FONDATION POUR LA RECHERCHE NUOVO-SOLDATI
BOURSES de RECHERCHE en CANCÉROLOGIE

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Lauréats 2012 - 2013

Isabelle Tromme
Nicolò Riggi
Angela Di Giannatale
Krisztian Homicsko
Jean-Sebastien Frenel
François-Clément Bidard

Isabelle Tromme

Titre du projet: Evaluation des méthodes de dépistage du mélanome: dermoscopie et dermoscopie digitalisée.

Lieu du projet: Services de dermatologie et d’épidémiologie,
Université Catholique de Louvain,
Bruxelles, Belgique.

Résumé du projet de recherche: Le mélanome est une des premières causes de décès par cancer chez les jeunes adultes d’origine caucasienne. Les traitements de la maladie métastatique n’étant pas (ou peu) efficaces, le défi à relever est celui du dépistage précoce qui permet, par une simple chirurgie, de sauver le patient dans la grande majorité des cas. La dermoscopie permet d’observer les structures de l’épiderme et du derme superficiel afin d’améliorer les performances diagnostiques de façon significative par rapport à l’examen à l’œil nu, pour autant que l’examinateur soit bien formé à la technique. La dermoscopie digitalisée permet quant à elle d’enregistrer les images et de les comparer dans le temps. La première année a été consacrée à une étude précisant l’apport de la dermoscopie et de la dermoscopie digitalisée en termes de quantités de mélanomes détectés très précocement et d’économies d’excisions inutiles. Sur base de ces résultats, la deuxième année est principalement consacrée à l’évaluation des coûts et fardeaux du mélanome en Belgique, avec ou sans dermoscopie. Les coûts comprennent les coûts directs mais aussi indirects, pour le patient et la société. Les fardeaux sont calculés par la formule du DALY (Disability Adjusted Life Years) qui tient compte des années de vie perdues et des années de vie avec handicap.

Nicolò Riggi

Titre du projet: Le rôle des microRNA dans les cellules carcinomateuses souches du sarcome de Ewing.

Lieu du projet:Groupe de recherche Prof. Andrew E. Rosenberg
Pathology Department at Harvard Medical School
Massachussets General Hospital (MGH)
55 Fruit Street
Boston, MA 02114
USA

Résumé du projet de recherche: Le sarcome d'Ewing (ESFT) représente la deuxième tumeur maligne solide de l’os et des tissus mous la plus fréquente chez les enfants et les jeunes adultes et se caractérise par la présence de translocations chromosomiques spécifiques supposées contribuer de manière décisive à son processus de développement. Le gène de fusion le plus commun, EWS-FLI-1, est exprimé dans 85% à 90% de ces tumeurs et est actuellement considéré comme l’événement génétique initiateur de leur développement, à travers l’induction et la répression de ses gènes cibles qui conduisent à la transformation de cellules mésenchymateuses souches (MSCs) primaires permissives, ces dernières étant actuellement considérées comme la cellule d’origine la plus probable de ces tumeurs.

Récemment, nous avons identifié les cellules carcinomateuses souches (CSC) des ESFT et démontré que ces dernières expriment à leur surface le marqueur CD133/Prominin-1 et représentent la population tumorigénique de ces tumeurs. Successivement nous avons pu démontrer que les MSC exprimant EWS-FLI-1 cultivées dans des conditions adéquates ont la capacité de générer une sous-population cellulaire qui possède toutes les caractéristiques in vitro des CSC primaires. L’apparition de ce phénotype dérive de l’effet combiné exercé par EWS-FLI-1 sur l’expression de ses gènes cibles, parmi lesquels nous avons identifié la répression de l’activité transcriptionnelle du promoteur du microRNA-145 (miRNA145).

Les microRNAs (miRNAs) constituent une classe de petits RNA non-codant qui ont la capacité de réprimer l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel via leur liaison sur des séquences nucléotidiques complémentaires présentes au niveau du RNA messager (mRNA) du gène cible. De cette manière un miRNA donné est supposé pouvoir réguler l’expression de centaines de transcrits différents, et, inversement, l’expression d’un mRNA donné peut être simultanément ciblée par des multiples miRNAs différents. Pour cette raison il n’est pas étonnant de constater que les miRNAs ont été impliqués dans la régulation d’une grande variété de processus biologiques différent, et que la perte de leur régulation précise a été fortement associée à des multiples pathologies, et notamment le cancer.

