Thèse Surmonter la Résistance Thérapeutique de la Mrd en Ciblant les Dépendances au Trafic Protéique dans le Cancer du Sein H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health École doctorale : Cancérologie : Biologie - Médecine - Santé Laboratoire de recherche : Laboratoire d'Imagerie Biomédicale Multimodale Paris-Saclay Direction de la thèse : Claude CAPRON ORCID 000000026697695X Début de la thèse : 2026-11-16 Date limite de candidature : 2026-11-09T23:59:59 Le cancer du sein était le deuxième cancer le plus fréquent au monde en 2022 (1). Les métastases du cancer du sein sont considérées comme la première cause de mortalité liée à cette maladie et représentent la majorité des décès (2). Selon des travaux récents, la dissémination métastatique est alimentée, au-delà des altérations génétiques, par des stratégies d'échappement immunitaire, une reprogrammation cellulaire adaptative et des interactions dynamiques avec le microenvironnement tumoral (3). Les cellules de la maladie résiduelle minimale (MRD) - cellules tumorales circulantes, cellules tumorales disséminées et cellules cancéreuses résiduelles persistant au niveau de la tumeur primitive ou à son voisinage - constituent les principaux moteurs de la dissémination métastatique (4,5). Ces cellules subissent des modifications phénotypiques et génotypiques majeures au cours de leur évolution à partir de la tumeur primitive, ce qui leur permet de persister après traitement et de conduire à la rechute (6-8). Les thérapies ciblées, conçues à partir des caractéristiques de la tumeur primitive, ne parviennent pas à éradiquer ces cellules du fait de leur résistance thérapeutique, ce qui souligne la nécessité de stratégies alternatives et efficaces dirigées contre les cellules MRD (9).

Une caractéristique phénotypique essentielle des cellules MRD est l'altération du trafic des protéines membranaires, c'est-à-dire du processus qui assure normalement le transport de protéines telles que HER2 entre les compartiments cellulaires, afin de maintenir l'homéostasie et de soutenir la signalisation en aval (10-12). L'altération de ces processus pourrait retarder l'acheminement de HER2 vers la membrane plasmique dans les cellules MRD du cancer du sein, ce qui expliquerait leur résistance aux thérapies ciblant HER2 (8,9). Cette hypothèse est cohérente avec les données rapportant que les cellules tumorales circulantes présentent un profil de localisation membranaire de HER2 différent de celui des cellules de la tumeur primitive (13-15).

Par ailleurs, différentes études ont exploré les mécanismes par lesquels les cellules MRD échappent à la surveillance immunitaire via une perturbation des voies de trafic protéique, aboutissant à une diminution de l'expression des molécules de surface impliquées dans la réponse immunitaire (CMH-I/HLA) et des protéines reconnues par les cellules NK, ce qui permet à ces cellules de se maintenir durablement à l'état de maladie résiduelle (16,17). Les thérapies ciblées actuelles du cancer du sein, principalement élaborées sur la base des caractéristiques moléculaires de la tumeur primitive, sont donc incapables d'éradiquer ces cellules résiduelles disséminées et quiescentes, ce qui contribue à la rechute métastatique (18).

