Soutenance de thèse de MONATTE Jean
Titre de thèse
Stratification des sous-types immuno-moléculaires du cancer du sein triple négatif : de la biologie intégrative à la prédiction de la réponse aux traitements
Stratification of immunomolecular subtypes of triple-negative breast cancer: from integrative biology to prediction of treatment response
Résumé de la thèse
Bien que le cancer du sein triple négatif (TNBC) ne représente que 15% des cancers du sein, il contribue néanmoins de manière disproportionnée à la mortalité. Et bien que l'association pembrolizumab-chimiothérapie améliore les résultats, seuls 65% des patientes atteignent une réponse complète pathologique... reflétant l'hétérogénéité profonde du TNBC : une définition immunohistochimique unique englobant de multiples entités moléculaires aux paysages immunitaires et vulnérabilités thérapeutiques variés.
L'Article 1 (en révision à Molecular Cancer) aborde cette hétérogénéité par une caractérisation exhaustive du modèle murin MMTV-R26Met. Grâce à un profilage multi-omique intégratif, nous avons identifié quatre clusters immuno-moléculaires présentant des sensibilités thérapeutiques distinctes, démontrant que les programmes intrinsèques des cellules tumorales façonnent activement les microenvironnements, établissant des architectures immunitaires qui déterminent les réponses thérapeutiques. Mes études complémentaires ont employé un panel élargi de cytométrie en flux spectrale à 31 couleurs intégrant des molécules de point de contrôle immunitaire et des marqueurs de co-stimulation, révélant trois observations critiques. Premièrement, les sous-types enrichis en neutrophiles (S37) et enrichis en macrophages (S39) ont démontré des architectures immunitaires fondamentalement différentes : les tumeurs S37 ont induit une hématopoïèse extramédullaire et une neutrophilie périphérique corrélant avec le fardeau tumoral, absente chez les souris porteuses de S39. Deuxièmement, l'épirubicine a induit une activation immunitaire profonde dans les tumeurs S37 tandis que S39 a maintenu une architecture immunosuppressive, expliquant potentiellement pourquoi les tumeurs enrichies en neutrophiles ont répondu aux combinaisons chimio-immunothérapie alors que les tumeurs enrichies en macrophages ont montré des résultats supérieurs avec la monothérapie anti-PD-1. Troisièmement, les mécanismes de résistance différaient fondamentalement : les tumeurs S37 résistantes ont perdu leur enrichissement en neutrophiles tout en gagnant des lymphocytes T CD8+ dysfonctionnels, tandis que les tumeurs S39 résistantes ont accumulé des neutrophiles et exclu les lymphocytes T. Pour traduire ces découvertes, j'ai analysé 125 patientes atteintes de TNBC recevant pembrolizumab néoadjuvant associé à une chimiothérapie à l'Institut Paoli-Calmettes. Les analyses de régression logistique univariée et multivariée ont indiqué que la taille verticale de la rate pourrait constituer un prédicteur potentiel de réponse à l'immuno-chimiothérapie, fournissant une validation clinique reliant l'activation immunitaire systémique à la réponse thérapeutique.
Thesis resume
Triple-negative breast cancer (TNBC) represents 15% of breast cancers yet contributes disproportionately to mortality. While pembrolizumab plus chemotherapy improves outcomes, only 65% of patients achieve pathological complete response, reflecting TNBC's profound heterogeneity : a single immunohistochemical definition encompassing multiple molecular entities with divergent immune landscapes and therapeutic vulnerabilities.
Article 1 (under revision at Molecular Cancer) addresses this heterogeneity through comprehensive characterization of the MMTV-R26Met mouse model. As co-first author, I contributed with primary responsibility for mouse handling, tissue collection and spectral flow cytometry analyses. Through integrative multi-omics profiling, we identified four immune-molecular clusters with distinct therapeutic sensitivities, demonstrating that tumor cell-intrinsic programs actively shape microenvironments, establishing immune architectures that determine treatment responses.
My supplementary studies employed an expanded 31-color spectral flow cytometry panel incorporating immune checkpoint molecules, co-stimulatory markers revealing three critical insights. First, neutrophil-enriched (S37) and macrophage-enriched (S39) subtypes demonstrated fundamentally different immune architectures: S37 tumors induced extramedullary hematopoiesis and peripheral neutrophilia correlating with tumor burden, absent in S39-bearing mice. Second, epirubicin induced profound immune activation in S37 tumors while S39 maintained immunosuppressive architecture, explaining potentially why neutrophil-enriched tumors responded to chemo-immunotherapy combinations while macrophage-enriched tumors showed superior outcomes with anti-PD-1 monotherapy. Third, resistance mechanisms differed fundamentally: resistant S37 tumors lost neutrophil enrichment while gaining dysfunctional CD8+ T cells, whereas resistant S39 tumors accumulated neutrophils and excluded T cells.
To translate these findings, I analyzed 125 TNBC patients receiving neoadjuvant pembrolizumab plus chemotherapy at Institut Paoli-Calmettes. Univariate and multivariate logistic regression indicated spleen vertical size as a potential predictor of response to immuno-chemotherapy providing clinical validation linking systemic immune activation with therapeutic response.