Les gliomes sont les tumeurs primaires du système nerveux central les plus fréquentes chez l’adulte. La forme la plus sévère est le glioblastome (GBM) dont l’incidence est estimée à 6/100 000. En dépit des progrès réalisés, les récidives sont systématiques et la survie médiane n’excède pas 15 mois. De nombreuses sources indiquent que les femmes non ménopausées ont un risque 2 fois plus faible de développer un gliome que les hommes et que la prise d’œstrogènes augmente la survie. Si le lien est indubitablement établi entre le sexe et l’incidence des tumeurs cérébrales, aucune donnée n'est aujourd'hui disponible sur le rôle des voies de réponses aux œstrogènes, dépendantes du récepteur membranaire GPER. Pourtant, plusieurs études précliniques effectuées sur des rongeurs confirment ce rôle protecteur des œstrogènes ou encore du 2-methoxyestradiol, métabolite naturel du 17?-estradiol produit localement dans le cerveau et ligand de GPER. Cette demande de financement de thèse s'inscrit dans la continuité des travaux initiés en 2020 au CRAN sur l’impact des hormones stéroïdes sur la croissance et la réponse au traitement anti-cancéreux des GBM. Plus précisément, les premiers résultats ont été obtenus au sein du département BioSiS dans le cadre de la thèse d’Alex Hirtz (soutenance 13/12/2022) en étroite collaboration avec le service de neuro-oncologie du CHRU de Nancy, et financés par le Cancéropôle Grand-Est et le CNRS INS2I (Emergence 2020). Nous avons ainsi montré que les GBM pouvaient être catégorisés comme des tumeurs sensibles aux œstrogènes (Hirtz, 2020 ; hal-03045654). Dans une étude pluridisciplinaire portant sur plus de 500 patients atteints de GBM, nous avons identifié, parmi les gènes différentiellement exprimés entre les hommes et les femmes, celui codant GPER. Sa forte expression est corrélée une meilleure survie des patients (Hirtz et al. Cells, 2021 ; hal-03472082 ; Hirtz et al. Cancers, 2022 ; hal-03788895), surtout chez les femmes dont les taux circulants d’œstrogènes sont plus élevés. Ceci suggère que non seulement le niveau d’expression mais aussi la fonctionnalité des voies oestrogéniques dépendantes de GPER pourraient contribuer à une meilleure survie des patient(e)s. Objectifs Dans ce contexte, l’objectif principal de la thèse sera de caractériser et de modéliser, in vitro et in vivo, l’impact du niveau d’expression mais aussi de la signalisation dépendante de GPER sur la croissance et le caractère infiltrant des GBM en fonction de l'environnement hormonal physiologique. Dans un objectif translationnel à long terme, nous espérons, par une approche pluridisciplinaire menée avec l’IECL, identifier et expliquer les mécanismes clés qui sous-tendent les effets anti cancéreux de la modulation de GPER, et ainsi proposer une nouvelle méthode thérapeutique pour les GBM. Positionnement Si quelques laboratoires, notamment celui de Sareddy aux USA s’intéressent au rôle du récepteur aux œstrogènes ER?, notre équipe est pour l’instant la seule à explorer l’impact de la signalisation dépendante de GPER dans les GBM humains. Ce travail, en lien avec le CHRU de Nancy et l'IECL s’inscrit dans les objectifs du département BioSiS, au sein duquel l’étude des GBM est un axe fort. Il répond également aux objectifs des axes 3 et 4 de la stratégie décennale de lutte contre les cancers de l’INCa 2021-2030 et du Plan Innovation Santé Numérique 2030. Méthodologie In vitro, nous caractériserons le niveau d’expression de GPER en fonction de sa localisation dans la masse tumorale et identifierons sa signature moléculaire en comparant le transcriptome de cellules de GBM exprimant GPER à différents niveaux et exposées ou non au G-1, l'agoniste spécifique de ce récepteur. Le/la doctorant(e) récoltera pour cela des données moléculaires et cellulaires multimodales à partir des cultures cellulaires 2D/3D et d’échantillons de patients collectés au CHRU de Nancy. En lien avec des collègues mathématiciens de l’IECL, nous visons un triple objectif par modélisation des données expérimentales obtenues ou disponibles dans des bases publiques de patients : (i) développer des techniques d'analyse de survie basées sur l'analyse de données multimodales (transcriptomes/images), (ii) compléter notre analyse par une compréhension des mécanismes clés qui sous-tendent les effets anti cancéreux de la modulation de GPER. On s'attachera notamment à décrire le graphe causal permettant de relier les différentes variables explicatives intervenant dans la survie des patient(e)s; (iii) compléter ce graphe causal en proposant une méthode d'inférence des effets des modulateurs de l'activité de GPER sur la survie des patient(e)s. L’ensemble de ces données permettra de décrypter, à différentes échelles, les mécanismes impliqués dans le rôle protecteur de GPER vis-à-vis de la gliomagenèse. Cette partie du projet est soutenue par un financement de la Ligue Contre le Cancer (2023). Du point de vue fondamental, ce projet innovant contribuera à comprendre les processus responsables des différences d’incidence des GBM et de survie entre les hommes et les femmes.

