Study of the microenvironment and oncogenesis of Angiopoietin 2 expressing colorectal cancers

Le cancer colorectal est une maladie grave et fréquente, pour laquelle la survie s'est considérablement améliorée du fait de l'essor des thérapeutiques et des stratégies de combinaisons médico-chirurgicales, même en situation métastatique. C'est également une entité hétérogène, pour laquelle la personnalisation de la prise en charge reste réduite, de par l'absence de scores pronostiques ou prédictifs utilisés en routine et guidant les pratiques. Les classifications moléculaires établies n'ont pas de caractère prédictif et semblent inadaptées au stade métastatique, mais elles peuvent apporter de l'aide à la meilleure compréhension de la biologie des cancers colorectaux et de leur microenvironnement. L'utilisation de tests sériques récapitulant les caractéristiques de la tumeur serait probablement plus simple et moins couteux. La recherche de biomarqueurs résumant les caractéristiques de la tumeur, et guidant les traitements, est donc un enjeu majeur.Ce travail de thèse a porté sur l'étude de l'Angiopoietine 2, de la signature génique et protéique qui lui est associée, et sur l'analyse du microenvironnement et de la réponse immunitaire périphérique Th1 chez des patients atteints d'un cancer colorectal.La première partie du travail a consisté à étudier la valeur pronostique de l'Angiopoietine 2 au sein d'une cohorte de patients atteints d'un cancer colorectal métastatique. Un seuil discriminant de l'Angiopoietine 2 a été établi, définissant les patients de mauvais pronostic, indépendamment associé à la survie globale. Ce dosage améliorait la capacité discriminante de scores pronostiques classiques. La seconde partie du travail a consisté à identifier, à partir de bases de données transcriptomiques, les caractéristiques des patients porteurs de cancer colorectaux et surexprimant l'Angiopoietine 2. Les voies de signalisation et les gènes associés à cette entité de tumeur ont été analysés, pour mieux comprendre les éléments qui confèrent un mauvais pronostic, et pour définir des candidats, protéines sécrétées, pouvant être dosées chez les patients. Une signature génique puis sérique a été élaborée, reflétant le stroma l'angiogenèse l'invasion et la chimiorésistance. Le dosage des marqueurs ANGPT2, CD138 et STC1 sur une cohorte de patients a confirmé l'association de ces biomarqueurs au caractère de chimiorésistance. Cette signature associée aux tumeurs surexprimant l'Angiopoietine 2 est inversement corrélée à la réponse immunitaire dans les premières approches réalisées. Ceci nous a incité à étudier l'effet de la réponse immunitaire périphérique CD4 de type Th1 anti télomérase, COA1 et mésothéline, sur la survie globale des patients atteints de cancers colorectaux métastatiques. L'étude sérique de l'Angiopoietine 2 y a été associée. Nous avons ainsi validé des données récemment publiées dans d'autres localisations tumorales, attestant de la valeur pronostique de la réponse immunitaire périphérique, sur la survie globale pour les cancers du côlon métastatiques (étude prospective Epitopes-CRC02). Une corrélation inverse entre réponse immunitaire CD4 de type Th1 et l'ANGPT2 a été confirmée.Ces travaux ouvrent la voie sur le ciblage spécifique des tumeurs présentant la signature Angiopoietine 2 de chimiorésistance et de stroma abondant, par une approche combinatoire associant des thérapeutiques ciblant le microenvironnement tumoral. Un monitoring est également réalisable pour accompagner ces futurs projets de recherche, et les modèles pronostiques à venir intégreront ces données au sein des tests de survie multi-paramétriques.Colorectal cancer (CRC) is a severe and frequent disease, with important survival improvement due to therapeutic new approaches and surgical methods, even in metastatic setting. It is an heterogeneous entity, and personalized strategies are mandated, whereas few predictive and prognostic biomarkers are available in practical care. Molecular classifications are useful to better understand CRC biological characteristics, but they do not have predictive values, and seem to be inadequate for metastatic setting. Seric biomarkers are attractive since they could recapitulate tumor features, while being simpler and less expansive. There is a need to investigate surrogacy biomarkers illustrating intra tumoral microenvironment, in order to adapt treatment strategies.This thesis is about the clinical and molecular characterization of Angiopoietin 2 (ANGPT2) associated colorectal cancer. Assessment of microenvironment and peripheral immune Th1 response are performed and correlated with this entity.Prognostic value of ANGPT2 in metastatic colorectal cancer was studied in the first part of the manuscript. We described that ANGPT2 plasmatic levels were associated with a worst overall survival in metastatic setting. In the second part, using the open source transcriptomic tools, we decided to define the specific molecular signaling pathways correlated to ANGPT2 expression in CRC and its prognostic value in localized CRC. A specific signature was drawn, combining genes associated with stroma, invasion, angiogenesis, and chemo-resistance. Looking for associated secreted proteins, we could identify a seric signature (combining STC1, CD138 and ANGPT2), predictive for chemo-resistance. An negative correlation was observed between ANGPT2 signature and immune response. The last part of the thesis then explored the prognostic value of anti TERT peripheral immune Th1 response in metastatic colorectal cancer (Epitopes-CRC02 study), and validated its beneficial role for predicting OS. A negative correlation was confirmed, in seric measurement between CD4 immune response and ANGPT2.This work paves the way for individualized treatments in tumors harboring ANGPT2 associated characteristics', targeting the stromal and immune microenvironment. This immune and stromal biomonitoring is feasible and have to be associated to futures clinical studies. Future prognostic scores should probably assess the place of these biomarkers in order to improve their discriminant values