Étude de nouvelles signalisations micro-environnementales impliquées dans la tumorigénèse neuroblastique

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Étude de nouvelles signalisations

micro-environnementales impliquées dans la tumorigénèse neuroblastique

Lorette Bertin

To cite this version:

Lorette Bertin. Étude de nouvelles signalisations micro-environnementales impliquées dans la tu- morigénèse neuroblastique. Cancer. Université de Lyon, 2017. Français. �NNT : 2017LYSE1185�.

�tel-03270793�

N°d’ordre NNT : xxx

THESE de DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LYON

opérée au sein de

l’Université Claude Bernard Lyon 1 Ecole DoctoraleN° 340

(Biologie Moléculaire, Intégrative et Cellulaire) Spécialité de doctorat:

Discipline ^:

Soutenue publiquement le 29/09/2017, par :

Lorette Bertin

Etude de nouvelles signalisations micro-environnementales impliquées dans la tumorigénèse neuroblastique

Devant le jury composé de :

Jean-Louis Bessereau, PU-PH, Université Claude Bernard Lyon1 Président Jean-Loup Duband, DR/INSERM, Université Paris-Est Rapporteur Chantal Thibert, CR1/CNRS, Université Grenoble-Alpes Rapporteure Stéphane Ansieau, DR2/CNRS, Université Claude Bernard Lyon1 Examinateur Sophie Creuzet, CR1/CNRS, Université Paris-Saclay Examinatrice Valérie Castellani DR2/CNRS, Université Claude Bernard Lyon1 Directrice de thèse

UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON 1

Président de l’Université

Président du Conseil Académique

Vice-président du Conseil d’Administration

Vice-président du Conseil Formation et Vie Universitaire Vice-président de la Commission Recherche

Directrice Générale des Services

M. le Professeur Frédéric FLEURY M. le Professeur Hamda BEN HADID M. le Professeur Didier REVEL M. le Professeur Philippe CHEVALIER M. Fabrice VALLÉE

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COMPOSANTES SANTE

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COMPOSANTES ET DEPARTEMENTS DE SCIENCES ET TECHNOLOGIE

Faculté des Sciences et Technologies Département Biologie

Département Chimie Biochimie Département GEP

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UFR Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives Observatoire des Sciences de l’Univers de Lyon

Polytech Lyon

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Directeur : M. B. GUIDERDONI Directeur : M. le Professeur E.PERRIN Directeur : M. G. PIGNAULT

Directeur : M. le Professeur C. VITON

Directeur : M. le Professeur A. MOUGNIOTTE Directeur : M. N. LEBOISNE

….………….Merci………..

Je souhaite tout d’abord remercier les membres du jury, Chantal Thibert, Jean-Loup Duband, Jean-Louis Bessereau, Stéphane Ansieau et Sophie Creuzet, d’avoir accepté d’évaluer mon travail de thèse.

Ce doctorat a été pour moi une grande aventure, scientifique et humaine, grâce à toutes les personnes que j’ai croisées sur ma route.

Je remercie chaleureusement les membres de mon comité de suivi de thèse, Sophie Creuzet et Stéphane Ansieau, pour leur enthousiasme et leurs conseils avisés. Je suis ravie que vous participiez à la fin de cette aventure.

Un grand merci à Valérie, qui a accepté de m’accueillir dans son équipe pour mon stage de master, et m’a fait confiance pour mener à bien mon doctorat, et merci à Céline de m’avoir encadré durant ces 4 années pleines de rebondissements !

Merci aux enfants : Hugo, Sarah et Tibo, pour votre humour décalé, votre culture geek, et toutes ces discussions sensées ou insensées, qui ont souvent transformé les moments passés avec vous en moments de franche rigolade ! Merci aussi pour votre soutien et vos encouragements qui m’ont été précieux au cours de ces derniers mois.

A Aurora, ma coupine d’aventure, merci pour toutes ces années. Merci pour ta bonne humeur quotidienne, tes traductions approximatives, tes danses endiablées et ta joie de vivre.

Merci de m’avoir épaulé dans les bons et les mauvais moments, d’avoir su me raisonner et surtout me montrer que l’équilibre est la clé du bonheur. Nous sommes arrivées ensemble au laboratoire il y a 4 ans, et en toi j’ai trouvé une amie chère. Je ne te remercierai jamais assez pour tout ce que tu as fait et tout ce que tu m’as apporté.

A Karine K, Muriel et Ed, merci pour tout ce que vous m’avez appris, pour ces discussions scientifiques sérieuses, mais aussi (surtout) pour celles qui l’étaient beaucoup moins ! Merci d‘avoir partagé mes moments de fol enthousiasme et mes moments de doute, de m’avoir soutenu au cours de ma thèse, mais aussi dans mes projets personnels, et d’avoir toujours cru en moi. Vous m’avez soutenu jusqu’au bout et j’en suis aussi là grâce à vous.

Merci à Leïla de m’avoir accompagné à la découverte du monde merveilleux du poulet ! Merci pour tes conseils au quotidien, toujours accompagnés de rire et de d’optimisme, durant tout le temps que nous avons partagé dans l’équipe ; mais aussi pour ton aide depuis la Belgique, dans ce moment stressant qu’est la rédaction. Merci à Katrin, Anne-Gaëlle, Julien, Fred, Karine T, Servane, et Loraine pour tous ces bons moments partagés, et pour tout ce que j’ai appris avec vous durant ces 4 années.

Mais cette aventure a commencé avant la thèse, et je voudrais aussi remercier tous ceux qui me soutiennent depuis le tout début. Merci à toute ma famille, mon père, ma mère, mon frère (le Babe) qui vit ses propres aventures, mes oncles Pascal et Fred, ma marraine Carole, ma grand- mère et mon grand-père qui, même s’il n’est plus là pour voir l’aboutissement de mon travail, a toujours été mon supporter #1 ! Et comme la famille se crée avec les gens qu’on aime, merci à tous qui partagent ma vie depuis toujours, Boulette et Thomas, pour ne citer qu’eux, et ceux qu’on appelle affectueusement « les copains de Jarnosse ». Merci aux copains de master qui m’ont recueilli à mon arrivée à Lyon et m’ont encouragé. Enfin et surtout, je remercie Gaëtan, qui partage ma vie depuis plus de 10 ans. Sans toi rien de tout ça n’aurait été possible, tu m’as toujours poussé à réaliser mes rêves et à aller toujours plus loin. Merci pour tout ça, et pour tellement plus.

J’ai beaucoup appris auprès de vous durant ces 4 années, et sans vous l’aventure n’aurait sans doute pas été si belle et si folle. Un grand merci à tous !

