Oncogénicité du cytomégalovirus humain dans le cancer du sein, le glioblastome et le cancer épithélial de l’ovaire

Human cytomegalovirus-induced oncogenesis in breast cancer, glioblastoma, and epithelial ovarian cancer

• Auteur / Autrice : Ranim El Baba
• Direction : Georges Herbein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine, cancérologie, génétique, hématologie, immunologie
• Date : Soutenance le 28/11/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agents pathogènes et inflammation (API) (Besançon) - Agents pathogènes et inflammation (API)
• Partenaire(s) de recherche : Site de préparation : Université de Franche-Comté (1971-2024)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Adotevi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mona Diab-Assaf
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Carine Van Lint, Christian Schwartz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules géantes

Carcinome épithélial de l'ovaire

Glioblastome

Cancer du sein

Cellules cancéreuses

Cancérogenèse

Cytomégalovirus humain

Mots clés libres

Cytomégalovirus humain

Oncogenèse

PGCCs

Cancer du sein

Glioblastome

Cancer séreux épithélial de l'ovaire de haut grade

Human Cytomegalovirus

Oncogenesis

Breast cancer

Glioblastoma

High-Grade serous ovarian carcinoma

Résumé

Le cancer du sein, le glioblastome et le cancer de l'ovaire représentent un problème majeur de santé publique. Les facteurs étiologiques du cancer se répartissent en facteurs de risque génétiques ou environnementaux, parmi ces derniers les virus contribueraient à environ 20% de tous les cas de cancer. Le cytomégalovirus humain (HCMV) est un virus herpès qui infecte une part importante de la population mondiale, avec une prévalence de 40% à 95%. La variabilité génomique du HCMV pourrait contribuer à son potentiel oncomodulateur, car il semble accélérer les mécanismes d’oncogenèse. Les cellules cancéreuses géantes polyploïdes (PGCC) ont des caractéristiques semblables à celles des cellules souches cancéreuses (CSC) et donnent naissance à des cellules « filles» lesquelles expriment des marqueurs associés à la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). La présence de PGCC est particulièrement observée dans les cancers de mauvais pronostic. De précédentes études de notre groupe ont mis en évidence la présence de PGCC infectées par le HCMV dans les biopsies de cancer du sein, évoquant ainsi un rôle oncogène direct du HCMV, notamment de certaines souches virales « à haut risque ». Le HCMV a été suggéré comme participant à l'oncogenèse, en particulier dans les cancers du sein, le glioblastome et le cancer épithélial de l'ovaire. Notre travail de thèse a consisté à examiner le potentiel oncogène du HCMV dans ces cancers. Nous avons évalué les souches virales HCMV-B544 et B693, isolées de biopsies de cancer du sein triple négatif EZH2HighMycHigh. Ces souches virales transforment les cellules épithéliales mammaires humaines (HMEC), donnant naissance à « des cellules HMEC transformées par le CMV » (cellules CTH) d’une grande hétérogénéité cellulaire comprenant notamment des PGCC présentant des traits de cellules souches. Une persistance du HCMV est notée dans les cultures à long terme, indiquant une réplication virale continue avec alternance de phase lytique et de latence. Dans le glioblastome, le HCMV a été étudié en tant que vecteur de reprogrammation, dédifférenciant les astrocytes humains matures en « cellules glioblastomateuses induites par le CMV » (cellules CEGBC) présentant des caractéristiques similaires aux cellules de malades. Le HCMV favorise la transformation cellulaire, l'invasion et la de formation de sphéroïdes, corrélé avec une augmentation de l’expression d'EZH2 et de Myc observée également dans les biopsies de glioblastome provenant de malades. Onze souches cliniques de HCMV ont été isolées à partir de biopsies de glioblastome de malades qui reproduisent la transformation d’astrocytes normaux en cellules glioblastomateuses suite à l’infection virale. Ces cellules CEGBC sont sensibles aux interventions thérapeutiques, notamment à un inhibiteur d'EZH2, au ganciclovir et à une triple thérapie incluant temozolomide-inhibiteur d’EZH2-ganciclovir, offrant ainsi des perspectives nouvelles pour le traitement de ce cancer de très mauvais pronostic. Concernant le cancer séreux épithélial de l'ovaire de haut grade (HGSOC), les souches « à haut risque » HCMV-DB et de BL transforment les cellules épithéliales ovariennes (OEC) en ''cellules ovariennes transformées par le CMV'' (cellules CTO). Dans ces cellules CTO une augmentation de l'expression d'EZH2 ainsi que la présence de PGCC avec des traits de cellules souches cancéreuses avec TEM ont été observées. À partir de biopsies de HGSOC, nous avons réussi à isoler trois souches cliniques de HCMV qui en infectant les cellules OEC donnent naissance à des cellules CTO hautement prolifératives surexprimant EZH2 et générant des PGCCs ; leur transformation étant réduite par les inhibiteurs d’EZH2 in vitro. En résumé, notre travail met en évidence le potentiel oncogène du HCMV dans trois cancers graves, en dévoilant certains des mécanismes moléculaires mis en œuvre lors de la transformation cellulaire et ouvre la voie à des thérapies ciblées qui pourraient améliorer la survie des patients.

