Effet de la combinaison des radiations ionisantes et de molécules radio-sensibilisantes dans des modèles de cancer du sein
Le programme proposé vise à évaluer l'efficacité de molécules améliorant les effets de la radiothérapie, dans des modèles in vitro et in vivo de cancer du sein. Deux types de molécules, à savoir un inhibiteur de la maintenance du génome mitochondrial et un inhibiteur de la voie du Base Excision Repair feront l'objet d'un test d'efficacité de radiopotentialisation dans les modèles.
Les inhibiteurs pressentis, qu’ils ciblent la maintenance du génome mitochondrial ou la voie du BER, font déjà l’objet de recherches in vitro, au sein du laboratoire et chez des collaborateurs. Nous avons montré que l’inhibition des mécanismes étudiés permet une diminution de la réparation des cassures de l’ADN suivant un stress génotoxique. Durant ce projet, nous évaluerons les effets des inhibiteurs sur les réparations des dommages à l’ADN induits par les irradiations de différents types (conventionnelle, ultra haut débit de dose, voire débit de dose extrême), ainsi que les mécanismes associés.
Une variabilité de réponse aux combinaisons thérapeutiques est très fréquemment observée lors du passage des modèles in vitro aux modèles in vivo. Ainsi nous évaluerons les inhibiteurs d’une part sur des modèles de lignées cellulaires bien caractérisés au laboratoire, et correspondant à différents sous-types de cancer du sein. D’autre part, les études seront complétées par une validation des effets relevés in vitro sur un modèle murin de cancer du sein. Ce modèle de xénogreffes, développé dans des animaux immunocompétents, permet un suivi clinique, histologique, et immunitaire des animaux et de leurs tumeurs afin de confirmer l'intérêt des molécules pour une application thérapeutique en appui à la radiothérapie.
Ce programme bénéficiera des collaborations du laboratoire avec des physiciens et des chimistes, et des installations expérimentales et plateformes de l'IRCM (irradiation, expérimentation animale, microscopie, cytométrie, etc...)
Développement d’un système dosimétrique pour le suivi des traces alpha dans les essais in vitro de la radiothérapie interne vectorisée alpha
La thérapie alpha ciblée (TAC) est une nouvelle méthode prometteuse pour traiter le cancer. Elle utilise des substances radioactives appelées radioisotopes émetteurs alpha, qui sont injectées dans le corps du patient. Ces substances se dirigent spécifiquement vers les cellules cancéreuses, ce qui permet de concentrer la radiation là où elle est le plus nécessaire, c'est-à-dire près des tumeurs. Les particules alpha sont particulièrement efficaces car elles ont une courte portée et peuvent détruire les cellules cancéreuses de manière très ciblée.
Comme pour tout nouveau traitement, la TAC doit passer par des études précliniques pour vérifier son efficacité et la comparer à d'autres traitements existants. Une partie importante de ces recherches se fait en laboratoire, où des cellules cancéreuses sont exposées à ces substances radioactives pour observer leurs effets, comme le taux de survie des cellules. Cependant, évaluer l'impact des particules alpha nécessite des méthodes spécifiques, car leur comportement es
Dynamique des protéines associées aux filaments nucléoprotéiques Rad51 - Implication dans la régulation de la recombinaison homologue
La recombinaison homologue (RH) est un mécanisme majeur de réparation des cassures double-brin de l'ADN induites par les radiations ionisantes. Une étape clé de la RH est la formation de filaments nucléoprotéique Rad51 sur l'ADN simple brin généré par ces cassures. Nous avons été les premiers a montré chez la levure qu'un contrôle strict de ces filaments est essentiel afin que la RH n'induise pas elle-même de réarrangements chromosomiques (eLife 2018, Cells 2021). Chez l'homme, les homologues fonctionnels des protéines de contrôle sont des suppresseurs de tumeurs. Ainsi, le contrôle de la RH semble être aussi important que le mécanisme de la RH lui-même. Notre projet implique l'utilisation de nouveaux outils moléculaires permettant une percée dans l'étude de ces contrôles. Nous utiliserons une version fonctionnelle fluorescente de la protéine Rad51 développée pour la première fois par nos collaborateurs A. Taddei (Institut Curie), R. Guérois et F. Ochsenbein (I2BC, Joliot, CEA). Cette avancée majeure nous permettra d'observer l'influence des protéines de contrôle sur la réparation de l'ADN par microscopie dans des cellules vivantes. Nous avons également développé des modèles structuraux très précis des complexes de protéines de contrôle en association avec les filaments Rad51. Nous recourrons à une approche multidisciplinaire basée sur la génétique, la biologie moléculaire, la microscopie, la biochimie et la structure des protéines en collaboration avec le laboratoire de W.D. Heyer (University of California, Davis, USA), pour comprendre la fonction des régulateurs de la formation des filaments Rad51. La description de l’organisation de ces protéines avec les filaments Rad51 nous permettra de développer de nouvelles approches thérapeutiques.
Modèle d’organoïdes cérébraux complexes reproduisant la niche tumorale du glioblastome et sa composante immunitaire pour le développement d’une médecine personnalisée
Le glioblastome, responsable de 3 500 décès annuels en France, est une tumeur cérébrale extrêmement agressive et résistante aux traitements actuels. Les essais cliniques d’immunothérapie n’ont montré que des effets transitoires, soulignant l'importance de comprendre les mécanismes de résistance et de développer des stratégies thérapeutiques mieux ciblées.
Nous avons développé un modèle innovant d’invasion de cellules souches de gliome dans des organoïdes cérébraux immunocompétents et vascularisés, dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) (Raguin et coll. Soumis). Ce modèle reproduit fidèlement la niche tumorale du glioblastome, incluant la cooptation vasculaire, la reprogrammation de la microglie en macrophages associés aux tumeurs et la récurrence tumorale après radiothérapie.
L’objectif de ce projet de thèse est de dériver un modèle d’organoïdes cérébraux universel pour le transfert aux cellules de gliomes issues de patients et des lymphocytes afin d’optimiser l’approche d’immunothérapie (cellules CAR-T).
Il s’agira de créer un modèle universel d’organoïdes cérébraux humains immunitairement "silencieux" en supprimant l’expression du système HLA classes I/II dans les iPSC (CRISPR/CAS9 pour les gènes ß2M et CIITA). Par ailleurs, il s’agira d’élucider les mécanismes d’immunosuppression induits par l’irradiation, tels que la reprogrammation des cellules microgliales/macrophages et l’implication de la sénescence. Différentes approches visant à rendre le microenvironnement tumoral plus propice à l’immunothérapie seront explorées, comme en activant la voie de l'interféron de type I par modification génétique ou via des agonistes de la voie cGAS/STING. Par la suite, l'utilisation de cellules CAR-T ciblant un antigène surexprimé par les cellules de glioblastome (CD276/B7-H3) sera étudiée. Ce modèle pourra être utilisé en médecine personnalisée, en co-cultivant les cellules tumorales, les monocytes et les cellules CAR-T des patients.
Ce projet offre des perspectives innovantes pour le traitement personnalisé du glioblastome via l'immunothérapie et pourrait représenter une avancée majeure dans cette approche thérapeutique.