Thèse Hétérogénéité Tumorale et Immunitaire Dynamique Évolutive et Résistance aux Traitements dans les Métastases Leptoméningées du Cancer du Sein H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : CanBioS - Cancérologie, Biologie, Santé de Lyon Laboratoire de recherche : CRCL - CENTRE DE RECHERCHE EN CANCÉROLOGIE DE LYON Direction de la thèse : Pierre MARTINEZ ORCID 7069000170694413 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-10-04T23:59:59 En pratique, nous chercherons :

1. A identifier a posteriori les caractéristiques génomiques des patientes développant des MLM en comparaison avec celles qui n'en développent pas, ainsi que les altérations potentiellement causales apparaissant entre les tumeurs primaires et les cellules tumorales du LCS appariées.

2. A identifier via l'analyse transcriptomique longitudinale au cours du traitement, les sous-populations à la fois dans le contingent tumoral et dans le microenvironnement

3. A corréler les profils transcriptomiques aux morphotypes tumoraux identifiés sur les lames de cytologie appariées, qui ne font à ce jour l'objet d'aucune caractérisation moléculaire.

La thèse s'articulera en 3 axes :

Axe 1) Identification des facteurs de risque de MLM dans les tumeurs primaires

Axe 2) Étude longitudinale de la dynamique clonale des MLM
2.1) De la tumeur primaire aux cellules tumorales du LCS
2.2) Au cours des traitements par chimiothérapie intrathécale

Axe 3) Caractérisation de l'hétérogénéité des MLM
3.1) Sous-populations tumorales au diagnostic et au cours des traitements
3.2) Sous-populations immunitaires et leur prévalence au diagnostic et au cours des traitements
Bien que de nature exploratoire, ce projet a pour ambition de faire émerger des biomarqueurs tumoraux et microenvironnementaux à fort potentiel de transposition clinique, qui pourront être validés rétrospectivement dans l'ensemble de la cohorte CALME, puis confirmés dans des cohortes externes indépendantes, afin de mieux prédire le risque de développer une MLM, d'affiner la stratification pronostique et d'anticiper la réponse aux traitements.
Les métastases leptoméningées (MLM) constituent l'une des complications les plus graves du cancer du sein métastatique. Elles correspondent à la dissémination de cellules tumorales dans les leptoméninges et le liquide cérébrospinal (LCS), un compartiment dans lequel l'exposition aux traitements systémiques reste limitée. Elles concernent 5 à 10 % des patientes atteintes d'un cancer du sein métastatique, soit environ 1 000 à 1 500 femmes par an en France [1].

Le projet de thèse se concentrera sur les MLM de type I, de plus mauvais pronostic, définies par la présence de cellules tumorales dans le LCS. Dans ce sous-type, l'aggravation progressive des déficits neurologiques jusqu'au décès par défaillance neurologique est directement liée à la prolifération des cellules tumorales dans le LCS. Le contrôle de la charge tumorale dans le LCS constitue ainsi un objectif thérapeutique majeur et fonde notamment le rationnel des traitements intrathécaux [2]. Cependant, ce constat doit être nuancé pour le sous-type HER2+, qui bénéficie désormais de nouveaux traitements systémiques ciblés efficaces en cas de MLM de type I, avec une amélioration importante du pronostic. Dans le projet HIDRA, nous proposons donc de nous concentrer sur une population plus homogène en termes de pronostic et de stratégies thérapeutiques, celle des patientes HER2-, qui représentent en pratique la majorité des patientes atteintes de MLM (> 80 %).

