Résumé :

La moelle osseuse (MO) est un tissu complexe où se déroule l'hématopoïèse, le processus de formation des cellules sanguines, tout au long de la vie adulte. Des altérations génétiques des cellules souches hématopoïétiques (CSH) peuvent augmenter le risque de prolifération incontrôlée et d’arrêt de la différenciation de ces cellules immatures, menant au développement de cancers du sang agressifs tels que les leucémies aiguës. Ces maladies touchent à la fois les enfants et les adultes et sont souvent associées à un pronostic défavorable. La leucémie aiguë lymphoblastique à cellules T (LAL-T), qui prend naissance à partir de précurseurs T malins, est particulièrement invasive. Bien que la chimiothérapie à haute dose soit le traitement principal, elle est souvent associée à une résistance, une rechute et des effets secondaires importants. Des recherches récentes montrent que les leucémies aiguës ont non seulement une base génétique, mais impactent également le microenvironnement de la MO (MEM). Le MEM, composé de cellules stromales non hématopoïétiques et de composants acellulaires, joue un rôle crucial dans le soutien de l'hématopoïèse dans des conditions tant physiologiques que pathophysiologiques. Cette recherche bibliographique, résumée dans une revue en révision dans le journal Leukemia et incluse en annexe de la thèse, met en évidence comment le MEM, en particulier le système vasculaire, fournit des signaux de survie critiques aux cellules leucémiques et subit un remodelage significatif au cours de la progression de la leucémie.

L'objectif de ma thèse est d'explorer l'adaptation maligne du MEM à la progression de la LAL-T, dans le but de mettre en place des stratégies moléculaires efficaces ciblant cette interaction afin d'améliorer la survie des patients.

Dans la première partie de mon travail, nous avons cherché à identifier les acteurs clés du dialogue entre les cellules endothéliales (CE) et les cellules LAL-T en analysant la niche vasculaire de la MO au cours de la progression de la leucémie. Pour ce faire, nous avons utilisé des modèles murins de LAL-T associés à des marqueurs fluorescents dans le MEM. Nous avons combiné la cytométrie spectrale multicolore et la microscopie pour établir un panel de protéines de surface et de matrice extracellulaire (MEC), afin de révéler l'hétérogénéité de la niche vasculaire et ses modifications associées à la LAL-T. Nous avons observé des changements globaux dans la population stromale de la MO, en particulier une répartition déséquilibrée des ostéoprogéniteurs, des péricytes et des CE dans la MO des souris LAL-T à un stade avancé de la maladie. En analysant le microenvironnement de la LAL-T à différents stades (précoce, intermédiaire et tardif) de la progression de la maladie, nous avons identifié 9 sous-populations distinctes de CE, dont 3 sont particulièrement altérées et pourraient être de nouvelles cibles thérapeutiques. Nos données ont révélé une perte importante des vaisseaux sinusoïdaux (VEGFR-2+; Vcam-1+) et une expansion des capillaires avec un phénotype artériel associé à l'expression d'intégrines spécifiques. Spatialement, nous avons observé une vascularisation désorganisée montrant une perte des marqueurs sinusoïdaux CD105 et une expression accrue des marqueurs associés aux artérioles (Sca-1High; Laminin+). De plus, nous avons identifié le remplacement progressif des vaisseaux sinusoïdaux par des capillaires de transition, confirmant les changements structurels et fonctionnels drastiques dans la vasculature de la MO pendant la progression de la LAL-T.

Dans la seconde partie de mon travail, nous avons cherché à valider l'implication de médiateurs spécifiques du MEM dans la progression de la leucémie. Pour ce faire, nous avons mis en place de nouvelles stratégies précliniques visant à perturber le dialogue entre le MEM et la LAL-T. D'une part, nous avons utilisé des modèles murins pour établir des stratégies de génie génétique afin de moduler spécifiquement l'expression génique dans les CE au sein du MEM in vivo. D'autre part, nous avons utilisé un nouveau modèle de MO vascularisée sur puce développé dans notre laboratoire, avec des CE humaines que nous avons ciblées avec des shRNA contre des candidats sélectionnés. Ces systèmes permettraient un criblage à haut débit de multiples cibles en un temps relativement court et avec une utilisation réduite ou nulle d'animaux.

En conclusion, ma thèse met en lumière un remodelage critique de la niche vasculaire de la MO au cours de la progression de la LAL-T, identifiant des sous-populations endothéliales spécifiques comme nouvelles cibles thérapeutiques et posant les bases de stratégies précliniques innovantes pour perturber le dialogue leucémique avec le MEM, dans le but ultime d'améliorer les résultats des patients.

Mots-clés : Leucémie; Moelle osseuse; LAL-T; Cancer; Cellules T; Cellules endothéliales; Niche; Microenvironnement ; Vasculaire.