Cellules tumorales circulantes dans le Carcinome à cellules de Merkel : Enrichissement, Détection et Caractérisation

par Magali Boyer

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Catherine Alix-panabieres et de Olivier Dereure.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec LBERC - Laboratoire de Biostatistique, Epidémiologie et Recherche Clinique (laboratoire) et de Laboratoire Cellules Circulantes Rares Humaines - LCCRH (equipe de recherche) depuis le 20-11-2017 .


  • Résumé

    Lors de la formation de tumeurs solides des cellules tumorales circulantes (CTCs) peuvent se décrocher, perdre leur propriétés adhésives et passer dans le compartiment circulant. Certaines d'entres elles peuvent être à l'origine de la formation de métastases à distance. La détection des CTCs se fait par un simple prélèvement sanguin, appelée biopsie liquide, et apporter de nombreuses informations cliniques. Les études de ces CTCs à un niveau de cellule unique ont prouvé une grande hétérogénéité. La morphologie et les caractéristiques moléculaires des CTCs peuvent être indicatrices de l'évolution de la maladie, en effet la détection de certaines cibles thérapeutiques ou mutations permet de faire de la médecine de précision. Ce projet de thèse est consacré à la mise au point et à l'évaluation de l'intérêt de la détection et de la caractérisation phénotypique et moléculaire des CTCs dans le Carcinome à cellule de Merkel (CCM), un cancer agressif où le risque de métastases rapides est élevé. La présence d'un polyomavirus (MCPyV) a été fortement liée aux mécanismes oncogénétiques du CCM. Son génome s'intègre dans celui des cellules tumorales et présente de nombreuses mutations pouvant affecter les fonctions réplicatives du MCPyV. Les mécanismes oncogénétiques de ce Polyomaviridae ne sont pas tous élucidés et son implication dans le développement du CCM doit donc être étudié de manière plus poussée. La détection des CTCs du CCM a commencé au cours du stage de Master2 avec différentes lignées cellulaires cancéreuses dérivées de patients atteints de CCM. La détection de ces lignées a permit la prise en main du DEPArray, technologie de pointe permettant la détection et le tri à la cellule unique. Puis les cellules des lignées cancéreuses ont été détectées et triées depuis des échantillons de sang. A partir des cellules triées, à la cellule unique ou sur des petits groupes de 5 cellules, le MCPyV a pu être recherché. Ces résultats très encourageants nous poussent à vouloir approfondir les études des CTCs du CCM autour de trois axes. 1) Compléter la caractérisation phénotypique basée sur les lignées cellulaires du CCM, afin d'optimiser la méthode de détection pour un vaste panel de CTCs du CCM. Une nouvelle technique, l'EPIDROP, nous permettra de capturer des CTCs fonctionnelles et d'étudier leur métabolisme. 2) Analyser de manière approfondie le comportement du MCPyV dans les tumeurs primaires vs les CTCs vs les métastases, afin de compléter les données physiopathologiques du MPCyV. Rechercher des sites d'intégration récurrents, sa présence dans les cellules de tumeurs primaires vs les CTCs pour nous informer sur l'évolution des cellules. Mais aussi comparer le génotype viral entre ces différentes cellules, et faire le lien avec l'évolution et la sévérité des CCM. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le professeur Vincent Foulongne, du CHU de Montpellier. 3) Etudier de façon clinico-biologique une cohorte de patients atteints de CCM, en comparant les génomes des cellules de tumeur primaire avec celui des CTCs et des métastases. Cette étude nous permettra d'améliorer la connaissance des mécanismes d'évolution du CCM et de corréler les modifications génétiques avec l'agressivité potentielle des CTCs. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le professeur Olivier Dereure, du CHU de Montpellier. Ce projet de recherche nous permettra ainsi d'améliorer notre compréhension des mécanismes du CCM, ainsi que ceux du MCPyV et de son implication dans l'évolution de cette tumeur redoutable.

  • Titre traduit

    Circulating tumor cells in Merkel cell Carcinoma : Enrichment, Detection and Characterization


  • Résumé

    When a solid tumor grows, circulating tumor cells (CTCs) can break away from the tumor site, lose their adhesive properties and go through the circulating system. Some of these CTCs can be at the origin of distant metastases formation. CTCs detection is done with a simple blood test, called liquid biopsy, and gives much clinical information. CTCs studies at a single cell level have proved a high heterogeneity. The morphology and molecular characteristics of CTCs can help to assess the stage of the disease, indeed the detection of some therapeutic targets or mutations can allow to perform precision medicine. This thesis project is focused on the development and evaluation of the benefit of detection and of phenotypic and molecular characterization of CTCs in Merkel cell carcinoma (MCC), an aggressive cancer with a high risk of rapid metastases formation. A polyomavirus (MCPyV) presence was linked to oncogenetic mechanisms of MCC. Its genome integrates the tumor cell's genome and shows many mutations which could affect replicative functions of MCPyV. The oncogenetic mechanisms of this Polyomaviridae are not yet all understood, and their implication in MCC have to be studied further. CTCs detection in MCC started during Master 2 internship with different cancer cell lines derived from MCC patients. Cell line detection allows to work with DEPArray, a high technology allowing the detection and sorting of single cells. Then, cells from cancerous lineages were detected and sorted from blood samples. From those cells that were sorted at a single cell level, or on a small cluster of 5 cells, the MCPyV could be looked for. These results are encouraging us to study further MCC's CTCs detection under 3 axis : 1) Complete the phenotypic characterization based on 3 MCC cell lines, in order to optimize the detection method for the largest panel of MCC's CTCs. A new technology, EPIDROP, will allow to capture functional CTCs and study their metabolism. 2) Deeply analyze the MCPyV behavior in primary tumors vs CTCs vs metastases, in order to complete MPCyV physiopathological data. Look for recurrent integration sites, its presence in primary tumor cells vs CTCs to inform about cell evolution. But also compare viral genome between these different cells, and make a link with MCC evolution and severity. This work will be executed in collaboration with professor Vincent Foulongne of Montpellier hospital. 3) Clinically and biologically study a cohort of MCC patients, by comparing the genome of primary tumor cells with the genome of CTCs and metastases. This study will allow to improve the understanding of MCC evolution mechanisms and to correlate genetic modifications with potential aggressiveness of MCC's CTCs. This work will be conducted in collaboration with professor Olivier Deureur of Montpellier hospital. This research project will allow to improve the understanding of MCC mechanisms, as well as MCPyV's ones and its implication in the evolution of this aggressive tumor.