Impact du microenvironnement et de la vascularisation tumorale dans la réponse de l’ostéosarcome à la chimiothérapie

Impact of the microenvironment and tumor vasculature in the response of osteosarcoma to chemotherapy

• Auteur / Autrice : Vincent Crenn
• Direction : Françoise Redini, François Gouin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance le 29/03/2021
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sarcomes Osseux et Remodelage des Tissus Calcifiés (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Anne Gomez-Brouchet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Rosset, Isabelle Corre, Vincent Potiron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Natacha Entz-Werlé, Marie-Hélène Lafage-Proust

Mots clés

Mots clés contrôlés

Doxorubicine

Tumeurs -- Vaisseaux sanguins

Immunocytochimie

Ostéosarcome

Mots clés libres

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Résumé

L'ostéosarcome, la tumeur osseuse primitive maligne la plus fréquente, est actuellement traité par chimiothérapie et chirurgie. Des travaux récents suggèrent que le microenvironnement tumoral pourrait être un élément clé dans la compréhension de la tumorigénèse et du traitement de l’ostéosarcome. Nous avons émis l'hypothèse que l'hétérogénéité du microenvironnement pourrait moduler la réponse à la chimiothérapie. Nous avons également évalué des marquages spécifiques de vascularisation en immunohistochimie liés à la zone et à la qualité de réponse au traitement. L’initiation tumorale de modèle MOS-J syngenique d’ostéosarcome murin a été réalisé dans les sites intra-osseux et paratibial. Nous observions une différence significative dans la réponse au traitement par doxorubicine entre ces deux conditions en termes de volume tumoral et de nécrose induite. Nous avons ensuite analysé le réseau vasculaire sur différentes régions par immunohistochimie en immunofluorescence par multiplexing. La doxorubicine semble réduire l'expression des éléments CD31+ dans le front d'invasion. Nous observions une distribution spécifique des deux types de vaisseaux évalués en microscopie confocale : les vaisseaux serpigineux, immatures CD31+/endomucine+ et les vaisseaux matures CD31+/α-SMA+. Ces derniers pourraient être liés à une bonne réponse au traitement dans notre modèle murin car ils étaient quatre fois plus présents dans notre modèle intra-osseux de bonne réponse à la doxorubicine. Ces travaux suggèrent un rôle décisif du microenvironnement dans la réponse de l'ostéosarcome à la chimiothérapie avec une cinétique de volume tumoral et une nécrose variable entre les deux sites de développement de notre modèle. L'analyse vasculaire innovante en immunofluorescence par multiplexing doit être évaluée de manière dynamique, avec une analyse précoce du développement tumoral, pour comprendre si les vaisseaux matures CD31+/α-SMA+ sont les marqueurs d’un facteur de bon pronostic ou ceux d’une normalisation vasculaire. Des tumeurs osseuses humaines devraient être évaluées sur ces marqueurs vasculaires spécifiques en tant que potentiels marqueurs de bonne réponse à la chimiothérapie.

Osteosarcoma, the most common malignant primary bone tumor, is currently treated with chemotherapy and surgery. Recent works suggest that the tumor microenvironment may be a key element in tumor development and therapeutic understandings. We hypothesized that microenvironment heterogeneity may play a role in its response to chemotherapy. We also search for specific vascularization labelings in immunohistochemistry linked to the area and the quality of response to treatment. Tumor initiation site with osteosarcoma MOS-J syngeneic mouse model was performed in intra-osseous and paratibial sites. We observe a significant difference in the Doxorubicin treatment response between these two conditions in tumor volume and induced necrosis. We then focused our vascular network analysis on different areas with immunohistochemistry and immunofluorescent multiplexing in control and Doxorubicin conditions. Doxorubicin seems to lower CD31+ element expression in the invasion front. We observe a specific distribution of the two kinds of vessels assessed in confocal microscopy CD31+/endomucin+ sprouting vessels and CD31+/α-SMA+ mature vessels. These last ones may be linked to a good response to chemotherapy in our mouse model as they were four times more present in our intra-osseous good response model to chemotherapy. This work suggests a decisive microenvironment role in osteosarcoma response to chemotherapy with differential tumor kinetic and necrosis between two development sites in our model. The innovative vascular analysis by immunohistochemistry multiplexing must be assessed dynamically, with an earlier tumor development analysis, to understand if the CD31+/α-SMA+mature vessels are a good prognosis marker or a vascular normalization. Human tumor bone material should be evaluated on these specific vascular markers as potential useful response markers to chemotherapy.