R ^ESUME F ^RANÇAIS

Le neuroblastome est un cancer pédiatrique du système nerveux sympathique. Les tumeurs primaires se développent au niveau de la glande médullo-surrénale et le long de la chaine sympathique. Comme de nombreux cancers pédiatriques, le neuroblastome présente une origine cellulaire embryonnaire : la crête neurale sympatho-adrénale, qui participe au développement du système nerveux sympathique et de la glande médullo-surrénale. Peu de mutations ont été détectées dans les neuroblastomes laissant présager d’une étiologie distincte de celles des cancers de l’adulte. L’hypothèse d’un rôle majeur du microenvironnement, immature et en phase de développement, où émergent ces tumeurs prend ainsi tout son sens. Cependant, l’étude de l’impact d’un tel environnement sur le développement des cancers pédiatriques restait un défi, principalement faute de modèle biologique adapté. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à l’impact du microenvironnement embryonnaire sur le développement des tumeurs neuroblastiques. Nous avons mis au point un nouveau modèle d’étude du neuroblastome, consistant à replacer des cellules de neuroblastome dans leur microenvironnement d’origine : la crête neurale sympathoadrénale, chez l’embryon de poulet. Les cellules cancéreuses ainsi mises en contact avec l’environnement embryonnaire ont la capacité de reconnaitre les signaux développementaux de la crête neurale tout en conservant leur potentiel tumorigénique. Ainsi, les cellules de neuroblastome greffées forment des tumeurs primaires au niveau des dérivés sympathiques, puis des métastases dans des organes distants.

Une analyse transcriptomique des tumeurs formées dans le modèle aviaire de neuroblastome nous a permis de mettre en évidence de nombreux gènes dont l’expression est modifiée au contact du microenvironnement embryonnaire et d’extraire des candidats potentiellement impliqués dans les différentes phases de la tumorigénèse neuroblastique. Nous avons dans un premier temps étudié le rôle de la Semaphorine 3C dans la tumorigénèse neuroblastique et démontré que la diminution de son expression dans les tumeurs primaires induit un switch pro-métastatique.

La régulation dynamique de l’expression de Sema3C, dépendante du microenvironnement, participe ainsi la dissémination des cellules, notamment via les récepteurs Neuropiline1, Neuropiline2 et PlexineA4. Durant la seconde partie de ma thèse, j’ai exploré l’implication d’un second candidat, le facteur de croissance HDGF dans la croissance tumorale. J’ai ainsi pu mettre en évidence que HDGF contribue à la prolifération des cellules neuroblastiques in vitro et in vivo, en impactant le cycle cellulaire.

L’ensemble de ces travaux confirme donc que le microenvironnement embryonnaire joue un rôle crucial au cours de ces différentes étapes de la tumorigénèse neuroblastique. L’exploitation du nouveau modèle aviaire de neuroblastome permet de révéler des acteurs inédits de la maladie et ouvre la voie à la découverte de cibles thérapeutiques innovantes.

E ^NGLISH S ^UMMARY

Neuroblastoma is a pediatric cancer of the sympathetic nervous system. Primary tumors develop in the adrenal gland and along the sympathetic chain. As many pediatric cancers, neuroblastoma has an embryonic cellular origin: the sympatho-adrenal neural crest, which participates in the development of the sympathetic nervous system and of the adrenal gland. Few mutations have been detected in neuroblastomas suggesting an etiology distinct from adult cancers. In this line, the hypothesis of a role of the particular embryonic microenvironment in neuroblastoma development is highly attractive. However, studying the impact of such an environment on the development of pediatric cancers remained a challenge, mainly because of the lack of an appropriate biological model. During my thesis, I was interested in the impact of the embryonic microenvironment on the development of neuroblastic tumors. We developed a new neuroblastoma model, which consists in grafting neuroblastoma cells in their original microenvironment: the sympathoadrenal neural crest of the chick embryo. Cancer cells confronted to the embryonic environment have the ability to recognize developmental signals of the neural crest while retaining their tumorigenic potential. Thus, grafted neuroblastoma cells form primary tumors in sympathetic derivatives, and then undergo metastasis in distant organs.

A transcriptomic analysis of the tumors formed in the avian model of neuroblastoma enabled us to reveal many genes whose expression is modified in contact with the embryonic microenvironment and to extract candidates potentially involved in the different phases of neuroblastic tumorigenesis. We first studied the role of semaphorin 3C in neuroblastic tumorigenesis and we demonstrated that the decrease of Sema3C expression in primary tumors induces a pro-metastatic switch. Dynamic regulation of Sema3C expression, dependent on the microenvironment, thus participates in the dissemination of cells, notably via Neuropilin1, Neuropilin2 and PlexinA4 receptors. During the second part of my thesis, I explored the implication of a second candidate, HDGF (Hepatocyte-Derived Growth Factor), in tumor growth. I demonstrated that HDGF contributes to the proliferation of neuroblastic cells in vitro and in vivo, impacting the cell cycle dynamics.

This work confirms that the embryonic microenvironment plays a crucial role during the different stages of neuroblastic tumorigenesis. The exploitation of the new avian neuroblastoma model makes it possible to reveal new actors of the disease and opens the way to the discovery of innovative therapeutic targets.

T ABLE D ES M ATIERES

I

……….1

I-Les cancers de l’enfant, des cancers à part……….1

I-1-Le cancer, vision globale de « la » maladie………..1

I-1-a-La théorie des caractéristiques cancéreuses……….1

I-1-b-Hétérogénéité du tissu cancéreux………...2

I-1-c-Interaction des cellules tumorales avec le microenvironnement tumoral……….2

I-2-Les cancers pédiatriques, une biologie et une étiologie différente ?...4

I-2-a-Les cancers pédiatriques présentent peu de mutations………4

I-2-b-Des mécanismes de tumorigénèse distincts……….4

I-2-c-Les tumeurs pédiatriques se développent au sein d’un environnement immature……….5

II-Le neuroblastome……….6

II-1-Le neuroblastome : un cancer pédiatrique……….6

II-1-a-Généralités………...6

II-1-b-Des manifestations cliniques et des pronostics variables………..6

II-2-Principales mutations observées dans le neuroblastome………8

II-2-a-MYCN, l’oncogène principal du neuroblastome……….8

II-2-b-Des mutations activatrices d’ALK dans les neuroblastomes familiaux et sporadiques…………9

II-2-c-PHOX2B, un gène impliqué dans le développement physiologique des cellules de la crête neurale………..10

II-3-Neuroblastome et microenvironnement tumoral………11

II-3-a-Signaux environnementaux impliqués dans le développement physiologique du système nerveux sympathique………...11

II-3-b-Microenvironnement cellulaire………...13

II-3-c-Angiogénèse et neuroblastome………14

II-3-d-Système immunitaire et neuroblastome………15

II-4-Les différents modèles d’étude du neuroblastome……….15

II-4-a-Les modèles animaux génétiquement modifiés……….16

II-4-a-1-Les modèles murins génétiquement modifiés………16

II-4-a-2-Les modèles de poissons-zèbres génétiquement modifiés……….18

II-4-b-Les modèles de xénogreffe………..19

III-La crête neurale, une structure embryonnaire complexe………20

III-1-Présentation générale de la crête neurale………..20

III-1-a-Description et histoire de la crête neurale………..20

III-1-a-1-Présentation et définition de la crête neurale………20

III-1-a-2-Expériences historiques……….21

III-1-b-La crête neurale, une structure multipotente………21

III-2-Variété des crêtes neurales………..22

III-3-Les CCN du tronc……….23

III-3-a-Les premières étapes du développement des CCN……….23

III-3-a-1-Induction………..23

III-3-a-2-Transition épithélio-mésenchymateuse et délamination………..24

III-3-b-Migration………...……….……….26

III-3-b-1-Migration directionnelle des CCN.………26

III-3-b-2-La signalisation Eph/ephrin………27

III-3-b-3-La signalisation Slit/ROBO………28

III-3-b-4-Les sémaphorines………..28

III-3-c-Les progéniteurs sympatho-adrénaux ségrégent en deux sous-populations distinctes……..30

