Résumé

Le gène suppresseur de tumeur NF1 code la neurofibromine, une protéine inhibitrice de la voie de signalisation cellulaire RAS/MAPK (Mitogen-activated protein kinases). Des altérations somatiques de NF1 ont été identifiées dans plusieurs types de cancers sporadiques en dehors du contexte héréditaire de la neurofibromatose de type 1 (MIM#162200). Le profil moléculaire des adénocarcinomes pulmonaires, un cancer fréquent avec un pronostic défavorable, joue un rôle central dans la détermination de la stratégie thérapeutique. Mon équipe d’accueil a confirmé que ces mutations somatiques de NF1 déterminaient un sous-type spécifique d’adénocarcinomes bronchiques, dans environ 10% des cas.  A ce jour, aucune thérapie ciblée spécifique n’est indiquée pour les patients atteints de ce sous-type de cancer. Pour améliorer la prise en soin de ces patients, une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et signalétiques liés à la perte de fonction de NF1 est essentielle pour développer des stratégies thérapeutiques personnalisées.

Cette thèse de science s’est articulée autour de trois objectifs principaux, centrés sur les mutations somatiques perte-de-fonction de NF1 : (i) évaluer l’impact fonctionnel et le ciblage des voies de signalisation majeures impliquées, (ii) explorer la réponse immunitaire associée à ces mutations, et (iii) identifier de nouvelles cibles thérapeutiques de létalité synthétique. Nous avons pour cela utilisé des modèles isogéniques (sauvage et muté pour NF1) dérivés d’une lignée épithéliale bronchique immortalisée HBE4-E6/E7-C1.

Nous avons confirmé une activation de la voie RAS/MAPK dans les cellules mutées pour NF1, avec un rôle driver des altérations bi-alléliques, induisant un phénotype tumoral. L'analyse des bases de données publiques sur la sensibilité aux médicaments a révélé une sensibilité accrue des lignées cellulaires d'adénocarcinome pulmonaire muté NF1 aux inhibiteurs des voies RAS/MAPK et PI3K-AKT-mTOR. Des tests pharmacologiques in vitro ont montré une sensibilité des cellules avec mutations bi-alléliques de NF1 au Tramétinib (inhibiteur de MEK). Sa combinaison avec le Buparlisib (inhibiteur de PI3K) induit un effet cytotoxique synergique in vitro et in vivo. Afin d’explorer le lien entre mutation somatique de NF1 et réponse potentielle aux inhibiteurs de points de contrôles immunitaires, nous avons analysé les données publiques de 4,181 échantillons d’adénocarcinomes pulmonaires. Les tumeurs NF1-mutées présentent une charge mutationnelle tumorale significativement plus élevée, une surexpression de marqueurs immunitaires dont PDL-1, une infiltration accrue en lymphocytes CD8+ et macrophages et un enrichissement parmi les tumeurs immunologiquement « chaudes », potentiellement plus sensibles à ce type d’immunothérapie. Enfin, nous avons testé une approche de létalité synthétique pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons mené deux cribles génétiques CRISPR-Cas9 à sélection négative sur nos modèles isogéniques sauvages et mutés pour NF1, nous permettant d’étudier l’influence de la perte-de-fonction de NF1 dans un milieu génétique peu remanié. Ils nous ont permis d’identifier 27 gènes candidats de létalité synthétique. Nous avons validé individuellement cinq d’entre eux à l’aide d’un test de compétition in vitro. Ces expériences ont mis en évidence l’importance critique du système ubiquitine-protéasome pour les adénocarcinomes pulmonaires avec mutation bi-allélique de NF1. Nous avons identifié HUWE1 et FBXW11, deux E3 ligases, comme des gènes de létalité synthétique robustes. Des tests pharmacologiques sont actuellement en cours avec l’inhibiteur BI-8622, ciblant HUWE1.

En conclusion, ce travail a permis de mieux caractériser les altérations somatiques de NF1 dans les adénocarcinomes pulmonaires, d’en déterminer les conséquences fonctionnelles, et de proposer des stratégies thérapeutiques innovantes, incluant des approches combinatoires ciblées et de nouvelles cibles issues de la létalité synthétique.

Mots clefs : Carcinomes bronchiques non à petites cellules, Adénocarcinomes pulmonaires, Gène NF1, Neurofibromine, Mutations somatique, Voie RAS/MAPK, Thérapies ciblées, Immunothérapie, Crible pangénomique CRISPR-Cas9, Létalité synthétique