En s’appuyant sur notre récente découverte démontrant l’implication directe du miRNA145 lors de la génération des CSC dans le sarcome d’Ewing, nous planifions d’investiguer ultérieurement les mécanismes grâce auxquels l’expression de EWS-FLI-1 ainsi que le déréglage des miRNAs peuvent conduire au développement du sarcome de Ewing. Afin d’atteindre cet objectif, dans un premier groupe d’expériences nous voulons comparer le profil d’expression des miRNAs entre trois populations de cellules tumorales CD133 positives (CSC) et négatives (non-CSC) isolées directement à partir de tumeurs primaires fraîches. Dans un deuxième temps nous planifions d’utiliser la nouvelle technique du ChIP-seq. (Immunoprecipitation de Chromatine suivie par séquençage a haut débit) afin de déterminer l’etat épigénétique des CSC primaires ainsi que les sites de liaison à l’ADN de EWS-FLI-1, ce qui pourrait permettre d’eclarcir les mécanismes intrinsèques à la modulation directe des miRNAs par la protéine de fusion.

Ces deux approches devraient nous permettre d’identifier un groupe de miRNA dont le déréglage dans le sarcome d’Ewing constituerait un des mécanismes oncogéniques clé dans sa pathogenèse ainsi que dans la génération de ses CSC. Chaque miRNA d’intérêt dont le profil d’expression se révèle différent sera par la suite analysé fonctionnellement de manière individuelle dans les lignées cellulaires de ESFT et dans les cultures primaires de CSC afin d’évaluer l’impact biologique de sa modulation au niveau du comportement biologique des cellules in vitro ainsi que leur potentiel tumorigénique et leurs propriétés de CSC in vivo.

Cette étude devrait fournir une vue d’ensemble globale sur l’implication des miRNAs dans la genèse des CSC du sarcome d’Ewing ainsi que lors des différentes étapes de son développement. En plus, la capacité d’un seul miRNA de moduler l’expression de dizaines de gènes impliqués dans des voies moléculaires et des processus biologiques différents suggère que les miRNAs pourraient constituer des éléments cruciaux dans la génétique du cancer, les rendant une nouvelle classe d’agents thérapeutiques anticancéreux très prometteuse pour le futur.

Angela Di Giannatale, MD

Titre du projet: Caractérisation et Analyse Fonctionnelle des Exosomes dérivées des cancers pédiatriques dans la progression tumorale

Lieu du projet: Département d’Oncologie Pédiatrique,
Institut Gustave Roussy,
Villejuif
France

Résumé du projet de recherche: Les facteurs de dérivation tumorale induisent la formation de «niches pré-métastatiques» favorisant la colonisation des cellules tumorales. Le mécanisme e par lequel une tumeur solide exerce telles influences systémiques est inconnu. Les exosomes sont des potentiels candidats pour tels échanges. Ils sont de vésicules membranaires qui contiennent RNA et protéines, sécrétés en abondance par les cellules tumorales. Ils stimulent l’angiogenèse, activent les fibroblastes, ont une fonction immunomodulatrice qui favorise la progression tumorale. Notre hypothèse est que les profils protéomiques des exosomes isolés à partir du plasma de enfants avec un cancer pourraient fournir des informations diagnostiques prédictives du potentiel métastatique. Ce travail vise à étudier les profils biologique et clinique des exosomes de tumeurs pédiatriques. Isoler et caractériser les exosomes à partir du plasma de tumeurs pédiatriques et de contrôle saines; effectuer une analyse protéomique afin d’étudier les modifications du contenu des exosomes selon le sous-type et le stade tumorale; déterminer comment ce contenu protéique, cultivées en 3D, change avec la progression; développer des co-cultures pour tester la captation de ces exosomes par les cellules du microenvironnement tumoral et déterminer ses conséquences fonctionnelles; examiner si ces exosomes circulants facilitent la formation des niches métastatiques et/ou perturbent les niches préexistantes dans la moelle osseuse ; développer des modèles de co-culture 3D pour simuler la complexité du microenvironnement de la moelle osseuse et évaluer comment les exosomes pourraient perturber son équilibre ; cibler Itgb1, fibronectine ou d'autres cibles suspectes sur/dans les exosomes afin d'inhiber leurs actions. Toutes les molécules qui jouent un rôle direct ou indirect dans la captation des exosomes représenteraient une cible intéressant pour développer des thérapies qui bloquent les effets pro-métastatiques des exosomes tumorales.