III-3-d-Différenciation des crêtes neurales sympatho-adrénales………..30

IV-HDGF, développement et cancer……….31

IV-1-Présentation biologique et biochimique de HDGF……….31

IV-2-Présentation des fonctions principales de HDGF………31

IV-3-HDGF intervient dans différents processus cellulaires………32

IV-3-a-HDGF et prolifération cellulaire……….32

IV-3-a-1-HDGF et prolifération cellulaire physiologique………33

IV-3-a-2-HDGF et prolifération cellulaire pathologique au cours de processus cancéreux……….33

IV-3-a-3-HDGF et cycle cellulaire………...34

IV-3-b-HDGF et apoptose………34

IV-3-c-HDGF et angiogénèse……….35

IV-3-c-1-HDGF intervient dans le développement du système cardiovasculaire……….35

IV-3-c-2-HDGF intervient dans l’angiogénèse tumorale………..36

IV-3-d-HDGF et métastases………...36

IV-4-HDGF et perspectives cliniques……….37

IV-4-a-HDGF comme nouveau facteur de pronostique………37

IV-4-b-HDGF comme nouvelle cible thérapeutique………..37

R

………..39

I-Présentation des différents gènes candidats………41

I-1-PATZ1………...41

I-2-TMSB4X………...42

I-3-TMEFF2………...42

II-Expression des différents gènes candidats dans les neuroblastomes humains………43

III-Impact de ces gènes candidats sur la tumorigénèse neuroblastique in vivo………..43

D

……….46

I-Etablissement et exploitation d’un nouveau modèle aviaire de tumorigénèse neuroblastique………..46

I-1-Cancer de l’adulte et cancer pédiatrique, deux maladies distinctes……….47

I-2-Le contexte environnemental de la crête neurale influe sur le devenir des cellules greffées………47

II-Intérêt d’un modèle embryonnaire dans l’étude de cancers pédiatriques………..49

II-1- Différences de potentiel avec les modèles génétiques existants………..49

II-2-Etude de l’interaction des cellules tumorales avec leur microenvironnement d’origine………..50

II-3-Un nouveau modèle permettant l’étude des processus métastatiques dans le neuroblastome………50

II-4-Un nouveau modèle d’étude présentant des potentialités précliniques………52

II-4-a-Greffe de prélèvements de patients………..52

II-4-b-Le test de nouvelles thérapies………..52

III-Identification de nouveaux candidats intervenant dans la tumorigénèse neuroblastique………..53

III-1-Etude/accès aux interactions avec le microenvironnement………53

III-1-a-Etude transcriptomique………..53

III-1-b-Identification de nouveaux gènes candidats pouvant intervenir dans la tumorigénèse neuroblastique……….54

III-2-Sema3C……….54

IV-HDGF, un facteur de croissance impliqué dans la tumorigénèse neuroblastique…………55

IV-1-HDGF et neuroblastome humain………..55

IV-2-HDGF joue un rôle dans la dynamique du cycle des cellules de neuroblastomes in vivo……….55

IV-3-Le rôle de HDGF dans le neuroblastome pourrait dépendre du microenvironnement…56 IV-4-HDGF et les autres oncogènes du neuroblastome………..57

IV-5-HDGF comme cible thérapeutique et facteur pronostique potentiel……….57

B

………..59

I NTRODUCTION

I-Les cancers de l’enfant, des cancers à part

I-1-Le cancer, vision globale de « la » maladie I-1-a-La théorie des caractéristiques cancéreuses

Le terme de cancer regroupe un grand nombre de maladies, caractérisées par la croissance anarchique d’un ou plusieurs types cellulaires au sein d’un organe, et dont les cellules dans certains cas, présentent la capacité de quitter l’organe afin d’envahir le reste de l’organisme. Il existe plus d’une centaine de cancers humains différents¹. Bien que le terme de cancer regroupe des maladies touchant des organes et présentant des symptômes très différents, des points communs centraux caractérisent la biologie de ces maladies. En effet, le cancer peut être caractérisé au sens large par l’évolution d’une cellule normale vers un état néoplasique. Cette évolution est un processus multi-étapes, conduisant à l’acquisition de différentes caractéristiques par la cellule, qui devient tumorale².

En 2000, Hanahan et Weinberg ont publié une revue d’influence « The Hallmarks of Cancer »² dans laquelle ils tentent d’organiser la complexité de la biologie des cancers en 6 caractéristiques principales : le maintien des signaux prolifératifs, l’échappement aux signaux suppresseurs de croissance, l’activation de la métastase et de l’invasion, l’immortalité réplicative, l’induction de l’angiogenèse et la résistance à la mort cellulaire. Au cours des dernières années, des mises à jour de cette revue ont été publiées, intégrant les nouvelles avancées scientifiques faites dans le domaine^1–3 ; deux nouvelles propriétés des cellules cancéreuses ont ainsi été ajoutées, la reprogrammation du métabolisme énergétique de la cellule et la capacité à échapper à la surveillance immunitaire (Figure 1). Pour qu’une cellule devienne cancéreuse, elle doit donc progressivement acquérir ces différentes caractéristiques. Deux propriétés supplémentaires des cellules cancéreuses permettent l’acquisition de ces caractéristiques. La première est la mise en place d’une instabilité génomique dans les cellules cancéreuses, générant des mutations aléatoires et des réarrangements chromosomiques dans la cellule. Parmi ces altérations, certaines permettront l’acquisition de propriétés cancéreuses. La deuxième particularité permettant l’acquisition des différentes propriétés des cellules cancéreuses est liée à l’état inflammatoire typique des lésions pré-cancéreuses et cancéreuses, et contribue à la progression tumorale de nombreuses façons.

1

Angiogenèse

Invasion tissulaire et

métastase

Instabilité génétique

ϐŽƒƒ–‹‘

pro-tumorale

Maintien des signaux de croissance

Echappement aux signaux anti-croissance Résistance à la

mort cellulaire programmée Immortalité

réplicative Dérégulation du

métabolisme cellulaire Echappement à la

surveillance immunitaire

Figure 1. Schéma représentant les différentes caractéristiques des cancers humains, adapté de la revue de référence « The Hallmarks of Cancer » (Hanahan and Weinberg, 2010)

I-1-b-Hétérogénéité du tissu cancéreux

Les tumeurs humaines ne sont pas homogènes en termes de populations cellulaires. Il est maintenant acquis qu’elles sont formées de plusieurs populations cellulaires cancéreuses hétérogènes et non d’une seule cellule cancéreuse se répliquant de façon clonale à l’infini. En effet, l’étude des capacités clonogéniques de différentes cellules d’une même tumeur a permis de constater que les cellules tumorales ne présentent pas toutes les mêmes capacités prolifératives et les mêmes altérations génétiques. Les tumeurs humaines sont formées de mosaïques de différentes populations clonales de cellules cancéreuses. Ces observations ont d’ailleurs conduit à la découverte d’un sous-type particulier de cellules cancéreuses : les cellules souches cancéreuses⁴.

