Etude de la résistance aux inhibiteurs de tyrosine kinase dans les cellules tumorales circulantes (CTC) de cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) porteur de mutations activatrices d'EGFR par une approche multi-omics de cellules uniques

Study of resistance to tyrosine kinase inhibitors in Circulating Tumour Cells of Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) with activating mutations of EGFR by a single cell multi-omic approach

• Auteur / Autrice : Maria Virginia Sanchez-becerra
• Direction : Françoise Farace, Benjamin Besse
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences du Cancer
• Date : Inscription en doctorat le 31/08/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay en cotutelle avec HOSPITAL UNIVERSITARIO 12 DE OCTUBRE- i+12
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)

Mots clés

Mots clés libres

Cellules tumorales circulantes

Cancer de poumon non à petites cellules

Egfr

Multi-omics

Circulating tumour cells

Non small cell lung cancer

Egfr

Multi-omics

Résumé

Le cancer de poumon est la cause principale de mortalité liée au cancer. Les adénocarcinomes représentent l'histologie la plus fréquente (85% des cas) et 30% des cas sont porteurs d'une mutation activatrice du gène EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor). Les inhibiteurs tyrosine kinase (ITK) ont révolutionné le traitement des CBNPC porteurs d'altérations ciblables, augmentant non seulement la survie globale et sans progression, mais aussi la qualité de vie. Cependant, de mécanismes de résistance se développent chez la plupart des patients avec une survie sans progression entre 9-15 mois. De plus, 10-15 % des patients présentent une résistance primaire (dans les premiers trois mois de traitement). À notre connaissance, aucun biomarqueur a été identifié pour détecter de manière précoce cette type de résistance. Les Cellules Tumorales Circulantes (CTC) sont une population cellulaire extrêmement rare dans la circulation sanguine. Son analyse peut permettre étudier d'une façon peu invasive et dynamique des biomarqueurs de résistance aux traitements et globalement de mieux comprendre la biologie tumorale et l'hétérogénéité des tumeurs. Le principal défi lors de leur caractérisation concerne la rareté de ce type de cellules, qui nécessitent des technologies sensibles et spécifiques. L'objectif de mon projet de thèse est d‘analyser les CTC de patients atteints de CBNPC métastatique EGFR muté à résistance à des traitements par des ITK, grâce à une nouvelle approche muti-omics à l'échelle de cellules uniques. Pour cela, nous utiliserons le système Tapestri (Missionbio) qui permet une analyse protéomique grâce à une batterie d'environ 200 anticorps et un séquençage de l'ADN (mutation et altération du numéro de copies) à l'échelle de chaque cellule unique identifiée par ce criblage protéique. Les marqueurs utilisés incluent des marqueurs tumoraux, de cellules souches cancéreuses, de persisters, des multiples récepteurs de cytokines et chimiokines, des molécules d'adhésion, et des ligands de points de contrôle immunitaire. Ainsi, à l'échelle de chaque CTC, il sera possible de relier un phénotype complexe à la présence d'altérations génomiques. Nous espérons par ce projet mieux comprendre la biologie des cellules tumorales résistantes aux ITK ciblant EGFR, identifier des cibles thérapeutiques potentielles qui pourrait permettre une détection précoce de la résistance et de développer de nouvelles pistes pour mieux la traiter.

Lung cancer is the leading cause of mortality related to cancer. Adenocarcinomas represent the main histological type (85%) and 30% of cases carry an activating mutation of EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor). Tyrosine Kinase inhibitors (TKI) have revolutionized the treatment of onco-addicted Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC), increasing not only overall and progression free survival, but also quality of life. However, most patients will develop resistance mechanisms, with a progression free survival of 9-15 months. Moreover, 10-15% of patients will present a primary resistance (within the first three months of treatment). To the best of our knowledge, no biomarker has been identified to early detect this type of resistance. Circulating Tumour Cells (CTC) are an extremely rare cell population in bloodstream. Their analysis can enable the study of treatment resistance biomarkers in a minimally invasive and dynamic manner, providing a better understanding of tumour biology and tumour heterogeneity overall. The main challenge in their characterisation lies in the rarity of these types of cells, which require sensitive and specific technologies. The objective of my thesis project is to analyse CTCs from patients with metastatic EGFR-mutated NSCLC resistant to TKI, using a novel single-cell multi-omics approach. To achieve this objective, we will use the Tapestri system (Missionbio), which enables proteomic analysis using a panel of approximately 200 antibodies and DNA sequencing (mutation and copy number alteration) at the scale of each individual cell identified through this proteomic screening. The panel used include tumour markers, cancer stem cell markers, persisters, multiple cytokine and chemokine receptors, adhesion molecules and immune checkpoint ligands. Thus, at a single cell level, it will be possible correlate a complex phenotype with genomic alterations. We hope this project will lead to a better understanding of the biology of tumour cells resistant to TKI targeting EGFR, identify potential new targets that could enable an early detection of resistance and the development of new treatments.