Dr Krisztian Homicsko, MD-PhD

Titre du projet: Evaluation de l’angiogenèse de mélanome dans une souris génétiquement modifie pendant le développement de tumeur et en réponse aux inhibiteurs d’angiogenèse et à l’inhibiteur de B-Raf muté

Lieu du stage: Centre Pluridisciplinaire d’Oncologie, CHUV, Lausanne Suisse
The Hanahan Laboratory, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL, Lausanne, Suisse

Résumé du projet de recherche: Le mélanome est une maladie difficilement traitable pour laquelle les moyens de soins ont une efficacité transitoire, ce qui conduit à une progression agressive et souvent mortelle. Même le récemment approuvé inhibiteur de B-Raf muté (vemurafenib, Zelboraf ©), qui produit chez certains patients des réponses initiales dramatiques et donc est devenu la norme de soins pour les patients atteints d’un mélanome avancé avec une protéine B-Raf muté, généralement échoue avec une récurrence de la maladie au bout de quelques mois.
L'angiogenèse est une caractéristique précoce de la progression du mélanome à la transition de la phase horizontale à la phase de croissance verticale. L'angiogenèse est également très important dans les stades métastatique, mais le ciblage d’angiogenèse, soit par les petites moléculaires inhibitrices de tyrosine kinase ou par des anticorps monoclonaux ont échoué à montrer un bénéfice clinique. Cette discordance apparente n'est pas bien comprise. Un certain nombre de modèles de souris génétiquement modifiées (GEMM) de mélanome ont été développés, et le laboratoire de Prof Hanahan étudie un modèle, appelé iBIP, qui se développe des mélanomes synchrones et qui est très utiles pour les essais précliniques (L. Kwong, et L. Chin , non publié).
Ce projet va essayer de répondre à trois questions important dans l'angiogenèse du mélanome. Tout d'abord, le phénotype de l'angiogenèse de mélanome dans le modèle de souris iPIB sera étudié. Deuxièmement, l'angiogenèse en réponse aux traitements anti-angiogéniques et à l’inhibition de B-Raf seront évaluées. Enfin, pour améliorer le contrôle du mélanome, les combinaisons de l’ inhibition de B-Raf muté avec une thérapie anti-angiogénique et/ou avec une version modifiée de la chimiothérapie métronomique (chemo-switch) seront étudiées.

Dr Jean-Sebastien Frenel

Titre du projet: Evaluation de l’ADN circulant comme biomarqueur multi-usage pour des patients atteints de cancer et traits par inhibiteur de la PI3K.

Lieu du stage: Drug Development Unit,
The Institute of Cancer Research and The Royal Marsden Hospital,
Sutton, UK,

Résumé du projet de recherche: La détection d’ADN libre circulant (ADNc) est un phénomène biologique fréquent dans de nombreux types de cancers, décrits depuis 1947. Cet ADNc dérive de la tumeur initiale, sa concentration est plus élevée que chez le volontaire sain, et il présente des caractéristiques génétiques similaires à la tumeur primitive. Sa détection simple et répétées lors d’un bilan sanguin du patient pourrait permettre une analyse en temps réelle des altérations génetiques et épigénétiques de la tumeur apparaissant au cours de la progression tumorale et de l’apparition des résistances aux traitements dans le but de proposer au patient un traitement personnalisé.
La voie PI3 kinase (PI3K) représente une cible thérapeutique majeure dans plusieurs types de cancers. Cette voie et activée par différents mécanismes incluant des mutations somatiques ou des amplifications des gènes codant pour les éléments clés de cette voie. De multiples traitements ciblant cette voie sont en cours de développement.
Le but de ce projet est d’évaluer l’intérêt de l’analyse de l’ADNc comme biomarqueur multi usage chez les patients traités par inhibiteurs de la PI3K.
Nous formulons l’hypothèse que l’analyse du profil ADN circulant de ces patients peut permettre A) de détecter les mutations/amplification de la PI3K, les délétions des gènes suppresseurs qui activent cette voie par comparaison avec la tumeur initiale B) de monitorer la réponse au traitement C) d’identifier des modifications génomiques tumorales associées à l’apparition d’une résistance au traitement.

François-Clément Bidard

Titre du projet: Protéomique et cancer application aux cellules tumorales circulantes

Lieu du stage: ChELSI Institute (Chemical Engineering at the Life Science Interface)
University of Sheffield, UK

Résumé du projet de recherche: Les cellules tumorales circulantes (CTC) peuvent être isolées et décomptées par différentes techniques à partir du sang de patients atteints de cancers localisés ou métastatiques. Leur décompte numérique est devenu un facteur pronostique important au cours des dernières années dans de multiples types de cancers. Au-delà de ce simple compte numérique, la caractérisation moléculaire des CTC pourrait permettre de mieux connaître la biologie de ces cellules et du processus métastatique, ainsi que d’envisager de nouvelles cibles thérapeutiques. Le projet porte sur la caractérisation des protéines membranaires de surface des cellules tumorales, par une approche protéomique dite « bottom-up » reposant sur l’analyse par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) des séquences peptidiques présentes à la surface des cellules. La quantification relative, permettant des comparaisons inter-échantillons (8-plex), pourra être testée par marquage isobarique (iTRAQ).