Bien que les cellules de la maladie résiduelle minimale (MRD) soient reconnues comme des moteurs majeurs de la dissémination métastatique et de la résistance thérapeutique dans le cancer du sein, les mécanismes moléculaires sous-tendant leur persistance restent incomplètement élucidés. Cette étude vise à combler cette lacune en identifiant et en caractérisant les principaux régulateurs du trafic protéique sélectivement indispensables aux cellules MRD du cancer du sein. Elle déterminera si ces cellules présentent une régulation distincte du trafic de HER2 et du CMH-I/HLA, ainsi qu'une localisation membranaire altérée, par comparaison aux cellules de la tumeur primitive. L'étude évaluera en outre si le ciblage pharmacologique de ces voies de trafic permet de restaurer la présentation des protéines membranaires, et par là de resensibiliser les cellules MRD aux thérapies ciblant HER2 et à l'élimination par le système immunitaire. Despite advanced progress in breast cancer treatment, metastasis cannot yet be cured. Targeted therapies designed based on primary tumor features are unable to eradicate MRD cells due to genetic alterations relative to primary tumor cells and their therapeutic resistance, necessitating the development of therapeutic strategies that resensitize these cells. To develop effective clinical management strategies, it is critical to uncover the mechanisms behind metastatic dissemination and therapeutic resistance of MRD cells. We hypothesize that MRD cells depend on specific regulatory proteins controlling intracellular protein trafficking. This project will utilize well-established MRD breast cancer cell models together with complementary molecular and cellular approaches, including gene expression analysis, protein localization studies, and functional assays, to investigate pathways that regulate protein trafficking. The laboratory has access to the required expertise, infrastructure, and experimental techniques to successfully perform To establish clinically relevant MRD models for investigating the response of MRD cells to HER2-targeted therapies and immune surveillance during metastatic progression.
To identify key regulators of intracellular protein trafficking that are selectively required in MRD cells in breast cancer to restore HER2 and MHC-I membrane localization using in vitro and in vivo MRD models.
To perform mechanistic and therapeutic validation of intracellular protein trafficking candidates utilizing in vitro and in vivo metastasis models. Aim 1: Identify trafficking regulators essential in MRD cells
We will integrate multi-layered omics and systems biology approaches to identify candidate regulators that control membrane trafficking in MRD cells.
Approach:
RNA-seq comparison of MRD vs. proliferative cells (publicly existing dataset ID 1077141 - BioProject - NCBI)
Differential expression analysis focused on trafficking pathways
Protein-protein interaction network analysis to identify hub regulators
Pathway enrichment (KEGG, Reactome, GO)
Outcome: Selection of 3-5 high-confidence, druggable trafficking regulators, prioritized through multi-omics data analysis.
Aim 2: Pharmacological screening in MRD models
We will evaluate candidate inhibitors targeting the prioritized trafficking regulators in established MRD cell models. Their effects will be assessed in comparison to known general trafficking inhibitors and pharmacological inducers of protein trafficking to benchmark specificity and efficacy in restoring membrane protein trafficking.
Experimental system:
MRD cell line models with validated trafficking monitoring assays.
Flow cytometry, IF microscopy, and Western blot analysis
Primary readouts:
Protein trafficking assay development: Surface HER2 expression (FACS, IF)
Protein trafficking assay development: Surface MHC-I/HLA expression (FACS, IF)
Fine-tuning dosages and concentrations: Membrane localization by confocal imaging
Screening strategy:
Dose-response testing
Quantitative ranking of trafficking restoration
Outcome: Identification of the most effective regulator-inhibitor pair restoring membrane protein presentation.
Aim 3: Mechanistic and functional validation
The top candidate will undergo mechanistic and therapeutic validation.
Mechanistic studies:
shRNA-mediated knockdown and cDNA-mediated overexpression
Rescue experiments
Trafficking assays (pulse-chase, recycling)
Organelle co-localization analysis
Functional assays:
Sensitization to HER2-targeted therapies (trastuzumab, T-DM1)
Co-culture with NK and CD8+ T cells
Cytotoxicity, IFN- production, and CD107a degranulation assays.
Outcome: Proof that targeting the regulator restores therapeutic vulnerability in MRD cells.
Aim 4: In vivo validation
We will evaluate therapeutic efficacy in metastasis models.
Models:
Human xenografts (NSG mice) for evaluating HER2-targeted therapy response.
Syngeneic 4T1 model (BALB/c) for evaluating immune-mediated elimination endpoints.
Design:
Experimental metastasis (tail vein injection)
Treatment groups: Vehicle, Inhibitor, Targeted therapy, Combination
Bioluminescence monitoring
Primary endpoint: Reduction in metastatic burden and improved therapeutic response.

- formation theorique en biologie cellulaire, immunologie, oncologie ou biotechnologies
- connaissance en Culture cellulaire, Immunohistochimie et immunofluorescence multiplexe sur coupes de paraffine, avec démasquage antigénique
- Numérisation de lames et analyse d'images quantitative
- Lecture et scoring HER2 selon les critères ASCO/CAP.
- Notions d'analyse spatiale pour la relation HER2 / HLA / infiltrat CD8.
-Techniques d'enrichissement des cellules tumorales circulantes (taille ou par sélection immunomagnétique).
- Caractérisation par immunofluorescence ou cytométrie sur événements rares
- competences en Expérimentation animale (Modèles de xénogreffe, modèle humanisé, suivi tumoral, courbes de croissance....) Prélèvement et dissociation tumorale pour analyse en cytométrie ou en histologie.

• Immunohistochimie