Sujet de Thèse

Les vésicules extracellulaires (VEs) sont définies d'après l'International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) comme des particules libérées par les cellules, délimitées par une bicouche lipidique et ne pouvant se répliquer (1). Les VEs peuvent être différenciées en fonction de leur taille comme « grandes VEs » (>200 nm) ou « petites VEs » (<200 nm). Ces dernières se subdivisent en plusieurs sous-types, incluant les microvésicules, les exosomes ou encore les ectosomes. Les VEs sont sécrétées par tous les types cellulaires et sont retrouvées dans tous les fluides corporels. Elles exposent et contiennent de nombreuses molécules telles que des protéines, des lipides, des métabolites ou encore des acides nucléiques. Une fois libérées dans le milieu extracellulaire, les VEs peuvent être internalisées par des cellules réceptrices environnantes ou à distance. Elles jouent ainsi un rôle majeur dans la communication intercellulaire en entraînant diverses réponses biologiques dépendantes du contenu libéré (2). Les VEs sont activement produites par les cellules cancéreuses. En effet, l'environnement hypoxique et acide résidant au sein de la tumeur induit un stress cellulaire qui favorise leur sécrétion. Ces VEs dérivées de tumeurs transportent divers constituants des cellules cancéreuses tels que des facteurs activateurs de voies de signalisation ou encore du matériel génétique (ARN, ADN, miARN). Le transfert de ce contenu vers les cellules réceptrices peut entraîner la reprogrammation de leur génome et de leur protéome, favorisant l'acquisition de nouvelles fonctions cellulaires qui contribuent à la progression tumorale (3). Les VEs sont notamment impliquées dans le remodelage du microenvironnement tumoral, l'angiogenèse, la résistance aux traitements ainsi que dans le processus de métastase. De nombreuses études ont démontré l'implication des VEs dans la réponse aux traitements. Il a été mis en évidence qu'un traitement par chimiothérapie et/ou radiothérapie pouvait non seulement augmenter la biogénèse et la sécrétion des VEs issues des cellules tumorales, mais pouvait également modifier leur contenu. Différents mécanismes de résistance à la chimiothérapie induits par les VEs ont été rapportés tel que l'augmentation de l'efflux des chimiothérapies, la diminution de leur toxicité ou encore l'amélioration de la réparation de l'ADN (4). Dans le cas d'un traitement par radiothérapie, les VEs sont impliqués dans l'activation des voies de réparation de l'ADN, la prolifération cellulaire, l'inhibition de l'apoptose des cellules irradiées ou encore dans la transmission de l'instabilité génomique de ces cellules aux cellules voisines (5). Ces données renforcent l'idée de prendre en compte l'impact des traitements sur les VEs afin de comprendre leur implication dans la progression de la maladie. Les métastases représentent la principale cause de mortalité liée au cancer. Elles sont traditionnellement décrites comme un processus impliquant le détachement de cellules d'une tumeur primaire, leur migration dans le flux sanguin et leur implantation dans des sites métastatiques. Bien que ce modèle soit clairement établi, seules 0,01 % des cellules cancéreuses retrouvées dans la circulation formeront finalement des métastases (6), suggèrant que ce mécanisme biologique co-existe probablement avec d'autres. Une théorie plus récente appelée « genometastasis » apporte de nouveaux éléments quant à l'apparition de métastases. Cette théorie suggère que de petits fragments d'ADN libre circulant provenant de la tumeur pourraient être intégrés par transfert horizontal de gènes et engendrer la transformation de cellules saines à distance pour former des métastases (7,8). Malgré le manque de compréhension des mécanismes mis en jeu à ce jour, l'implication des VEs dérivées de tumeurs dans la métastase a été suggérée à plusieurs reprises. Il a été observé que les VEs, en particulier les exosomes, pouvaient transporter des facteurs oncogéniques dans le plasma de patients même à des stades précancéreux (9-11). De plus, plusieurs travaux ont démontré la capacité des VEs isolées de patients atteints de cancer à induire une transformation maligne de cellules saines réceptrices. Ces différentes études s'accordent sur le fait que, pour être transformées, les cellules saines doivent être « initiées » soit par la mutation d'au moins un oncogène, via un traitement par un agent carcinogène, soit par une immortalisation de la lignée cellulaire réceptrice (9-14). Bien que la transformation de cellules réceptrices ait été bien décrite, il reste néanmoins de nombreuses questions en suspens quant au contenu des VEs et aux mécanismes moléculaires impliqués dans cette transformation maligne. Des études rapportent la présence d'ADN simple brin reflétant le statut génétique tumoral (15), d'autres la présence de longs fragments d'ADN double brin représentatifs de l'ADN génomique entier (16,17), tandis que certains affirment que les petites VEs ne contiennent pas d'ADN (18). De plus, certaines études rapportent la présence d'ADN dans la lumière des VEs (16,17), tandis que d'autres suggèrent que l'ADN est principalement associé à la surface des VEs (19). Finalement, peu de travaux se sont focalisés sur l'exploration de l'ADN contenu dans les VEs et leurs résultats sont encore débattus. Dans ce contexte, notre objectif est de caractériser le matériel génétique contenu dans les petites VEs isolées de lignées cellulaires tumorales, avant et après un traitement par chimiothérapie ou radiothérapie. De plus nous souhaitons explorer l'effet de ces VEs au contact de cellules saines afin de décrypter les mécanismes moléculaires associés à la transformation maligne et au développement de métastases.