dans des voies de signalisation variées telles que la croissance tumorale, l’invasion et la métastase.Cette étude nous a permis de mettre en évidence le rôle de la tumeur sur son microenvironnement. En effet, celle-ci est à la fois capable d’attirer un panel de cellules stromales qui lui et propre et ensuite de l’activer de façon spécifique.

  • Titre traduit

    Stromal characterization of patient-derived xenografts and genetically-engineered mouse breast cancer models


  • Résumé

    Tumor development is a multi-step process influencing by interactions between tumor cells and surrounding stroma. Breast cancer development involves a high level of communication between mammary epithelial cells, inflammatory cells, myofibroblasts and endothelial cells. So, the tumoral microenvironment appears as a prime target for anti-tumoral treatment. The use of preclinical models is a critical step in development and validation processes of new therapies. Nevertheless, the role of stroma in these models is poorly understood.In order to evaluate stromal cell populations in breast cancer preclinical models, we combined flow cytometry analysis and immunohistochemistry to identify, and then quantify, various stromal populations as hematopoietic cells (lymphocytes, monocytes/macrophages, polymorphonuclear leukocytes) and non-hematopoietic cells (myofibroblasts, endothelial cells). Twenty-one breast cancer patient-derived xenografts as well as 2 transgenic mouse models (MMTV-PyMT and MMTV-ErbB2), and their respective allografts, were studied.Analysis of human and murine tumors showed a strong heterogeneity between tumors regarding infiltrating stroma-cells, with a high proportion of macrophages. A significant amount of polymorphonuclear leukocytes was also detected in PDXs, indicating a local inflammation in these models. The phenotypic analysis of macrophages showed a variable expression of M1 and M2 markers in PDXs. Macrophages infiltrating transgenic mouse tumors, spontaneous or allografted, were mainly M1. Transcriptomic analyses of sorted macrophages, allowed us to validate previous results but also highlighted major differences in the expression of numerous genes implicated in various pathways as tumor growth, invasion and metastasis.Finally, this study highlighted the impact of tumor cells on their surrounding stroma. Indeed, we demonstrate that cancer cells are able to attract a specific panel of stromal cells and activate them in a specific way.


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