par Fumagalli, Debora 
Président du jury Vassart, Gilbert
Promoteur Sotiriou, Christos
Publication Non publié, 2016-05-19
Président du jury Vassart, Gilbert
Promoteur Sotiriou, Christos
Publication Non publié, 2016-05-19
Thèse de doctorat
| Résumé : | Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme et représente la principale cause de mortalité liée au cancer. Le décés est habituellement causé par le développement de résistance aux traitements et la propagation métastatique de la maladie. Malgré la pertinence clinique, la complexité moléculaire de la maladie et sa dynamique restent à ce jour peu connues.Depuis longtemps, l’hétérogénéité du cancer du sein a été observée au niveau histologique et du profil évolutif clinique, et ces différences ont servi de base pour la classification de la maladie. Avec le développement des technologies à haut débit, telles que les puces à damier (microarrays) et le séquençage à haut débit, cette classification a été affinée et une complexité génétique jusqu'alors inconnue a été révélée.Des études utilisant ces techniques ont montré que des différences moléculaires existent non seulement entre les différentes patientes atteintes d’un cancer du sein (hétérogénéité inter-tumorale), mais aussi chez la même patiente (hétérogénéité intra-tumorale). En outre, l'hétérogénéité intra-tumorale peut exister non seulement entre les différentes parties d'une tumeur (hétérogénéité intra-tumorale spatiale) mais elle peut aussi résulter de l’évolution moléculaire d'une tumeur au cours du temps (hétérogénéité intra-tumorale temporelle). Cette complexité pourrait avoir un impact important sur la façon dont les patientes atteintes d’un cancer du sein sont prises en charge et traitées.La recherche que j’ai menée dans le Breast Cancer Translational Research Laboratory sous la direction du Professeur Christos Sotiriou avait deux objectifs principaux. Le premier était de déterminer l'ampleur et les implications cliniques de l'hétérogénéité intra-tumorale dans deux scénarios cliniques courants, à savoir: les cancers du sein multifocaux (MFBCs) et les cancers du sein métastatiques ER positif / HER2 négatif. Le deuxième était d'étudier l'impact de l'édition de l'ARN dans la détermination de l'hétérogénéité inter-tumorale, phénomène encore peu caractérisé. Notre recherche a notamment montré que:1) Les lésions de tous les MFBCs que l’on a étudiés partagent une origine commune. Malgré cela, et malgré des caractéristiques pathologiques similaires, chez un tiers des patientes, les lésions multifocales d’une même patiente ne partageaient aucune substitution et aucune insertion/déletion. De plus, l’hétérogénéité inter-lésion a été observée pour des mutations oncogéniques dans des gènes tels que PIK3CA, TP53, GATA3 et PTEN;2) En se concentrant sur un nombre défini de gènes associés au cancer, une concordance substantielle des mutations et du nombre de copies des gènes a été observée entre les lésions primaires et métastatiques appariées de cancers du sein ER positif / HER2 négatif. Des différences entre les lésions appariées ont cependant été trouvées pour les niveaux d’expression de certains gènes. Dans les lésions primaires, seuls les niveaux d’expression de quelques gènes et un niveau élevé d'amplification de FGFR1 ont été associés à la survie;3) L'édition de l’ARN est une source généralisée de variation du transcriptome dans le cancer du sein. Dans ce cancer, et potentiellement dans tous les cancers, l'édition de l’ARN est principalement contrôlée par deux facteurs, à savoir l'amplification de 1q et l'inflammation, qui sont toutes deux très répandues parmi les cancers humains. La magnitude de l'édition de l’ARN, en combinaison avec la conservation des sites d'édition détectés dans les tissus et les patientes, suggère qu'il pourrait y avoir des implications cliniques et thérapeutiques pour un large éventail de patientes atteintes d’un cancer.Nos résultats suggèrent qu'une caractérisation moléculaire approfondie des cancers du sein multifocaux et métastatiques est importante pour apprécier leur complexité, et que dans la recherche sur le cancer du sein, plus d’importance devrait être accordée à l'édition de l'ARN, un phénomène encore peu étudié qui pourrait influencer notre connaissance sur le développement et l'évolution de la maladie. |
| Breast cancer still represents the most frequently diagnosed cancer and the leading cause of cancer-related mortality in women. Death is usually caused by the development of resistance to treatments and the resulting metastatic spread of the disease. Despite the clinical relevance, little is known about the molecular complexity of the disease and its dynamics.Breast tumor heterogeneity has been observed at the level of the histology and the natural history of the disease for a long time, and these differences have served as the basis for disease classification. With the advent of high-throughput technologies, such as gene expression microarrays and massively parallel sequencing, this classification has been refined and a previously unknown genetic complexity has been revealed. Studies implementing these technologies have shown that molecular dif¬ferences exist not only between different breast cancer patients (inter-tumor heterogeneity), but also within the same patient (intra-tumor heterogeneity). Furthermore, intra-tumor heterogeneity could occur either between different regions of a tumor (spatial intra-tumor heterogeneity), or as the result of the molecular evolu¬tion of a tumor over time (temporal intra-tumor heterogeneity). This complexity might have a profound impact on the way breast cancer patients are managed and treated. The research work that I carried out in the Breast Cancer Translational Research Laboratory under the direction of Prof Christos Sotiriou had two main aims. The first was to determine the extent and the clinical implications of intra-tumor heterogeneity in two common clinical scenarios, namely: multifocal breast cancers (MFBCs) and metastatic ER positive/HER2 negative breast cancers. The second was to investigate the potential impact of yet poorly characterized phenomenon, such as RNA editing, in determining inter-tumor heterogeneity. For this purpose, I have conducted three main projects, which resulted in three manuscripts.We showed that:1) The lesions of all the investigated MFBCs shared a common origin. Despite this, and despite having similar pathological features, in up to a third of the patients the lesions of the same MFBC didn’t share any substitution/indels, and inter-lesion heterogeneity was observed for oncogenic mutation(s) in genes such as PIK3CA, TP53, GATA3, and PTEN; 2) When focusing on a defined number of cancer-associated genes, a substantial concordance for mutations and copy number aberrations could be found between primary and matched metastatic lesions of ER positive/HER2 negative breast cancers. Differences between matched pairs could however be found for the level of expressions of few genes. In primary lesions, only the expression levels of few genes and high FGFR1 amplification levels were associated with OS;3) A-to-I RNA editing is a pervasive source of transcriptome variation in breast cancer. In breast and potentially all cancers, A-to-I editing is mainly controlled by two factors, namely 1q amplification and inflammation, both of which are highly prevalent among human cancers. The wide-spread editing observed, in combination with the conservation of editing sites detected across tissues and patients, suggests that there might be clinical and therapeutic implications for a wide range of cancer patients.Our results suggest both that a thorough molecular characterization of multifocal and metastatic breast cancers is important to appreciate their genomic complexity, and that in breast cancer research more relevance should be given to RNA editing, a yet poorly investigated phenomenon that has the potential to impact the development and the evolution of the disease. |