Les cellules souches cancéreuses (CSC) présentent des caractéristiques communes avec leurs homologues physiologiques, telles que des capacités d’autorenouvellement illimitées, un phénotype indifférencié et une multipotence. Une mutation dans une cellule souche cancéreuse lui conférant un avantage sélectif est donc par la suite transmis aux cellules cancéreuses filles, ce qui contribuerait à la mosaïque de cellules cancéreuses observées dans les tumeurs humaines⁵. Contrairement aux cellules cancéreuses, les CSC se trouvent principalement dans un état de quiescence au sein de la tumeur, ne participant donc pas directement à la croissance tumorale.

Cet état de quiescence est en partie responsable de la résistance de ces cellules aux traitements anti-cancéreux classiques, telles que les chimiothérapies cytostatiques⁵. Après l’arrêt du traitement, les CSC n’ayant pas été éliminées engendrent de nouveaux foyers tumoraux conduisant à la rechute du patient. D’autre part, les CSC porteuses de mutations responsables de la résistance au traitement transmettent cet avantage sélectif aux populations clonales filles, conduisant au développement de tumeurs multi-résistantes.

I-1-c-Interaction des cellules tumorales avec le microenvironnement tumoral

Le microenvironnement tumoral régule la progression tumorale et la métastase via divers mécanismes et par l’intermédiaire de différents types cellulaires, notamment : le système immunitaire, les fibroblastes associés à la tumeur, les cellules mésenchymateuses stromales et les cellules endothéliales⁶.

Au cours de la croissance tumorale, un réseau vasculaire se développe afin d’irriguer les cellules tumorales et de permettre la nutrition et l’évacuation des déchets au sein de la tumeur.

De ce fait, les cellules tumorales sont en contact étroit les cellules endothéliales et les péricytes qui composent les vaisseaux sanguins. Ces cellules contribuent à la croissance tumorale en sécrétant de nombreux facteurs de croissance tels que PDGF, et VEGF³. De plus, certaines cellules cancéreuses ont la capacité d’interagir directement, via différentes molécules d’adhésion cellulaire, avec les cellules endothéliales, facilitant ainsi le processus de métastase¹. Les cellules

2

endothéliales participent donc à la croissance tumorale, au développement du système vasculaire ainsi qu’au processus de métastase.

Les fibroblastes associés à la tumeur sont des fibroblastes particuliers, participant à la croissance tumorale. Différentes études ont comparé le transcriptome des fibroblastes associés à la tumeur à celui des fibroblastes classiques et ont mis en évidence des différences transcriptomiques majeures entre ces deux types cellulaires. Les gènes différentiellement exprimés codent pour des cytokines, des facteurs de croissance ou des enzymes par exemple, dont beaucoup joue un rôle facilitateur sur la croissance tumorale^7–9. Ainsi, lors d’expériences de xénogreffes de cellules de cancer du sein chez la souris immunodéficiente, la co-transplantation de fibroblastes associés à la tumeur favorise le développement tumoral, par rapport à l’utilisation de fibroblastes de donneur sain^10,11. Enfin, la forte proportion de fibroblastes associés à la tumeur dans le stroma tumoral est facteur de mauvais pronostic pour le patient dans les cas de cancer du sein et de cancer du côlon¹². Ces cellules participent donc à la croissance tumorale et à la progression de la maladie^7–9.

Un troisième type de cellules particulièrement présentes dans le stroma tumoral sont les macrophages associés à la tumeur⁹. Au cours de la progression tumorale, les macrophages sont activement recrutés au niveau de la tumeur, où ils jouent un rôle actif sur la croissance de la tumeur. En effet, les macrophages infiltrés dans la tumeur acquièrent, en réponse à différents signaux apportés par l’environnement tumoral, un phénotype caractérisé par une faible activité anti-tumorale. De plus, ils sécrètent de multiples cytokines, dont l’IL-6, responsable de l’induction d’expression de nombreux gènes impliqués dans la croissance tumorale. Enfin, différentes études clinico-pathologiques montrent que les patients présentant une forte densité de macrophages associés à la tumeur présentent des taux de survie plus faibles dans les cas de cancer du col de l’uterus, et de cancer du sein^9,13–15.

Au cours de la croissance tumorale, le système immunitaire joue lui aussi un rôle central.

En effet, les systèmes immunitaires inné et acquis sont physiologiquement programmés pour supprimer les cellules cancéreuses. Cependant, au cours de la croissance tumorale, le système immunitaire est détourné et utilisé afin de soutenir la croissance tumorale, via de nombreux mécanismes. Ce détournement du système immunitaire conduit, entre autres, à la mise en place d’une inflammation qui favorise la croissance tumorale, et à un échappement des cellules tumorales à la surveillance du système immunitaire. Le rôle du système immunitaire dans la tumorigénèse est aujourd’hui une thématique de recherche à part entière et n’a pas été étudié durant ma thèse¹⁶.

Le microenvironnement tumoral est donc un environnement riche et complexe, composé de différents types cellulaires, en étroite interaction avec la composante tumorale, notamment via

3

la sécrétion de différents facteurs de croissances, de cytokines et de chimiokines. Ainsi, le développement tumoral ne dépend pas uniquement des capacités de survie et de prolifération des cellules cancéreuses, mais aussi de la mise en place d’un microenvironnement tumoral particulier.

I-2-Les cancers pédiatriques, une biologie et une étiologie différente ?

La majeure partie des cancers est diagnostiquée chez l’adulte et semble cohérente avec la vision intégrée décrite ci-dessus. Cependant, certains aspects de cette vision semblent plus difficiles à transposer aux cancers apparaissant chez les jeunes enfants.

I-2-a-Les cancers pédiatriques présentent peu de mutations

Dans le cas des cancers pédiatriques, les différentes propriétés cancéreuses définies dans la revue de référence « The Hallmarks of Cancer »¹ sont ponctuellement répertoriées. Cependant, l’instabilité génomique ne peut être entièrement responsable de l’acquisition progressive de ces différentes caractéristiques. En effet, les cancers pédiatriques présentent peu de mutations¹⁷ et apparaissent précocement au cours de la vie, comme par exemple le rétinoblastome, le médulloblastome ou le neuroblastome, qui apparaissent généralement au cours des premières années de la vie de l’enfant¹⁷. La vitesse de développement de ces cancers chez de jeunes enfants ne peut pas être expliquée par une exposition prolongée à des agents mutagènes environnementaux induisant de nombreuses mutations génétiques. Les mécanismes induisant la tumorigénèse chez l’enfant diffèrent donc vraisemblablement des mécanismes mis en jeu dans le cas de développement de cancers chez l’adulte.

