Le glioblastome (GB) est la tumeur cérébrale primaire la plus courante et la plus maligne chez l'adulte. Malgré l'excision chirurgicale de la tumeur suivie de radiothérapie et de chimiothérapie, la survie médiane reste inférieure à 22 mois après le diagnostic. Plusieurs facteurs contribuent à l'échec thérapeutique dans le GB, l'un d'eux étant la présence de cellules ayant des caractéristiques semblables à celles des cellules souches ou des progéniteurs, appelées cellules souches de tumeurs cérébrales (BTSCs). Les BTSCs présentent un phénotype hyper-agressif, avec une résistance accrue aux thérapies, une capacité invasive élevée et la capacité de régénérer la tumeur, ce qui entraîne des récidives tumorales et une mortalité chez les patients. Les BTSCs possèdent un phénotype dynamique et peuvent évoluer en réponse à des signaux micro-environnementaux ou thérapeutiques, ce qui leur permet de survivre. Par conséquent, cibler les BTSCs est devenu une stratégie thérapeutique prometteuse.

Les BTSCs vivent dans un micro-environnement tumoral complexe et unique au cerveau, où elles interagissent avec leur micro-environnement. Ces interactions sont importantes pour maintenir leurs propriétés malignes, notamment leur capacité d'invasion, leur résistance aux thérapies, leur bioénergétique et leurs voies oncogéniques. Récemment, le rôle des neurones a suscité un intérêt particulier dans les recherches menées sur le GB. En effet, les neurones ne sont pas seulement là pour maintenir l'homéostasie cérébrale, mais représentent également un composant majeur du micro-environnement tumoral, contribuant à la croissance et à l'invasion des cellules de GB. Si le rôle des interactions physiques entre les neurones et les cellules de GB a été démontré, peu d'études ont, jusqu'à présent, exploré le rôle des facteurs sécrétés par les neurones sur la progression du GB. C'est pourquoi ce projet vise à étudier le rôle des facteurs sécrétés par les neurones, leur impact sur le phénotype des BTSCs et les mécanismes impliqués dans la réponse des BTSCs.

Une culture de neurones purifiés dérivés d'embryons de souris a été mise au point pour étudier le rôle des facteurs sécrétés. Des résultats préliminaires montrent que le milieu conditionné de neurones induit une augmentation significative de l'invasion de plusieurs lignées de BTSCs. L'effet du milieu conditionné de neurones sur le phénotype des BTSCs sera étudié plus en détail, en s'intéressant à leur capacité proliférative, leur métabolisme, leurs propriétés souches, leur tumorigenèse et leur résistance aux thérapies. Des modèles neuronaux d'origine humaine seront également utilisés, en différenciant des iPSCs et des cellules progénitrices neurales en neurones, ainsi qu'un modèle de co-culture.

Ensuite, les facteurs impliqués dans les changements de phénotypes induit par le milieu conditionné de neurones seront identifiés. Dans un premier temps, les études se concentreront sur la fraction supérieure à 100 kDa, qui semble avoir l'effet le plus marqué sur l'invasion. Afin de déterminer si les effets sont induits par des protéines sécrétés ou des facteurs contenus dans des vésicules extracellulaires, les vésicules extracellulaires seront isolées par ultracentrifugation et leur effet sur l'invasion des BTSCs sera testé. Des analyses protéomiques et/ou du séquençage seront ensuite réalisés pour identifier ces facteurs. Leur rôle sera étudié en générant des neurones n'exprimant pas le(s) gène(s) d'intérêts ou en neutralisant les protéines d'intérêts présentent dans le milieu conditionné à l'aide d'anticorps.

Les voies de signalisations activées dans les BTSCs en réponse aux facteurs secrétés par les neurones seront également étudié. Du séquençage de l'ARN des BTSCs en présence de milieu conditionné a été réalisé, et plusieurs cibles ont été identifiées. Des approches génétiques et pharmacologiques seront utilisées pour inhiber ces cibles et évaluer leur potentiel thérapeutique.
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Glioblastoma (GB) is the most common and malignant primary brain tumor in adults. Despite surgical excision of the tumor followed by radiation therapy and chemotherapy, the median survival remains less than 22 months after diagnosis. Several factors contribute to therapeutic failure in GB, one of which is the presence of cells with stem-like or progenitor characteristics, known as brain tumor stem cells (BTSCs). BTSCs exhibit a hyper-aggressive phenotype, with increased resistance to therapies, high invasive capacity, and the ability to regenerate the tumor, leading to tumor recurrence and patient mortality. BTSCs possess a dynamic phenotype and can evolve in response to microenvironmental or therapeutic signals, allowing them to survive. Therefore, targeting BTSCs has become a promising therapeutic strategy.

BTSCs reside within a complex and unique tumor microenvironment in the brain, where they interact with their surroundings. These interactions are critical for maintaining their malignant properties, including their ability to invade, resist therapies, manage bioenergetics, and activate oncogenic pathways. Recently, the role of neurons has attracted particular interest in GB research. Indeed, neurons are not only involved in maintaining brain homeostasis, but they also represent a major component of the tumor microenvironment, contributing to the growth and invasion of GB cells. While the role of physical interactions between neurons and GB cells has been demonstrated, few studies have, to date, explored the role of secreted factors from neurons in GB progression. Therefore, this project aims to study the role of secreted factors from neurons, their impact on the phenotype of BTSCs, and the mechanisms involved in BTSCs' response.

A culture of purified neurons derived from mouse embryos has been developed to study the role of secreted factors. Preliminary results show that conditioned medium from neurons induces a significant increase in invasion in several BTSC lines. The effect of neuronal conditioned medium on the phenotype of BTSCs will be studied in greater detail, focusing on their proliferative capacity, metabolism, stem properties, tumorigenesis, and resistance to therapies. Human-derived neuronal models by differentiating iPSCs and neural progenitor cells into neurons, and co-culture model will also be used.

Next, the factors involved in the phenotype changes induced by neuronal conditioned medium will be identified. First, studies will focus on the fraction above 100 kDa, which appears to have the strongest effect on invasion. To determine if the effects are induced by secreted proteins or factors contained within extracellular vesicles, vesicles will be isolated by ultracentrifugation, and their effect on BTSC invasion will be tested. Proteomic analyses and/or sequencing will then be performed to identify these factors. Their role will be studied by generating neurons that do not express the genes of interest or by neutralizing the proteins of interest present in the conditioned medium using antibodies.

Signaling pathways activated in BTSCs in response to secreted factors from neurons will also be investigated. RNA sequencing of BTSCs in the presence of conditioned medium has been performed, and several targets have been identified. Genetic and pharmacological approaches will be used to inhibit these targets and evaluate their therapeutic potential.
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Début de la thèse : 01/10/2025

Funding category:

Contrat doctoral libre