Génération et caractérisation de tumoroïdes de rhabdomyosarcome pour mieux comprendre les mécanismes de tumorigenèse et la résistance aux traitements

Generation and characterization of rhabdomyosarcoma tumoroids to better understand oncogenic mechanisms and resistance to treatment

• Auteur / Autrice : Léa Luciana
• Direction : Laura Broutier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Oncologie
• Date : Soutenance le 15/06/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Caroline Moyret-Lalle
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laura Broutier, Anne Gomez-Brouchet, Sarah Watson, Philippe Naquet, Eddy Pasquier, Didier Surdez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Gomez-Brouchet, Sarah Watson

Mots clés

Mots clés contrôlés

Enfants cancéreux

Organoïdes

Apoptose

Rhabdomyosarcome

Mots clés libres

Rhabdomyosarcome

Cancer pédiatrique

Tumoroïdes

Nouveaux modèles

Thérapies

Organoïdes

Rhabdomyosarcoam

Cancer

Tumoroids

New models

Therapies

Organoids

Résumé

Les rhabdomyosarcomes sont des cancers rares de l’enfant mais représentent tout de même le premier cancer le plus fréquent des sarcomes des tissus mous, avec plus que 50% des cas. Malgré de nombreux essais cliniques, la survie globale des patients atteints de RMS n’a pas évolué depuis plus de 20 ans, et reste dramatique en cas de rechute. De plus, les thérapies actuelles ne sont pas dépourvues d’effets secondaires, à court ou moyen terme, impactant sévèrement la qualité de vie des patients. C’est pourquoi, il existe un réel besoin de développer des traitements plus efficaces et moins toxiques afin de soigner mieux et soigner plus les enfants atteints de RMS. Pour cela, une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires à l’origine de l’initiation, de la progression mais aussi de la résistance aux traitements de ces tumeurs apparaît comme une nécessité absolue. Cependant, le manque de modèles expérimentaux mimant fidèlement les tumeurs retrouvées chez les patients, notamment lorsque l’on considère leur importante hétérogénéité inter- et intra- tumorale, complique la compréhension des caractéristiques biologiques des RMS. Dans ce contexte, nous avons mis en place des protocoles robustes pour générer et caractériser des modèles de tumoroïdes de FNRMS à la rechute. Ces modèles récapitulent les caractéristiques histologiques et moléculaires de leurs tumeurs d’origine et ce même après cryopréservation. Ils nous ont donc permis d’étudier l’impact de l’hétérogénéité tumorale dans la résistance aux traitements et nous avons validé leur potentiel préclinique en réévaluant les opportunités thérapeutiques de ciblage de l’apoptose dans les RMS. Ainsi, ces tumoroïdes de RMS, établis à partir de micro-biopsies résiduelles, sont à l’interface entre la recherche fondamentale et la recherche clinique et ont le potentiel d’ouvrir de nouveaux horizons thérapeutiques pour les patients atteints de RMS.

Rhabdomyosarcoma (RMS) constitute the most frequent form of soft tissue sarcomas among children, adolescents/young adults and represent a high-grade neoplasm of skeletal myoblast-like cells. Despite the use of a multimodal treatment and the implementation of several clinical trials, improvement in overall survival and quality of life of pediatric patients with RMS has been marginal. Moreover, intensive therapies are not devoid of long-term side effects including relapse due to resistance to treatment. Thus, there is an urgent need to develop more effective and less toxic treatments adapted to pediatric patients. To do so, a better understanding of the oncogenic pathways causing initiation, progression but also resistance to treatment represents a critical step for the development of new approaches increasing treatment efficacy. However, the diverse clinical behaviors of RMS and the lack of experimental models challenge the investigation of their biologic and clinical features. Increasing evidence supports that RMS are highly heterogeneous tumors between patients and in their intracellular composition also called intratumoral heterogeneity. The recent advances in in vitro 3D culture technologies, such as organoids, have offered the possibility for the development of novel, more physiological human cancer models and in particular mimicking faithfully inter- and intra-patient heterogeneity. We therefore decided to set up and characterize organoid models derived from patients with pediatric and adult metastatic or relapse FNRMS. Those models slightly recapitualte the histo architecture and molecular features of the patient they derived from, even after cryopreservation. They allowed us to study the impact of treatment resistance related to tumoral heterogeneity and they became a proof of concept to reevaluate therapeutic opportunities targeting apoptosis pathways in RMS. Thus, RMS organoids, established from micro-biopsies, can bridge the gap between basic and clinical research, opening new horizons to cure patients with RMS.