I-2-b-Des mécanismes de tumorigénèse distincts

L’apparition précoce des signes cliniques chez l’enfant laisse penser que l’idée d’une pathologie émergeant de la transformation tumorale d’une cellule différenciée, comme dans le cas des cancers de l’adulte, est peu probable pour certains cancers pédiatriques.

En ce sens, une accumulation de preuves cliniques et expérimentales montre que plus de la moitié des cancers pédiatriques dérivent d’une population cellulaire embryonnaire immature. Les cellules embryonnaires diffèrent des cellules différenciées présentes dans les tissus adultes, principalement par leur caractère progéniteur. En effet, au cours du développement embryonnaire, une même population de cellules progénitrices engendre différents types de cellules différenciées formant un tissu complexe. Ces cellules sont donc pluripotentes et possèdent des capacités prolifératives importantes, ce qui les rend biologiquement proches des cellules souches cancéreuses¹⁸.

La cellule d’origine des cancers de l’adulte et de certains cancers de l’enfant étant de nature différente, les mécanismes conduisant à la tumorigénèse diffèrent également. Ainsi, la

4

Embryogenèse physiologique

Prolifération excessive

Résistance à la mort cellulaire, persis- tance des cellules embryonnaires

précancéreuses

Instabilité génétique Naissance

Première altération

Seconde altération

Troisième altération

Figure 2. Modèle de développement des cancers pédiatriques. Le développement de cancer chez l’enfant résulterait d’une succession d’altérations au cours du développement embryonnaire et de la période post-natale. Ce modèle a été proposé en 2014 par Marshall et al.

transformation tumorale ne résulterait pas/peu d’une accumulation de mutations génétiques sous l’influence de l’environnement extérieur et conduisant à une dédifférenciation d’une cellule mature, mais plutôt du dérèglement de la différenciation physiologique d’une cellule progénitrice¹⁷.

I-2-c-Les tumeurs pédiatriques se développent au sein d’un environnement immature La différenciation d’une cellule progénitrice au cours du développement embryonnaire nécessite de nombreux signaux de spécification, exprimés de façon contrôlée dans l’espace et dans le temps. Ainsi, au cours du développement d’un individu, l’organisme intègre une grande variété de signaux développementaux contrôlant le développement stéréotypé de l’organisme, et ce jusqu’à sa maturité. Les cancers pédiatriques se développent donc au sein d’un environnement immature, comprenant de nombreux signaux développementaux impliqués dans la construction et la maturation de l’organisme. Ce microenvironnement particulier est donc indissociable des étapes de la tumorigénèse des cancers embryonnaires.

Enfin, le système immunitaire, acteur important de la tumorigénèse, est immature durant les premières années de la vie d’un individu. Il n’intervient donc pas strictement de la même façon dans la croissance tumorale que dans les cas de cancers adultes. Ainsi, il est intéressant de noter que plusieurs études révèlent que certaines tumeurs pédiatriques présentent un infiltrat immunitaire discret voir absent^19,20. La composition de cet infiltrat est d’ailleurs un sujet d’étude à part entière, qui laisse entrevoir des différences importantes entre cancers de l’adulte et cancers de l’enfant²⁰.

Les mécanismes de tumorigénèse impliqués dans le développement des cancers de l’enfant sont donc une thématique à part, et diffèrent en plusieurs points des cancers de l’adulte. Un modèle développé par Marshall en 2014 définit l’apparition des cancers pédiatriques comme le résultat de différentes altérations. Une première altération aurait lieu dans une cellule progénitrice, provoquant le maintien de la prolifération et l’inhibition de la différenciation de ces cellules. Par la suite, une ou plusieurs altérations secondaires permettraient aux cellules d’achever leur transformation tumorale¹⁷ (Figure 2).

5

Ganglion sympathique

Cou : 5%

Thorax : 20%

Pelvis : 5%

Glande médullo-surrénale : 60%

Cerveau : 18%

Foie : 30%

Os

Os cortical : 55%

Moelle osseuse : 70%

Tumeurs primaires

Métastase

%

Figure 3. Le neuroblastome est un cancer apparaissant chez le jeune enfant. Les tumeurs primaires se développent principalement au niveau de la glande médullo-surrénale, et au niveau des ganglions sympathiques.

Les métastases apparaissent au niveau de la moelle osseuse, de l’os cortical, du foie et du cerveau. %=fréquence.

II-Le neuroblastome

II-1-Le neuroblastome : un cancer pédiatrique II-1-a-Généralités

Le neuroblastome est un cancer du système nerveux autonome, dérivant des précurseurs du système nerveux sympathique : les cellules de la crête neurale sympatho-adrénale. Les tumeurs primaires peuvent se former dans tous les dérivés du système nerveux sympathique, mais se développent principalement au niveau de la glande médullosurrénale (50-60%) et des ganglions sympathiques du thorax (20%), de la nuque (5%) et du pelvis (5%)^21,22. Les métastases apparaissent principalement au niveau de la moelle osseuse (70%), des os corticaux (55%), des ganglions lymphatiques (30%), du foie (30%) et du cerveau (18%)^23,24, comme illustré dans la Figure 3.

Le neuroblastome est la tumeur solide extracrâniale la plus courante et la plus mortelle de l’enfance²³. En effet, il représente 7% des tumeurs malignes touchant les enfants de moins de 15 ans et est responsable à lui seul de 15% des décès par cancer pédiatrique. L’incidence de ce cancer est de 10,2 par million d’enfants de moins de 15 ans²³. 96% des patients ont moins de 10 ans au moment du diagnostic, avec un âge médian de 18 mois²⁵ ce qui en fait le cancer le plus couramment diagnostiqué au cours de la première année de vie de l’enfant. Malgré les taux de mortalité élevés de ce cancer, il se distingue par son taux de régression spontanée, le plus haut de tous les cancers humains²⁵. Ce paradoxe fait l’objet de nombreuses études et plusieurs hypothèses, notamment liées à l’origine embryonnaire de ce cancer.

II-1-b-Des manifestations cliniques et des pronostics variables

Le neuroblastome est un cancer complexe. Afin d’adapter la prise en charge thérapeutique des patients et de mieux comprendre la biologie de ces tumeurs, de nombreux efforts ont été faits pour classer les neuroblastomes selon différents stades d’agressivité. Plusieurs classifications ont vu le jour^26,27, incluant différents critères cliniques et génétiques pour permettre une prise en charge plus fine des patients. Afin d’homogénéiser les critères de classification utilisés dans différents pays, et en vue de pouvoir compiler et recouper les informations biologiques concernant ce cancer, une classification internationale a été mise en place en 2008²⁸ (Tableau1).

