Compréhension du rôle des altérations génétiques dans l'échappement dans la résistance eux traitements et la progression tumorale

par Mathieu Chicard

Projet de thèse en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Olivier Delattre et de Gudrun Schleiermacher.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Cancérologie : biologie - médecine - santé , en partenariat avec Génétique et biologie des cancers (laboratoire) , Génétique et biologie des tumeurs pédiatriques et cancers du sein sporadiques (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-09-2017 .


  • Résumé

    Chaque année, environ 1750 nouveaux cas de cancers en France sont diagnostiqués chez l'enfant dont 65% sont des tumeurs solides. Les types histologiques sont très différents de ceux des cancers de l'adulte et les dernières avancées en oncologie ont amené un taux de survie de plus de 80%. Cependant certaines de ces tumeurs restent très agressives avec un pronostic défavorable nécessitant des traitements intensifs souvent synonyme de séquelles. Parmi ces tumeurs de haut risque (HR) se trouve le Neuroblastome (NB) de haut risque. Le Neuroblastome possède une très grande hétérogénéité clinique et génétique avec peu de marqueurs biologiques récurrents. La maladie peut se caractériser par des progressions très agressives ou des rechutes après une réponse partielle ou totale à des traitements. Dans certains cas, des neuroblastomes métastatiques peuvent être amené à régresser spontanément. Néanmoins les mécanismes sont à l'heure actuelle mal compris mais l'évolution des nouvelles techniques de biologie moléculaire tels que le séquençage haut débit pourrait permettre d'observer de nouvelle signature ou de nouveau marqueur aidant à la compréhension de l'évolution de la maladie. Nous souhaitons approfondir l'étude génétique du neuroblastome, en améliorant la caractérisation génétique notamment par rapport à certains marqueurs encore mal caractérisé dans cette pathologie et en intégrant l'aspect évolution temporale. Des altérations du gène TERT, décrites très récemment dans le NB, semblent être associées à un pronostic défavorable tout comme d'autres facteurs génétiques tels que l'amplification de MYCN. Le gène TElomerase Reverse Transcriptase (TERT) est primordial dans le maintien des télomères et de la stabilité des chromosomes. TERT a un rôle déterminant dans d'autres processus biologiques tels que la prolifération cellulaire. Des altérations du gène TERT, sont observées dans de nombreux cancers soit suite à des mutations du gène ou translocations impliquant le plus souvent son promoteur. Ces altérations sont souvent associées à un pronostic défavorable étant associé à un phénotype de maintien des télomères et prolifération cellulaire en théorie à l'infinie. Les altérations du gène TERT semblent sous évalués dans le NB du à la complexité de sa séquence génétique. Une analyse par séquençage de type « longs read » pourrait permettre de répondre à la complexité de de la structure génomique de TERT caractérisée par de nombreuses régions répétées et une définition de status amènerait à une nouvelle classification et une prédiction de l'évolution des NB. Plusieurs études récentes indiquent que les facteurs génétiques du Neuroblastome peuvent évoluer au fil du temps et de ce fait leur analyse itérative est important. L'étude de l'ADN circulant a récemment démontré la possibilité d'une modélisation de l'évolution clonale grâce à des prises d'échantillons de plasmas successifs durant le traitement des patients. Elle permet notamment la détection de sous clones ayant un impact dans l'évolution de la maladie. De nombreux plasmas provenant de divers projets de recherche sont ainsi collecté dans le cadre de cette étude. L'ADN circulant peut également être utilisé pour la prédiction de l'expression grâce à l'étude des TSS (transcription start site). Des modifications d'expressions dans la tumeur pourraient être ainsi observées simplement avec des plasmas de suivi, évitant les biopsies invasives pouvant contenir des ARN dégradés (Le NB étant une tumeur très nécrosée) en faible quantité inutilisable pour une analyse d'expression tels que le RNA-seq. Selon leur localisation, les NB ont un profil génétique différent ayant un impact sur le pronostic. Une analyse d'expression selon la localisation pourrait permettre de comprendre l'origine et le développement du Neuroblastome. L'ensemble de ces études pourrait permettre de caractériser des signatures ou des marqueurs impactant l'évolution de la maladie. Ces derniers pourront être une utilisés dans une analyse fonctionnelle tels que Crispr/Cas9 et mettre en évidence les mécanismes de la prolifération tumorale. A l'heure actuelle, 20% des cancers pédiatriques ne répondent pas aux traitements classiques et les patients peuvent présenter de lourdes séquelles. Ce projet permettrait à l'avenir de mieux classifier les cancers pédiatriques, de proposer des thérapies plus ciblés, moins toxique en fonction des biomarqueurs détectés et également d'éviter l'échappement de certaines tumeurs.

