Pandiani, Charlotte, STAR, ABES, Centre méditerranéen de médecine moléculaire (C3M), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Côte d'Azur (UCA), Université Côte d'Azur, Corine Bertolotto, Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Uveal melanoma is an aggressive and deadly neoplasm, which develops from melanocytes in the choroid. Treatments of primary UM treatments rely on radiotherapy techniques and surgery. Despite successful treatment of the primary tumor, metastases, that display a pronounced liver tropism, develop in 50% of patients. This implies the existence of a cellular subpopulation, that disseminate early during tumor progression dissemination. Currently, there is no systemic treatment for metastatic UM. At this stage, 80% of patients die within one year. It is therefore essential to better understand the biology of UM, in order to discover new therapeutic targets and, ultimately, to develop effective treatments. Intra-tumor heterogeneity is known to be involved in metastatic spread and treatment resistance in many cancers, yet its role in UM remains to be elucidated. During my thesis, through single cell sequencing, we demonstrated the existence of intra-tumor heterogeneity at genomic and transcriptomic levels in primary UM. We highlighted a new gene signature, associated with a poor prognosis, including genes that have never been reported in the UM. We also identified three distinct transcriptional cell states, associated with cell differentiation, proliferation or invasion. The invasive transcriptional state strongly associates with the poor prognosis gene signature that we have established. Cells expressing this signature were detected within all six tumors that we analyzed, even in those classified by pathologists as of good prognosis. These observations can have a major impact on patients’ prognosis and follow-up. Through our bioinformatics analysis, we identified the transcription factor HES6 as a new marker of poor prognosis in UM. Heterogeneous expression of HES6 in tumors, even in those classified as of good prognosis, was validated by the RNAscope approach. We showed that the inhibition of HES6 expression leads to decrease in proliferation, migration, and invasion of primary UM cell lines, and metastatic development in vivo, in a chicken embryo model. In addition, HES6 inhibition also impairs the proliferation and migration of metastatic UM cell lines, suggesting that HES6 has also a critical role in the metastatic settings. Together, my findings highlight the essential role of HES6 in the progression of UM, and identify HES6 as new target to prevent UM growth and motile ability., Le mélanome uvéal (MU) est la tumeur intraoculaire la plus fréquente chez l’adulte. C’est une tumeur agressive qui dérive de la transformation maligne des mélanocytes. Les traitements du MU primaire reposent sur des techniques de radiothérapies, et sur la chirurgie. Malgré le succès du traitement primaire, plus de 50% des patients développent des métastases qui vont principalement envahir le foie, suggérant l’existence d’une sous-population cellulaire, responsable de la dissémination métastatique. Il n’existe aujourd’hui aucun traitement systémique pour soigner le MU métastatique. A ce stade, 80% des patients meurent dans un délai de 1 an. Il est donc capital de mieux comprendre la biologie du MU, afin de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques et ainsi, à terme, pouvoir proposer un traitement efficace aux patients. L’hétérogénéité intra-tumorale est reconnue pour être impliquée dans la résistance aux traitements et la dissémination métastatique dans de nombreux cancers, mais n’a encore jamais été démontrée dans le MU. Au cours de ma thèse, grâce au séquençage à l’échelle de la cellule unique, nous avons démontré l’existence d’une hétérogénéité intra-tumorale aux niveaux génomique et transcriptomique dans des MU primaires. Nous avons mis en évidence une nouvelle signature, associée à un mauvais pronostic, comprenant des gènes n’ayant encore jamais été décrits dans le MU. Nous avons également identifié trois états transcriptionnels distincts, exprimés par différentes sous populations cellulaires, associés à la différenciation cellulaire, à la prolifération ou à l’invasion. La signature génique que nous avons établie est fortement associée à l’état transcriptionnel invasif, et des cellules exprimant cette signature ont été détectées au sein de chacune des tumeurs analysées, même dans celles classées de bon pronostic par les pathologistes. Cette découverte peut avoir un impact capital sur le pronostic et le suivi des patients. Grâce à nos analyses bio-informatiques, nous avons identifié le facteur de transcription HES6 comme nouveau marqueur de mauvais pronostic du MU. L’expression hétérogène de HES6 au sein des tumeurs, même celles classées de bon pronostic, a été validée par des expériences de RNAscope. J’ai montré que l’inhibition d’expression de HES6 entraine une diminution de la prolifération, de la migration, et de l’invasion dans des lignées de MU primaires, et du développement métastatique in vivo, dans un modèle d’embryon de poulet. De plus, l’inhibition de HES6 bloque aussi la prolifération et la migration des cellules de MU métastatiques. L’ensemble de mes résultats met en évidence le rôle essentiel de HES6 dans la progression du MU, et fait de HES6 une nouvelle cible pour bloquer la croissance et les capacités motiles des cellules de MU.