Les lymphomes cutanés sont un groupe hétérogène de cancers rares qui nécessitent l’accès à un centre de référence pour leur diagnostic et leur traitement. Les lymphomes cutanés agressifs, dont le mycosis fongoïde transformé (T-MF), le syndrome de Sézary (SS) et le lymphome cutané primaire à grandes cellules B – type jambe (PCLBCL-LT), surviennent, majoritairement, chez des patients âgés et représentent un enjeu thérapeutique non satisfait. Nous avons cherché à caractériser les altérations génétiques et les voies de signalisation pour établir de nouveaux biomarqueurs de diagnostic, de pronostic ou de prédiction. Dans les lymphomes cutanés à cellules T (CTCL), nous avons identifié la prévalence élevée de certaines altérations génétiques associées aux sous-types et à la progression (gènes DUSP22 et TP53) et le rôle de l’activité télomérase dans l’oncogenèse et la progression des CTCL. Pour comprendre les fonctions de ces altérations, nous avons établi de nouvelles lignées cellulaires et des modèles précliniques originaux de CTCL présentant de nombreuses caractéristiques de la maladie telles que l’épidermotropisme, la diffusion sanguine et la dissémination aux organes. Le stade de maturation/différenciation des CTCL est très débattu en fonction de leur phénotype (cellules T naïves, à mémoire centrale ou à mémoire effectrice). Afin de déterminer si les CTCL sont issus de différents stades de cellules T, s’ils présentent des phénotypes aberrants qui remettent en cause cette caractérisation, ou s’ils peuvent présenter une hétérogénéité ou une plasticité intra-clonale, soit au niveau spatial ou tissulaire, soit au fil du temps et de la progression de la maladie, nous développons le séquençage de l’exome entier, le RNAseq et le scRNAseq sur nos modèles CTCL originaux. De plus, notre équipe a récemment rejoint le réseau Euroflow visant à standardiser la caractérisation des SS par cytométrie de flux.

Dans les lymphomes cutanés à grandes cellules B, nous avons identifié les mutations MYD88 et BCR comme étant respectivement des biomarqueurs diagnostiques et prédictifs de la réponse au traitement par rituximab et polychimiothérapie (R-PCT). Étant donné que la mutation MYD88 entraîne l’activation de la voie NF-kB, nous avons mené le seul essai clinique à ce jour dans ces lymphomes avec le lénalidomide. En utilisant le séquençage de l’ARN combiné à une analyse protéomique sur les échantillons de patients, nous identifions actuellement les altérations génomiques et des voies de signalisation, les cibles thérapeutiques potentielles et les biomarqueurs prédictifs dans les lymphomes cutanés à grandes cellules B et les carcinomes cutanés à différents stades de la carcinogenèse. La validation fonctionnelle des cibles thérapeutiques ainsi que l’évaluation de la réponse aux médicaments conventionnels ou innovants sont en cours d’étude.

Concernant les carcinomes épidermoïdes cutanés (CEC), nous créons une biobanque des échantillons humains suivants : kératose actinique (KA), CEC in situ, CEC infiltrant et, CEC récurrent/métastatique (référence CPP : AU 1485 ; Ref ID-CRB : 2018-A03096-49 ; biobanque impliquée : « Centre de Ressources Biologiques » (CRB)). Grâce à notre expertise en matière de séquençage de l’ADN et de l’ARN, nous ferons une analyse génétique du CEC humain à différents stades de la carcinogenèse.

Objectif 1 : Comprendre l’oncogenèse pour explorer de nouveaux biomarqueurs diagnostiques et prédictifs ainsi que pour identifier et valider des cibles thérapeutiques.

Objectif 2 : Déterminer des caractéristiques génétiques spécifiques aux carcinomes épidermoïdes

En raison de sa fonction centrale dans de nombreux processus cellulaires, notamment la progression du cycle cellulaire, l’apoptose/sénescence et l’autophagie, le métabolisme énergétique joue un rôle crucial dans la carcinogenèse. Il est maintenant largement admis que la phosphorylation oxydative mitochondriale (OXPHOS) et la glycolyse collaborent pour soutenir les besoins énergétiques variables et les besoins anaboliques des cellules tumorales et que ces dernières parviennent à satisfaire ces besoins par divers mécanismes. Le rôle crucial des mitochondries dans la carcinogenèse et la régulation des gènes a été mis en évidence par des études récentes sur les divers oncométabolites produits par le cycle TCA et par le rôle de la glutaminolyse. Il est également essentiel de mieux comprendre ce qui détermine la bioénergétique tumorale afin de développer des thérapies métaboliques adaptées, comme cela est proposé proposé pour les tumeurs mutantes isocitrate déshydrogénase (IDH) 1 et 2.

En nous concentrant sur le rôle du métabolisme oxydatif et énergétique dans la carcinogenèse induite par les UVB, nous avons récemment découvert que les changements précoces du métabolisme oxydatif et énergétique jouent un rôle crucial dans le déclenchement de la carcinogenèse UVBinduite (PMID: 29925003, 30878676, 31551419). Nos résultats indiquent que des modifications métaboliques spécifiques se produisent au tout début de la photocarcinogenèse. En déchiffrant les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces changements métaboliques précoces, nous avons montré qu’un mode spécifique d’alimentation des électrons dans la chaîne de transport des électrons (ETC) se produit après une irradiation chronique. En effet, la partie distale de l’ETC est régulée à la hausse dans les lésions précancéreuses en raison de la suractivation de la dihydroorotate déshydrogénase (DHODH), l’enzyme qui catalyse la quatrième étape de la synthèse de la pyrimidine. Les souris ayant une activité réduite de la DHODH ou une ETC altérée dans les kératinocytes n’ont pas développé de lésions pré-malignes et malignes (PMID: 29925003). Nos résultats ont également montré que la DHODH est une cible prometteuse pour la chimioprévention et le traitement combiné des CEC induits par les UVB (PMID: 31551419). Bien que les thérapies des cancers humains basées sur les vulnérabilités bioénergétiques aient récemment fait l’objet d’une grande attention, plusieurs études ont mis en évidence une hétérogénéité métabolique entre patients et soulevant l’importance du phénotypage métabolique dans le traitement du cancer. Étant donné que peu d’attention ait été accordée au profilage bioénergétique des carcinomes ainsi qu’à celui des lymphomes cutanés, notre principal objectif est de caractériser leurs spéificités métaboliques.