Cette classification prend en compte des données cliniques telles que la catégorie histologique de la tumeur, l’état de différenciation des cellules tumorales, l’âge du patient au moment du diagnostic ; mais aussi des données génétiques et génomiques telles que le statut de l’oncogène MYCN, la présence ou l’absence d’altérations chromosomiques du chromosome 11p et la ploïdie des cellules tumorales.

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Stade INRG

Age (Mois)

Catégorie histologique

Grade de différen-

ciation de la tumeur MYCN Altération sur le

chromosome 11q Ploïdie Groupe de risque L1/L2

L1

L2

M

MS

GN maturant GNB intermixé Tous, sauf GN maturant

GNB intermixé Tous, sauf GN maturant

GNB intermixé

GNB nodulaire ; Neuroblastome

NA

NA

NA NA

NA NA NA

NA Amp

Amp

Amp

Amp

Oui

Oui

Oui Non Non

Non

Très bas

Très bas Très bas Haut

Haut

Haut Haut Haut Haut Bas Bas

Bas Intermédiaire

Intermédiaire

Intermédiaire Intermédiaire Diploïde

Hyperdiploïde Diploïde Différenciés

Peu différenciés ou indifférenciés

12 à <18

<18

<18

<18

<18

<12 η18

η18

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La classification histologique et l’état de différenciation des cellules tumorales sont des critères utilisés classiquement afin de déterminer la pathogénicité d’un cancer. Dans le cas du neuroblastome, ces critères de différenciation cellulaire sont utilisés afin de faire le distinguo entre le neuroblastome et les autres types de tumeurs neurogéniques : le ganglioneurome et le ganglioneuroblastome²⁹. Ces trois types de tumeurs apparaissent au niveau des dérivés sympathiques, et dérivent des cellules de la crête neurale sympatho-adrénale. Ils présentent différents niveaux d’agressivité en fonction de la proportion de neuroblastes immatures formant la tumeur²⁹.

Le ganglioneurome est une tumeur neurogénique bénigne entièrement composée de cellules différenciées en neurones et en cellules de Schwann et apparaissant principalement chez l’adolescent et le jeune adulte^29–31. Le ganglioneuroblastome et le neuroblastome sont les deux types de tumeurs neurogéniques malignes. Elles se différencient l’une de l’autre par le pourcentage de neuroblastes indifférenciés formant la tumeur, inférieur ou supérieur à 50%

respectivement. Ces différentes tumeurs sont souvent regroupées sous le terme générique de neuroblastome et sont par la suite classifiées selon l’INRG en différents stades de pathogénicité^28,29 (Tableau 1).

Il a été mis en évidence que l’âge du patient au moment du diagnostic a une importance fondamentale dans la classification des tumeurs et l’évaluation de l’évolution de la maladie. En effet, les patients âgés de moins de 18 mois au moment du diagnostic présentent généralement des tumeurs localisées et ont de meilleures chances de survie à 5 ans avec, dans certains cas, une régression spontanée de la masse tumorale ou une différenciation en ganglioneurome bénin¹⁷. A l’inverse, les patients âgés de plus de 18 mois au moment du diagnostic présentent généralement des tumeurs métastatiques et des chances de survie à 5 ans beaucoup plus faibles, inférieures à 50% pour les neuroblastomes à haut risque^17,23.

La présence ou l’absence d’altérations chromosomiques de même que la ploïdie des cellules tumorales donne aussi des informations intéressantes quant à la classification et au pronostique des différents neuroblastomes. En effet, une hyperploïdie des cellules tumorales est généralement un signe de bon pronostique pour le patient car il résulterait d’un défaut de mitose au cours du développement et non d’une instabilité génétique propre à la cellule²⁵. Cependant, des altérations chromosomiques avec translocation ou perte de fragments entiers de chromosomes sont généralement associés à un mauvais pronostique pour le patient et témoignent d’une forte instabilité génétique au sein de la cellule tumorale²⁵.

Ces différents critères ont permis de classer les patients selon différents groupes de risque présentant des taux de survie à 5 ans très variables : –”°•„ƒ•”‹•“—‡ȋηͺͷΨȌǡ„ƒ•”‹•“—‡

ȋδͺͷΨ‡–η͹ͷΨȌǡ”‹•“—‡‹–‡”±†‹ƒ‹”‡ȋδ͹ͷΨ‡–ηͷͲΨȌ‡–Šƒ—–”‹•“—‡ȋδͷͲΨȌ (Tableau 1)²⁸. Les stades L1 et L2 correspondent à des tumeurs non disséminées ou disséminées localement, le stade

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M correspond aux neuroblastomes métastatiques. Il existe une quatrième catégorie, la catégorie MS, qui regroupe des neuroblastomes présentant un grand nombre de métastases au niveau de la peau et du foie, mais régressant spontanément dans la majorité des cas. Ce stade MS dit « spécial » n’est diagnostiqué que chez des patients âgés de moins d’un an.

L’hétérogénéité dans la présentation clinique et l’évolution des neuroblastomes a conduit à une dichotomie en termes de prise en charge des patients et de stratégies thérapeutiques. Dans le traitement des neuroblastomes à bas risque présentant une évolution favorable, on se dirige vers une diminution voire une suppression des thérapies chimiques, ne maintenant que les interventions chirurgicales²⁵. La prise en charge des patients présentant des neuroblastomes à haut risque, elle, s’est faite plus drastique, avec une stratégie thérapeutique multimodale associant chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie. Malgré une chimiothérapie intensive, toxique pour l’organisme en développement de l’enfant, plus de la moitié des patients présentant un neuroblastome à haut risque rechutent et finalement décèdent d’une maladie devenue résistante aux médicaments²⁵.

Ainsi, bien que des efforts particuliers de classification et de prise en charge des neuroblastomes aient été faits, les taux de survie à 5 ans des patients présentant un neuroblastome à haut risque restent inférieurs à 50% malgré la lourdeur des traitements administrés à ces jeunes enfants. La mise en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques permet aujourd’hui d’envisager de nouvelles thérapies ciblées permettant d’améliorer les chances de survie de ces patients tout en diminuant les effets secondaires à long terme.

II-2-Principales mutations observées dans le neuroblastome

Le neuroblastome est un cancer pédiatrique et ne présente de ce fait que peu de mutations.

En effet, malgré les nombreuses études à large échelle menées au cours des dernières années, peu de mutations ont été identifiées dans le neuroblastome. Cette absence de mutations est cohérente avec l’hypothèse selon laquelle la tumorigénèse neuroblastique serait due à un dérèglement du développement embryonnaire plutôt qu’à une accumulation de mutations génétiques. Je présenterai donc les oncogènes les plus couramment mutés dans le neuroblastome.