Au Centre Léon Bérard (CLB), toutes les patientes atteintes de MLM sont intégrées depuis 2022 dans la cohorte-biobanque prospective CALME et bénéficient d'un parcours de soins standardisé. Pour les MLM de type I, RH+/-, HER2-, ce parcours comprend plusieurs lignes de chimiothérapie intrathécale, associées à des traitements systémiques, le plus souvent des chimiothérapies. La médiane de survie des patientes de la cohorte CALME atteintes de MLM de type I est actuellement de 9,95 mois pour les RH- et de 12,42 mois pour les RH+. Ces résultats montrent que les stratégies thérapeutiques actuelles, notamment fondées sur les données de l'essai randomisé DEPOSEIN [3], permettent d'obtenir des survies plus favorables que celles rapportées dans les cohortes historiques, dans lesquelles la survie médiane était généralement limitée à quelques mois. Cependant, environ 20 % des patientes présentent une résistance d'emblée aux traitements et 50 % rechutent au cours des 3 premiers mois. Aucun examen utilisé en routine ne permet aujourd'hui d'identifier, dès l'instauration du traitement, les patientes qui seront résistantes d'emblée, celles qui présenteront une progression précoce ou, au contraire, celles qui bénéficieront durablement des traitements.
Des travaux récents suggèrent une importante hétérogénéité biologique des MLM. Les cellules tumorales peuvent être retrouvées sous forme de cellules disséminées circulant dans le LCS ou sous forme de populations organisées adhérant aux leptoméninges [4]. En effet, les cellules tumorales du LCS démontrent une capacité d'adaptation unique à leur microenvironnement [5,6], et leur présence induit un remaniement du microenvironnement immunitaire [7]. À ce jour, il n'existe aucun marqueur prédictif utilisé en routine pour prédire le risque de MLM de type I, ni aucun biomarqueur, qu'il soit tumoral ou microenvironnemental, de la réponse ou de la résistance au traitement de 1re ligne par chimiothérapie intrathécale.

Dans le cadre de la cohorte CALME et via l'essai clinique PROFILER, nous avons pu réaliser un séquençage ADN de type bulk sur un panel de mutations (324 gènes) et l'appréciation des altérations du nombre de copies (CNA) de la tumeur primaire et des cellules du LCS sur 30 patientes, ainsi qu'un suivi longitudinal sur 10 patientes par séquençage de l'ARN 3' en cellule unique (Chromium, 10x Genomics) couplé à un FACS spectral, permettant d'obtenir une cartographie précise des populations immunitaires et des caractéristiques transcriptomiques des populations tumorales, au diagnostic au minimum et, lorsque cela a été possible, après 4 injections intrathécales de méthotrexate (n = 7) et lors de la rechute (n = 2). Ces données seront complétées par une nouvelle série de patientes (n = 20) suivie de manière longitudinale par la technique STAMP, appliquée sur lame Xenium (10x Genomics), qui permet d'obtenir un profil transcriptomique en cellule unique par imagerie, à moindre coût (réduction de 5 à 10 fois du coût par échantillon comparé à la technologie Chromium, 10x Genomics), tout en portant sur 5 000 gènes [8]. Cette technique permet également de combiner les données transcriptomiques à l'échelle de la cellule avec une imagerie permettant d'identifier certaines caractéristiques morphologiques de la cellule (taille et forme du noyau et de la cellule). Elle permet notamment, via les lames de cytologie appariées, de corréler un morphotype tumoral à un phénotype transcriptomique. En effet, une relecture des lames de cytologie portant sur 60 MLM de type I HER2- de la cohorte CALME montre une hétérogénéité morphologique inter-patiente et intra-patiente, avec des formes récurrentes : amiboïdes à pseudopodes, en bague à chaton, microvésiculaires, macrovésiculaires, à blebs, en sphères ou plurinucléées. Cette hétérogénéité se modifie au cours du temps sous la pression des traitements, avec l'émergence de morphotypes prédominants résistants.

Le/la candidat(e) devra être à l'aise avec l'utilisation du langage R et des environnements UNIX/Linux. De bonnes notions de biologie, statistique et de l'expérience en analyse singe-cell RNA-seq fortement souhaitées.

• Statistiques
• UNIX
• Extraction d'ADN
• Linux