Objectif 1 : Cibler les vulnérabilités du métabolisme énergétique (ex : voies de biosynthèse de novo de la pyrimidine et/ou des purines et OXPHOS) comme nouvelles stratégies préventives et/ou comme options thérapeutiques prometteuses

Objectif 2 : Les caractéristiques métaboliques pourraient être utilisées comme biomarqueurs pronostiques et diagnostiques pour identifier les lésions précancéreuses et cancéreuses à risque élevé d’évolution

Objectif 3 : Identifier des caractéristiques métaboliques dans les lymphomes T cutanés

A l’heure actuelle, de plus en plus d’éléments attestent de la contribution des composants du microenvironnement cutané à la physiologie de la peau en général et au développement des tumeurs cutanées en particulier.

Outre ses effets mutagènes directs, le rayonnement solaire UV affecte le microenvironnement cutané en influençant l’interaction entre les kératinocytes, les fibroblastes, les mélanocytes, les cellules immunitaires et les cellules endothéliales. La coopération entre les différents composants de la peau établit les bases d’une réponse appropriée et coordonnée aux effets délétères du rayonnement UV. Cette réponse intégrée à l’exposition aux UV fournit une barrière photoprotectrice en affectant la pigmentation constitutive et induite par les UV, l’épaisseur de la couche cornée, les caractéristiques métaboliques ainsi que les propriétés immunitaires et angiogéniques de la peau (PMID: 28990413, PMID: 29938913). Bien que les réponses de la peau au rayonnement UV aient été étudiées pour chaque type cellulaire, peu d’attention a été accordée à la réponse interconnectée des différents acteurs « en réseau » susmentionnée. Mettant à profit notre relation avec le centre national de référence pour les maladies rares de la peau du CHU de Bordeaux, nous avons étudié certains troubles pigmentaires liés aux UV en utilisant des équivalents de peau en 3D et nous avons développé des modèles mimant le lentigo sénile (ou tâche de vieillesse) (PMID: 24533682), le melasma (PMID: 30478899), et le xeroderma pigmentosum (PMID: 21123941). À l’aide de ces modèles, nous avons mis en évidence l’impact des composants dermiques sur le profil pigmentaire de la peau (PMID: 31692218, PMID: 31954725, PMID: 32633087). De plus, nos études récentes ont mis en évidence que la sensibilité de l’hémangiome infantile cutané au propranolol (le traitement de première intention de l’hémangiome infantile sévère) dépend d’un dialogue croisé entre les cellules vasculaires lésionnelles et les télocytes stromaux  (PMID: 33558238, https://doi.org/10.3390/ijms23095140). L’un de nos objectifs est donc d’élucider la relation entre les kératinocytes, les fibroblastes, les mélanocytes, les télocytes, les cellules immunitaires et les cellules endothéliales au cours de la réaction cutanée à l’exposition aux UV, en portant une attention particulière à la contribution de la pigmentation et de l’angiogenèse à la photoprotection et à la carcinogenèse induite par les UV.

Elucider la relation entre les différentes composantes du microenvironnement cutané et les cellules tumorales constitue aujourd’hui l’un des défis les plus importants à relever. Par conséquent, un de nos objectifs est d’étudier le rôle du microenvironnement dans les cancers de la peau. Le paysage du microenvironnement des carcinomes cutanés et des lymphomes cutanés en fonction du stade des tumeurs est étudié par scRNAseq, de la transcriptomique spatiale et de l’immunofluorescence en multiplexage. Pour déchiffrer les relations entre les cellules tumorales et le microenvironnement, nous utilisons des co-cultures 2D autologues classiques comprenant des cellules tumorales, des cellules épidermiques et divers composants dermiques (composants de la matrice extracellulaire, fibroblastes, télocytes, cellules immunitaires et endothéliales). La pertinence fonctionnelle du dialogue identifié entre les différents composants du microenvironnement tumoral et les cellules tumorales est ensuite étudiée à l’aide de modèles innovants in vitro en 3D incluant la technologie des capsules cellulaires (PMID: 34555842), la peau reconstruite et in vivo à l’aide de modèles de souris (xénogreffes, souris transgéniques, peau de souris humanisées, xénopes et CAM). Afin de vérifier le rôle des facteurs impliqués dans ce dialogue, nous modulons dans nos modèles l’expression de ces facteurs en les sur- ou sous-exprimant (vecteurs lentiviraux, shARN ou CRISPR/CAS9)..

Les modèles précliniques (modèles de culture 3D, lignées cellulaires et PDX) permettront de valider au niveau fonctionnel le rôle de l’environnement tumoral dans l’oncogenèse, d’identifier les voies moléculaires impliquées dans la résistance aux traitements induite par le microenvironnement et de valider des cibles thérapeutiques potentielles.

Objectif 1 : Le microenvironnement cutané dans la physiologie de la peau

Objectif 2 : Le microenvironnement cutané dans la photoprotection et la photocarcinogenèse

Objectif 3 : Caractérisation fonctionnelle du microenvironnement des lymphomes cutanés.