Soutenance de thèse de Mathilde GUERIN

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Pathologie Humaine - Spécialité Oncologie
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
proteomique,sein,HER2,,
Keywords
proteomics,breast,HER2,,
Titre de thèse
Développement d'une approche de protéomique quantitative appliquée au diagnostic des cancers du sein HER2 positif
Development of selected reaction monitoring (SRM)-based quantitative proteomics applied to personalized targeted therapeutics of HER2-positive breast cancer
Date
Jeudi 1 février 2018 à 15:30
Adresse
232 Bd Sainte Marguerite 13009 Marseille
bibliotheque centre de recherche en cancérologie de marseille
Jury
Directeur de these Anthony GONCALVES Institut Paoli-Calmettes Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
CoDirecteur de these Luc CAMOIN Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
Examinateur Daniel OLIVE Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille
Rapporteur Julie HARDOUIN Université de Rouen
Rapporteur Florence LEREBOURS Hôpital René Huguenin Institut Curie
Examinateur William JACOT Institut Regional du Cancer Montpellier

Résumé de la thèse

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme. Le trastuzumab, anticorps monoclonal dirigé contre la protéine HER2, a transformé le pronostic des cancers du sein surexprimant HER2. Depuis, un grand nombre d’autres thérapies ciblant HER2 et/ou d’autres protéines de la voie HER2, impliquées dans la résistance au T ont émergé, améliorant encore le pronostic. La diversité des anomalies moléculaires opérant au sein des tumeurs, la richesse des alternatives thérapeutiques disponibles et leur coût potentiel plaident pour l’utilisation de biomarqueurs prédictifs afin de rationaliser la décision thérapeutique. L’une des approches les plus performantes pour l’analyse de ce niveau protéique est l’utilisation de la protéomique ciblée. Ces approches permettent de détecter et mesurer un panel de protéines au sein d’échantillons complexes permettant ainsi la quantification simultanée d’un jeu de biomarqueurs spécifiques au sein d’un tissu tumoral. L’objectif de ce projet de thèse a été de développer une approche de protéomique quantitative ciblée de type PRM (Parallel Reaction Monitoring), afin d’évaluer les protéines clés de la voie HER2, dans le but d’obtenir une vision plus globale de l’expression de ces protéines, ainsi que leur état d’activation, dans différents types d’échantillons tumoraux.Pour cela, nous avons tout d’abord sélectionné des peptides protéotypiques de nos protéines d’intérêt (EGFR, HER2, HER3, PTEN) ainsi que des peptides phosphorylés de la protéine HER2 et développer des méthodes d’analyse. Nous avons pu détecter et quantifier ces différents peptides dans 17 lignées cellulaires mammaires, dans des conditions standards et après exposition au trastuzumab ou au lapatinib. Nous avons également pu quantifier ces peptides spécifiques dans des échantillons plus complexes issus de xénogreffes dérivées de cancer du sein humain. Afin d’évaluer la pertinence de cette approche, nous avons corrélé nos résultats issus de la PRM aux « gold » standards actuels, le western blot et l’immuno-cyto/histo-chimie, ainsi qu’aux données issues d’analyses transcriptomiques validées. En conclusion, cette approche pourrait permettre dans le futur d’obtenir une vision globale de l’expression et l’activation des protéines impliquées dans la voie HER2 afin de prédire l’efficacité des différentes thérapeutiques ciblées disponibles, et de progresser vers une médecine « personnalisée ». Cependant, cette approche pourrait être améliorée par l’utilisation de spectromètres de masse plus performants et par le recours à la microdissection laser sur tissu conservé en FFPE (formalin-fixed paraffin- embedded).

Thesis resume

Breast cancer (BC) is the most common cancer in women worldwide. Trastuzumab, a monoclonal antibody targeting HER2 protein considerably improved the prognosis of patients with HER2-positive BC. Since then, other therapeutics emerged targeting HER2-pathway, to further improve prognosis of these patients. The actual gold standard to evaluate HER2 expression is immunohistochemistry (IHC) and FISH (fluorescent in situ hybridization). These approaches are labor-intensive and low-throughput, and present discrepancies between them. Therefore, there is a real need to develop other strategies to rationalize the use of targeted therapeutics against HER2 pathway. Parallel Reaction Monitoring (PRM) is a mass spectrometry-based approach for targeted proteomics,able to detect and quantify numerous proteins with high-throughput, and allowing to follow mutated or activated status of targeted proteins. PRM could be a way to rationalize the use of targeted therapeutics and to go through a more « personalized » medicine. The objective of this project was to detect and quantify proteins implicated in HER2 pathway (EGFR, HER2, HER3, PTEN) but also phosphorylated peptides of HER2 and their response under treatment. Therefore, we first selected proteotypic peptides of each protein and protein assays were generated. We detected and quantified proteotypic peptides of proteins of interest on 17 breast cell lines on control condition and under treatment (trastuzumab or lapatinib). We also evaluated this approach on more complex samples including patients-derived xenografts and human breast cancers. We correlated our data to gold standards western blot and IHC but also to transcriptomic signatures previously validated. In the future, this approach could be able to envision a picture of the expression and activation of proteins implicated in HER2-pathway. However, our strategy could be improved by more efficient mass spectrometers and the use of formalin-fixed paraffin-embedded samples to be used in clinical practice.