Biopsie liquide dans les sarcomes pédiatriques

Liquid Biopsy in Pediatric Sarcoma

• Auteur / Autrice : Samuel Abbou
• Direction : Birgit Geoerger, Brian D. Crompton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Recherche clinique, innovation technologique, santé publique
• Date : Soutenance le 10/06/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunologie anti-tumorale et immunothérapie des cancers (Villejuif, Val-de-Marne)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Françoise Redini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Tirode, Pierre Laurent-Puig, Gudrun Schleiermacher
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Tirode, Pierre Laurent-Puig

Mots clés

Mots clés contrôlés

génétique

Tumeurs

Biopsie liquide

Sarcome

Cancérologie pédiatrique

Cellules tumorales circulantes

ADN tumoral

Mots clés libres

Sarcome

ADN circulant

Biopsie liquide

Cancers pediatriques

Cellules tumorales circulantes

Génomique tumorale

Sarcoma

CtDNA

Liquide biopsy

Pediatric

Circulating tumor cells

Tumor genomic

Résumé

Résumé : Les biopsies liquides ouvrent de nouveaux champs d'applications dans la prise en charge des patients au diagnostic, au cours de leur suivi et également en recherche translationnelle. Ces dernières années, de nombreux efforts ont été consacrés au développement de l'ADN tumoral circulant (ADNct) et des cellules tumorales circulantes (CTC). Il y a malgré tout de nombreux terrains encore en friches dans les cancers de l'enfant, et parmi eux dans les sarcomes pédiatriques.Nous avons souhaité explorer dans ce travail différents aspects des applications cliniques éventuelles et d'utilisation de ces technologies pour la compréhension de la biologie des tumeurs. La première partie de ce projet est une revue de la littérature qui se rapporte à l'application de l'ADNct dans les cancers solides pédiatriques. Nous présentons ensuite un travail de recherche qui vise à utiliser les CTC à visée diagnostique dans les sarcomes à translocation. Cette étude présente une approche permettant d'identifier des fusions pathognomoniques de sarcome à partir de très faibles quantités de tissu fixé, de CTC sur des modèles murins ou chez des patients. La deuxième étude présentée s'intéresse à la détection de l'ADNct au diagnostic de rhabdomyosarcome en utilisant les altérations de nombre de copie de chromosome, les réarrangements chromosomiques et les variants de nucléotide. Nous avons démontré que la détection au diagnostic est faisable et a un impact pronostique fort sur le devenir des patients. La dernière partie de ce manuscrit présente le développement d'un processus de traitement d'échantillons de patient pour détecter et isoler des cellules tumorales circulantes dans le but d'analyser les particularités génomiques de cette population à une résolution cellulaire.Ce travail explore certains aspects de l'utilisation de la biopsie liquide dans les sarcomes pédiatriques, parmi de nombreux autres. Il est crucial dans le développement de ce champ de recherche, de maîtriser les particularités intrinsèques de chaque type tumoral et des technologies disponibles. Nous avons démontré l'utilité d'une telle approche au diagnostic dans deux applications. Cette aire de recherche ouvre de nombreuses possibilités qui appellent à poursuivre les efforts afin d'élargir les applications en recherche et en clinique.

Abstract: Liquid biopsy is an opportunity for improved diagnosis, treatment monitoring and genomic studies in oncology. Substantial effort in recent years has focused on circulating tumor DNA (ctDNA) and circulating tumor cells (CTC). However, pediatric cancer, including sarcomas, are still largely unexplored disease areas in this field.In this work, we sought to explore several aspects of liquid biopsy applied to pediatric sarcomas including their clinical use at diagnosis and as a tool to understand tumor biology. We first present a review of the literature demonstrating the feasibility of applying liquid biopsy to pediatric solid malignancies. Then, we report a methodological study using CTC for diagnostic purposes in translocation driven sarcomas. This approach identified fusions from as little as two unstained slides of FFPE tumor biopsy tissue, from CTC collected from tumor-bearing mice, and from liquid biopsy samples from patients with known fusion-positive cancers. The second study focuses on ctDNA for prognostication at the time of diagnosis in rhabdomyosarcoma by detecting copy number alterations, rearrangements, and single-nucleotide variants. Our study demonstrates that baseline ctDNA detection is feasible and has prognostic value. The last part of this work presents the development of a workflow to isolate single sarcoma cancer cells for sequencing, with an ultimate goal to analyze CTC genomic features at a single-cell resolution.This work explores several clinically and scientifically relevant aspects of liquid biopsy in pediatric sarcoma. We showed that liquid biopsy has utility at diagnosis in two different applications. Further development in this field will require a strong knowledge of tumor-specific biology, the clinical care of patients with these diseases, and the adaption of new technologies. My findings demonstrate the transformative possibilities this research may bring to the care of patients with pediatric sarcomas.