II-2-a-MYCN, l’oncogène principal du neuroblastome

La mutation génétique la plus fréquente dans le neuroblastome est l’amplification du gène MYCN, identifiée chez 22% des patients²³. Le gène MYCN code pour un facteur de transcription de la famille Myc contenant un domaine bHLH (hélice-boucle-hélice basique). Dans un contexte physiologique, il est principalement exprimé au cours des stades précoces du développement embryonnaire^24,32. MYCN, comme MYC, est impliqué dans différents processus biologiques fondamentaux comme la prolifération, la croissance, la différenciation cellulaires et l’apoptose, en

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activant ou réprimant l’expression de différents gènes cibles²⁴. Au cours du développement embryonnaire, MYCN est principalement exprimé dans le système nerveux central, où il joue un rôle fondamental dans le maintien de la pluripotence au cours de la neurogénèse. La suppression de l’expression de MYCN dans le système nerveux central de la souris entraîne des défauts de neurogénèse ayant pour résultats des problèmes comportementaux ainsi qu’une microcéphalie³³. De la même façon, MYCN semble jouer un rôle dans la différenciation des cellules de la crête neurale du lignage sympatho-adrénal. Au cours de la différenciation de ces cellules les niveaux d’expression de MYCN diminuent fortement³⁴. Ainsi, MYCN via son activité de facteur de transcription, permet le maintien de la pluripotence de plusieurs sous-types de cellules neurales²⁴. Du fait de son activité de facteur de transcription et de son implication dans le maintien de la pluripotence, la régulation de l’expression de MYCN est nécessaire au développement physiologique de la cellule. En effet, la dérégulation de l’expression de la protéine MYCN, comme la protéine MYC, favorise le développement de cancer. C’est notamment le cas du neuroblastome dans lequel, 20% des patients diagnostiqués présentent une amplification supérieure à 10 copies du gène MYCN^35,36.

Dans les neuroblastomes, MYCN joue un rôle dans plusieurs processus tumorigéniques comme l’angiogenèse, la métastase, l’apoptose, la prolifération et le maintien de la pluripotence²⁴. Les niveaux d’amplification de MYCN corrèlent avec le comportement invasif et métastatique des cellules de neuroblastome et sont un facteur de mauvais pronostique pour le patient³⁶. MYCN joue aussi un rôle important dans le blocage de la différenciation et le maintien de la pluripotence comme lors du développement embryonnaire³⁷.

MYCN étant un facteur de transcription, il est particulièrement difficile de mettre en place des thérapies permettant de cibler directement la protéine. Cependant, de nouvelles stratégies ont été développées récemment pour permettre de cibler les voies de signalisation impliquées dans la régulation/dérégulation de MYCN, ainsi que pour interférer avec l’ARNm ou la stabilité de la protéine³⁸.

II-2-b-Des mutations activatrices d’ALK dans les neuroblastomes familiaux et sporadiques En 2008, des mutations ponctuelles activatrices du gène ALK (Anaplastic Lymphoma Kinase) ont été identifiées dans des tumeurs primaires de neuroblastome. Ces mutations ont été mises en évidence dans les neuroblastomes sporadiques (6 à 10%) et familiaux (70%)^39–41. Les mutations du gène ALK représentent aujourd’hui les mutations les plus fréquentes de prédisposition au neuroblastome. Cependant, ces mutations sont trouvées à la même fréquence dans tous les sous-types de neuroblastome, qu’ils soient de bas ou de haut risque, ce qui ne semble pas cohérent avec un rôle initiateur d’ALK dans la transformation tumorale³².

Dans un contexte physiologique, ALK est principalement exprimé dans le système nerveux 9

Ubiquitination et dégradation de MYCN par le protéasome

P P

PIP3

P

P P

P

P P

P P

Aurora KinaseA

PI3K PDK1

Akt

mTOR

CDK1

MYCN

MYCN GSK3Ⱦ

Transcription MYCN

ALK

RAS

RAF

MEK1/2

ERK1/2

Progression du cycle cellulaire

Figure 4. Voies de signalisation communes aux oncogènes ALK et MYCN, oncogènes majeurs du neuroblastome.

Ces deux oncogènes peuvent fonctionner de façon collaborative au cours de la tumorigénèse neuroblastique. Le

”±…‡’–‡—”ƒ…–‹˜‹–±–›”‘•‹‡‹ƒ•‡ƒ…–‹˜‡Žƒ˜‘‹‡†‡•‹‰ƒŽ‹•ƒ–‹‘͵Ȁ–ǡ‡–‹Š‹„‡Žƒ’”‘–±‹‡͵Ⱦǡ’‡”‡–- tant la stabilisation et la translocation nucléaire de la protéine MYCN. De plus, l’activation du récepteur ALK active la transcription du gène MYCN.

central et périphérique^42,43. Il intervient très précocement dans le développement embryonnaire et permet d’augmenter le nombre de progéniteurs des neurones sympathiques ganglionnaires en activant la prolifération ou en augmentant le nombre de neuroblastes progéniteurs⁴⁴. De plus, la surexpression d’ALK semble aussi être responsable d’une activation prolongée de la prolifération dans ces progéniteurs. Ainsi, lorsque l’expression d’ALK est constitutivement augmentée chez la souris, la taille des ganglions sympathiques est largement augmentée bien que ces souris ne développent pas de neuroblastome^32,44.

Le gène ALK est le plus souvent muté aux positions F1174 et R1275, ce qui provoque une activation constitutive du récepteur à activité tyrosine-kinase⁴⁵. Les mutations du gène ALK ont une pénétrance incomplète dans les formes familiales de neuroblastome, ce qui suggère qu’un autre événement génétique soit requis afin de permettre la transformation tumorale complète des cellules. Enfin, il a été démontré que la surexpression du gène ALK sauvage ou muté stimule la transcription du gène MYCN dans les cellules de neuroblastomes. Un lien biologique a été mis en évidence entre ALK et MYCN via un régulateur central : ERK5⁴⁶. Ainsi, l’action collaborative de ces deux oncogènes pourrait favoriser la transformation et la croissance tumorale²⁴ (Figure 4). En effet, MYCN bloque la différenciation des cellules sympatho-adrénales en cellules chromaffines dans la glande inter-rénale, provoquant une hyperplasie des neuroblastes. La surexpression de MYCN entraîne ensuite une apoptose massive des neuroblastes à un moment précis du développement. Cependant, en présence de l’oncogène ALK^F1174L, les cellules échappent à cette apoptose provoquée par MYCN et continuent de proliférer.

ALK, comme de nombreux oncogènes, n’a pas uniquement été identifié dans le neuroblastome. En effet, en 2007 la fusion du gène ALK avec le gène EML4 a été identifiée dans les cancers du poumon non à petites cellules⁴⁷. Le cancer du poumon étant un cancer très répandu, des efforts ont été faits rapidement pour tenter de contrer spécifiquement l’action du récepteur ALK dans les cellules tumorales. Une petite molécule interférente appelée crizotinib a montré ses capacités à interférer avec ce récepteur, et a conduit à des essais cliniques très prometteurs.

Aujourd’hui ce médicament est sur le marché sous le nom de xalkori (VIDAL) mais n’est prescrit que dans les cancers du poumon non à petites cellules. Des tests d’efficacité sur le neuroblastome sont actuellement en cours³⁸.