Le glioblastome (GB), tumeur cérébrale primitive maligne la plus fréquente et la plus agressive chez l’adulte, est un gliome diffus IDH-WT de grade 4 associé à une survie médiane d’environ 15 mois. Malgré une résection chirurgicale maximale lorsqu’elle est réalisable, suivie du protocole de Stupp associant radiothérapie et témozolomide concomitant puis adjuvant, la récidive reste quasi systématique. Celle-ci survient majoritairement dans un rayon de deux à trois centimètres autour de la cavité d’exérèse, en lien avec la persistance de cellules tumorales résiduelles et infiltrantes dans le tissu cérébral péricavitaire. Ce profil de récidive souligne l’intérêt du développement de stratégies thérapeutiques locales. Dans ce contexte, une radiothérapie interne reposant sur l’implantation intracavitaire d’un hydrogel de chitosane fonctionnalisé par le DOTAGA et radiomarqué à l’yttrium-90 (chitosane@DOTAGA-90Y) a été développée pour délivrer une irradiation ?- localisée aux tissus péricavitaires avant l’initiation de la radiochimiothérapie. In vitro, l’exposition des cellules tumorales F98 au chitosane@DOTAGA-90Y a induit un stress oxydant et une réponse aux dommages de l’ADN, avec une augmentation des foyers ?-H2AX et de l’accumulation de l’ADN double brin cytosolique. Ces altérations se sont accompagnées d’une augmentation de la fraction sub-G1, de l’apoptose tardive et de l’apparition d’un phénotype associé à la sénescence. Sur le plan fonctionnel, l’irradiation a entraîné une diminution dose-dépendante de la survie clonogénique ainsi qu’une tendance à la réduction des capacités migratoires des cellules F98. In vivo, l’implantation intracavitaire de l’hydrogel de chitosane@DOTAGA-90Y après résection tumorale dans un modèle orthotopique de GB F98 chez le rat a significativement prolongé la survie par rapport à la résection seule et à l’administration de l’hydrogel non radiomarqué. Le suivi longitudinal par TEP à la 18F-DOPA a mis en évidence une évolution plus favorable de l’aire positive au radiotraceur chez les animaux traités. Deux des sept animaux traités ont présenté un contrôle tumoral prolongé, sans récidive détectable à l’IRM à J90 ni tissu tumoral identifié sur les coupes cérébrales au point final expérimental à J177. Ces résultats apportent une première preuve de concept préclinique de l’intérêt d’une irradiation ?- intracavitaire par l’hydrogel de chitosane@DOTAGA-90Y pour renforcer le contrôle tumoral local après résection du GB. Cette stratégie pourrait constituer une approche adjuvante locale, destinée à cibler précocement les cellules tumorales résiduelles avant l’initiation de la radiochimiothérapie standard.

L'incidence de la lithiase urinaire (formation de calculs rénaux) est en constante augmentation dans de nombreux pays développés. Environ 10 % de la population de ces pays souffre d'un épisode de calculs au moins une fois dans sa vie et plusieurs études ont démontré que le taux de récurrence des calculs est de 40 % dans les 5 ans. Cela représente un problème majeur pour les systèmes de santé nationaux et une grande attention a donc été portée à l'étude et à l'identification des causes profondes de la formation de calculs afin d'atténuer la récurrence élevée de cette maladie. En outre, la présence de calculs urinaires spécifiques est un indicateur fort de certaines perturbations métaboliques dont souffre le patient, et par conséquent, l'identification des types de calculs rénaux est cruciale pour éviter les rechutes par des traitements personnalisés (adaptation du régime alimentaire, chirurgie, etc.) est considérée comme de la plus haute importance par de nombreux praticiens. À cette fin, plusieurs lignes directrices pour la reconnaissance visuelle de certains des types les plus courants de calculs rénaux ont été proposées ces dernières années pour être appliquées dans la pratique clinique. Malgré l'importance d'un diagnostic précoce et précis de l'urolithiase, les pratiques médicales et cliniques actuelles s'appuient fortement sur l'expertise des cliniciens qui emploient des procédures longues et très subjectives ou qui nécessitent une formation intensive pour classer correctement les calculs urinaires. Le premier facteur est particulièrement contraignant, car les calculs rénaux doivent être retirés du patient et analysés en laboratoire. Ce processus implique souvent la pulvérisation du calcul, ce qui entraîne une perte d'informations importantes pour une évaluation correcte des affections du patient. Cependant, il a été récemment reconnu que les méthodes de classification morphologique per-opératoire de ces calculs rénaux, utilisant la vidéo endoscopique, en tandem avec l'analyse d'image et les techniques d'intelligence artificielle, ont un grand potentiel pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. En effet, des informations importantes sur l'aspect visuel (par exemple, la morphologie, les couleurs et les textures) de la surface et de la section transversale des calculs rénaux sont disponibles pour chaque classe des images acquises pendant les interventions urétéroscopiques. Nous pensons que les méthodes de classification morphologique per-opératoire de ces calculs rénaux, utilisant la vidéo endoscopique, en tandem avec l'analyse d'image et les techniques d'intelligence artificielle, ont un grand potentiel pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus. En effet, des informations importantes sur l'aspect visuel (par exemple, la morphologie, les couleurs et les textures) de la surface et de la section transversale des calculs rénaux sont disponibles pour chaque classe des images acquises pendant les interventions urétéroscopiques. Ainsi, plusieurs cliniciens ont depuis longtemps étudié et promu la caractérisation des calculs rénaux à l'aide de ces méthodes, mais la précision humaine reste faible et représente donc une opportunité pour les systèmes de diagnostic assistés par ordinateur.