On a worldwide scale, breast cancer, glioblastoma, and ovarian cancer present a significant health obstacle, being responsible for cancer-related fatalities. Cancer etiological factors are assorted into genetic or environmental risk factors of which viruses are estimated to contribute to 20% of all cancer cases. Human cytomegalovirus (HCMV) is a herpesvirus that infects a substantial portion of the global population, ranging from 40% to 95%. The variability in the HCMV genome may contribute to its oncomodulatory potential, as it can promote the initiation and dissemination of cancerous cells. Recently, increasing attention has been directed towards the oncogenic role of HCMV, particularly high-risk HCMV strains that can directly induce transformation in primary cells. Polyploid giant cancer cells (PGCCs), have been definitively shown to exhibit cancer stem cells (CSCs) characteristics. These PGCCs give rise to descendant cells through asymmetric division, the latter express markers associated with epithelial-mesenchymal transition (EMT), which in turn promotes invasion and migration. Research indicated that PGCCs generation can be triggered by anti-cancer therapies. PGCCs presence has been particularly linked to cases with poor prognosis, contributing to tumor relapse and resistance to therapy. Previous investigations by our group have highlighted the presence of PGCCs containing HCMV in cancer biopsies, establishing a noteworthy correlation between the presence of PGCCs and HCMV.HCMV has been implicated in oncogenesis, particularly in breast cancers, glioblastoma (GBM), and epithelial ovarian cancer. Herein, we investigated the oncogenic potential of HCMV in various cancer contexts and explored the molecular mechanisms and transforming capabilities of different HCMV strains isolated from these distinct cancer types and their impact on patient outcomes. To start with breast cancer, we assessed HCMV-B544 and B693 strains, isolated from EZH2HighMycHigh triple-negative breast cancer (TNBC) biopsies. These strains transformed human mammary epithelial cells (HMECs) resulting in CMV-Transformed-HMECs (CTH cells) and PGCCs displaying stemness phenotype. Notably, HCMV persists in long-term cultures, indicating sustained viral replication with alternance of lytic and latent states. In glioblastoma, HCMV was explored as a reprogramming vector, dedifferentiating mature human astrocytes into CMV-Elicited Glioblastoma Cells (CEGBCs) with glioblastoma-like traits. HCMV influences the transformation, invasion, and spheroid formation processes, correlating with increased EZH2 and Myc expression in GBM biopsies. Eleven clinical HCMV strains isolated from GBM tissues further validated their role in glioblastoma oncogenesis. These CEGBCs exhibit sensitivity to therapeutic interventions, including an EZH2 inhibitor, ganciclovir, and temozolomide triple therapy, offering potential avenues for glioblastoma treatment. In the context of high-grade serous ovarian carcinoma (HGSOC), HCMV-DB and BL high-risk strains transformed ovarian epithelial cells (OECs) into ''CMV-transformed Ovarian cells'' (CTO). HCMV infection was associated with EZH2 upregulation and the presence of PGCCs with cancer stem cell-like properties expressing EMT markers. From HGSOC biopsies, we isolated three clinical HCMV strains. The high-risk strains transformed OECs resulting in CTO cells that displayed proliferative capacities and revealed an increase in EZH2 levels, along with the generation of PGCCs. Notably, the observed features were curtailed upon the inhibition of EZH2.All in all, this study emphasizes the diverse oncogenic potential of HCMV in breast cancer, glioblastoma, and ovarian cancer, shedding light on molecular mechanisms, transformation processes, and targeted therapies that may improve the overall survival of cancer patients.