II-2-c-PHOX2B, un gène impliqué dans le développement physiologique des cellules de la crête neurale

Une lésion plus rare associée à une prédisposition au neuroblastome est la mutation dans le gène Paired-like Homeobox 2B (PHOX2B)^48–50. Ce gène code pour un facteur de transcription à homéodomaine qui promeut la sortie du cycle cellulaire et la différenciation neuronale, et joue un rôle important dans le développement des neurones autonomes dérivés des cellules de la crête

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neurale. Des mutations dans le gène PHOX2B ont pour conséquence majeure un défaut de développement du système nerveux sympathique caractérisé par l’association de la maladie d’Hirschsprung, d’un syndrome congénital d’hypoventilation et d’une prédisposition au neuroblastome²⁵. Cependant, l’introduction de la mutation responsable de cette prédisposition dans l’allèle endogène de PHOX2B chez la souris ne permet pas de récapituler les caractéristiques cliniques du neuroblastome alors que les défauts de développement de crête neurale sont présents. Il semblerait donc qu’une mutation dans le gène PHOX2B prédispose à la maladie, mais nécessite au moins une deuxième altération pour permettre le développement tumoral³².

Bien que le neuroblastome ne présente que peu de mutations par comparaison aux cancers de l’adulte, on note que les gènes identifiés pour participer à la tumorigénèse des neuroblastomes sont des gènes initialement impliqués dans le développement du système nerveux et des cellules de la crête neurale sympatho-adrénale. Ainsi, le neuroblastome serait le résultat d’un dérèglement du développement physiologique du système nerveux sympathique au cours de l’embryogénèse.

Les différentes altérations génétiques conduisant à la tumorigénèse neuroblastique surviendraient donc, au moins en partie, dans un environnement embryonnaire immature.

L’interface cellule tumorale-environnement immature pourrait donc jouer un rôle prépondérant dans le développement de la maladie, cependant cette interface reste assez peu étudiée.

II-3-Neuroblastome et microenvironnement tumoral

Le développement tumoral est un processus complexe dépendant de différents facteurs. En effet, la tumeur se développe dans un environnement biologique dynamique composé de différents types cellulaires. Il a été montré ces dernières années que cet environnement tumoral joue un rôle prépondérant dans le développement des tumeurs, en favorisant et/ou en inhibant différents mécanismes tels que la prolifération, la différenciation, l’angiogenèse et la métastase⁵¹. Le neuroblastome a la particularité d’émerger dans un environnement immature encore en développement et, de ce fait, riche en signaux développementaux impliqués dans l’ontogénèse des différents organes. Le microenvironnement tumoral pourrait donc jouer un rôle particulièrement important dans le développement de cette maladie.

II-3-a-Signaux environnementaux impliqués dans le développement physiologique du système nerveux sympathique

Le microenvironnement tumoral peut intervenir à différents niveaux de la tumorigénèse neuroblastique. En effet, on ignore encore aujourd’hui la majorité des étapes clés du développement qui conduisent à la tumorigénèse neuroblastique plutôt qu’à un développement normal du système nerveux sympathique. Au cours du développement des cellules de la crête neurale sympatho-adrénale, une cascade contrôlée de voies de signalisation permet aux

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progéniteurs sympatho-adrénaux d’être guidés le long de la voie de migration ventromédiale et de pouvoir s’arrêter et se différencier au niveau des dérivés sympatho-adrénaux⁵². La dérégulation d’une ou plusieurs des phases clés de ces cascades moléculaires entraîne une dérégulation de la prolifération et/ou de la différenciation des progéniteurs sympatho-adrénaux et pourrait conduire à une tumorigénèse précoce⁵³.

Plusieurs voies de signalisation jouent un rôle important au cours du développement des cellules de crête neurale. Par exemple, la famille de protéines BMP intervient à différentes étapes clés du développement de ces cellules⁵⁴. En effet, la sécrétion de protéine BMP permet l’induction des cellules de la crête neurale après la fermeture du tube neural, mais intervient aussi plus tardivement au niveau de l’aorte dorsale pour induire une cascade de signalisation conduisant à la différenciation des neurones du système nerveux autonome^55,56. De plus, les protéines BMP induisent l’expression du facteur de transcription PHOX2B, et contribuent à la différenciation de cellules de neuroblastome in vitro^53,57–59.

Au cours de leur migration, les progéniteurs sympatho-adrénaux rencontrent un grand nombre de signaux classiquement impliqués dans le guidage axonal comme les protéines des familles Sémaphorine, Ephrine et Slit, ainsi que leurs récepteurs. Ces différents signaux ont des rôles attractifs et/ou répulsifs et permettent de guider les progéniteurs jusqu’aux dérivés sympatho-adrénaux⁵³. De plus, ces différentes protéines de guidage ont été impliquées dans le processus métastatique cancéreux de plusieurs cancers. Un dérèglement de ces voies de migration développementales pourrait donc conduire à des processus cancéreux pathologiques.

Enfin, les récepteurs aux neurotrophines de la famille Trk jouent un rôle important dans le développement du système nerveux central et périphérique^60,61. L’expression séquentielle des protéines Trk est importante pour la différenciation complète des neurones sympathiques^60,61. Dans le cas du neuroblastome, les gènes Trk exprimés dans les cellules tumorales sont le reflet de leur état de différenciation. En effet, une forte expression des protéines TrkA et TrkC dans les neuroblastomes est associée à une capacité élevée de différenciation et de régression spontanée.

A l’inverse, une forte expression de TrkB est associée à un mauvais pronostique pour le patient, et à une augmentation de la survie des cellules tumorale et de l’angiogenèse tumorale⁶².

Ainsi, les gènes impliqués dans le développement physiologique de la crête neurale interviennent aussi dans des processus cancéreux et ont, pour certains d’entre eux été impliqués dans le développement du neuroblastome. Cela confirme donc l’importance des gènes du développement physiologique des cellules de crête neurale sympatho-adrénale et la contribution potentielle des gènes, même tardifs, du développement des cellules de la crête neurale à la pathologie du neuroblastome.

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Cellule tumorale Cellule souche cancéreuse

Cellules anti-tumorales Lymphocyte T Cellules NK et NKT

Macrophage associé à la tumeur

Fibroblaste associé au cancer

Cellule stromale mésenchymateuse

Cytokines, faceteurs

de croissance CXCL12 (SDF-1) TGFȾ1

MMPs

IL-6 MMPs

VEGF

Cellules pro-tumorales

Figure 5. Les cellules tumorales sont intégrées dans un microenvironnement tumoral complexe favori- sant ou inhibant le développement de la tumeur. Schéma adapté de Garner et al. 2016. Les tumeurs neuroblas- tiques sont constituées de cellules tumorales et de cellules souches cancéreuses. Les cellules du microenviron- nement tumoral interviennent elles aussi sur la croissance tumorale. Les cellules cancéreuses produisent différents facteurs angiogéniques tels que VEGF, permettant le développement du réseau vasculaire au sein de

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matrice extracellulaire et permettant la croissance tumorale, ainsi que des facteurs de croissance. La sécrétion

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cellules tumorales et les macrophages associés à la tumeur inhibent l’activation des cellules immunitaires.