  • Titre traduit

    Understanding of the role of genetic alterations in escape in resistance treatments and tumor progression


  • Résumé

    Each year, about 1750 new cases of cancer in France are diagnosed in children and 65% of which are solid tumors. The histological types are very different from those of adult cancers and the latest advances in oncology have led to a survival rate of over 80%. However some of these tumors remain very aggressive with an adverse prognosis requiring intensive treatment often synonymous with sequelae. Among these high-risk tumors (HR) is high-risk Neuroblastoma (NB). Neuroblastoma has a very large clinical and genetic heterogeneity with few recurrent biological markers. The disease can be characterized by very aggressive progressions or relapses after a partial or total response to treatments. In some cases, metastatic neuroblastomas may be spontaneously regressed. However, the mechanisms are currently poorly understood but the evolution of new molecular biology techniques such as high throughput sequencing could lead to the observation of a new signature or a new marker helping to understand the evolution of the disease. . We wish to deepen the genetic study of neuroblastoma, by improving the genetic characterization especially with respect to some markers still poorly characterized in this pathology and by integrating the idea of temporal evolution. Alterations of TERT gene, described very recently in NB, appear to be associated with an adverse prognosis as do other genetic factors such as MYCN amplification. The TElomerase Reverse Transcriptase (TERT) gene is essential to maintain telomeres and chromosome stability. TERT has a determining role in other biological processes such as cell proliferation. Alterations of TERT gene, are observed in many cancers either following mutations of the gene or translocations involving most often its promoter. These alterations are often associated with an adverse prognosis being associated with a phenotype of telomere maintenance and cell proliferation. The alterations of the TERT gene seem to be under evaluated in NB due to the complexity of its genetic sequence. A long read sequencing analysis could answer the complexity of the TERT genomic structure characterized by many repeated regions and a definition of status would lead to a new classification and a prediction of NB evolution. Several recent studies indicate that genetic factors of neuroblastoma may evolve over time and therefore their iterative analysis is important. The study of circulating DNA has recently demonstrated the possibility of modeling clonal evolution by taking successive plasma samples during the treatment of patients. It allows in particular the detection of subclones having an impact in the evolution of the disease. Many plasmas from various research projects are collected as part of this study. Circulating DNA can also be used for the prediction of expression through the study of TSS (transcription start site). Expression modifications in the tumor could thus be observed simply with follow-up plasmas, avoiding invasive biopsies that may contain degraded RNAs (NB being a very necrotic tumor) in a small quantity unusable for an expression analysis such as RNA-seq. Depending on their location, NB has a different genetic profile that impacts the prognosis. Expression analysis by localization could help to understand the origin and development of Neuroblastoma. All of these studies could make it possible to characterize signatures or markers impacting the evolution of the disease. These may be used in a functional analysis such as Crispr / Cas9 and highlight the mechanisms of tumor proliferation. At present, 20% of pediatric cancers do not respond to conventional treatments and patients can have serious sequelae. This project would allow in the future to better classify pediatric cancers, to propose more targeted therapies, less toxic depending on the biomarkers detected and also to avoid the escape of certain tumors.