Cancérogenèse de l'adénocarcinome des fosses nasales : analyse génomique et transcriptionnelle de cellules de la fente olfactive prélevées par méthode non invasive

Carcinogenesis of intestinal-type nasal adenocarcinomas : integrative genomics analysis of olfactory cleft cells

• Auteur / Autrice : Patrice Gallet
• Direction : Roger Jankowski, Jean-Louis Guéant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 18/10/2019
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nutrition - Génétique et Exposition aux Risques Environnementaux (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Béatrix Barry
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roger Jankowski, Jean-Louis Guéant, André Chays
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : André Chays, Isabelle Duluc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancérogenèse

Métaplasie

Sciure

Fente ethmoïdale

Adénocarcinome

Mots clés libres

Adénocarcinome

Intestinal

Ethmoïde

Poussières de bois

Métaplasie

CDX2

CACNA1C

Adenocarcinoma

Intestinal

Ethmoid

Wood dust

Metaplasia

CDX2

CACNA1C

Résumé

Introduction et objectifs : Les travailleurs du bois sont exposés au risque de développer des adénocarcinomes dans une localisation spécifique : la fente olfactive. Les mécanismes de cancérogenèse de ces tumeurs rares sont mal connus et l’efficacité du dépistage actuel n’est pas démontrée. Les objectifs de ce travail étaient : 1/établir le lien entre le sous-type histologique d’adénocarcinome intestinal et l’exposition aux poussières de bois, 2/explorer les différentes raisons possibles à une telle localisation 3/confirmer ou infirmer les mécanismes supposés de la cancérogenèse (séquence métaplasie/cancer, rôle de CDX2, modifications génétiques et épigénétiques retrouvées pour d’autres modèles de cancérogenèse proches) et 4/développer une nouvelle approche non invasive pour le dépistage. Résultats : Nous avons d’abord étudié le lien spécifique entre le sous-type intestinal et l’exposition aux poussières de bois, puis nous avons montré sur modèle expérimental que le reste des fosses nasales est autant exposé aux poussières que la fente olfactive, même s’il reste possible que la clairance des poussières soit inférieure à ce niveau. L’hypothèse d’un mécanisme de reprogrammation oncogénique semble plus probable en raison de l’origine embryologique spécifique des tissus de la fente olfactive mais aussi des anomalies observées. Notre étude objective des variations d’expression de gènes qui pourraient participer à la dédifférenciation-redifférenciation de l’épithélium originel (CDX2, OCT3, FOXA1, FOXA2, SOX2, SOX9, SATB2, et certains gènes HOX). CACNA1C pourrait aussi jouer un rôle important dans la cancérogenèse. La séquence métaplasie/cancer pourrait s’intégrer dans cette reprogrammation : l’acquisition en situation ectopique de l’expression de CDX2 semble clef pour l’acquisition du phénotype intestinal. Cette acquisition n’est pas liée à la déméthylation de son promoteur. Grâce à une technique de brossage non invasive, bien acceptée et peu douloureuse, il a été possible d'identifier des modifications transcriptomiques et de méthylations cohérentes avec les profils phénotypiques et l'histoire naturelle des ITACs. Le prédicteur a permis d’identifier les individus porteurs d’un adénocarcinome avec une très bonne sensibilité et une très bonne spécificité. Conclusion : Nos résultats ouvrent la voie à une méthode de dépistage simple et non invasive pour les menuisiers et permettent un éclairage différent des mécanismes de cancérogenèse.

Introduction and objectives : The relationship between wood dust exposure and nasal cancer is well estbalished, but the reasons why these tumours specifically arise from the olfactory cleft and the underlying mechanisms of carcinogenesis are poorly understood. Screening is currently based on the visualization of a tumour in nasofibroscopy and the effectiveness of this screening is not proven. The objectives of this work were: 1/ to establish the link between the intestinal subtype (intestinal type adenocarcinoma, ITAC) and wood dust exposure, 2/ to explore the different reasons for such a location (study of wood dust distribution and clearance in nasal cavity and of olfactory cleft embryological origin) 3/ to confirm or refute the supposed mechanisms of carcinogenesis (metaplasia / cancer sequence, role of CDX2, genetic and epigenetic modifications usually implicated in other similar carcinogenesis models) and 4/ to develop a new non-invasive approach for screening. Results: We first studied the specific link between ITACs and wood dust exposure. Then we demonstrated on an experimental model that the olfactory cleft does not seem to be more exposed to wood dust than the rest of the nasal cavity. Wood dust might stay longer in the olfactory cleft but based on our results we hypothesized that cancerogenesis might be rather due to oncogenic reprogramming, which is possible because of olfactory cleft embryological origin. The metaplasia/cancer sequence seems plausible. The ectopic acquisition of CDX2 expression seems to be a key point in the subsequent transformation to an intestinal phenotype tumor, but CDX2 activation is not related to its promoter demethylation. Our study highlighted gene expression variations that could be part of a dedifferentiation/redifferentiation process (CDX2, OCT3, FOXA1, FOXA2, SOX2, SOX9, SATB2, and some HOX genes). With an integrated approach, we also highlighted a potential implication of CACNA1C in carcinogenesis. Thanks to a non-invasive, well-accepted and painless brushing technique, it was possible to identify transcriptomic and methylation changes which were consistent with ITACs phenotypic profiles and natural history. The predictor identified patients with adenocarcinoma with a very good sensitivity and specificity. Conclusion: Our results pave the way for a simple, non-invasive screening method for woodworkers and for a better understanding of carcinogenesis mechanisms.