Thèse Caractérisation des Cellules Souches Leucémiques et Mécanismes de leur Persistance dans la Leucémie Myéloïde Chronique H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : BoRdeaux Institute of onCology
Direction de la thèse : Elodie RICHARD ORCID 0000000337781210
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un cancer du sang caractérisé par une translocation chromosomique générant l'oncogène de fusion BCR::ABL1. L'expression de BCR::ABL1 dans des cellules souches leucémiques conduit au développement de la maladie. La LMC commence par une phase chronique qui peut durer plusieurs années et qui est caractérisée par une prolifération accrue des cellules myéloïdes anormales. Non traitée, la maladie progresse vers une phase accélérée puis une crise blastique. La protéine BCR::ABL1 code une tyrosine kinase constitutivement active. L'introduction des inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK) a profondément transformé le pronostic de la LMC. Toutefois, la maladie reste rarement éradiquée : plus de 50% des patients rechutent dans l'année suivant l'arrêt du traitement. Ces rechutes sont liées à la persistance de cellules souches leucémiques (CSL), intrinsèquement et extrinsèquement résistantes aux ITK, notamment grâce à la protection conférée par le microenvironnement médullaire. En effet, le remodelage de la niche hématopoïétique s'accompagne d'une production abondante de cytokines et de chimiokines inflammatoires favorisant la quiescence et la survie des CSL en quiescence au détriment des CSH normales.
Les modèles murins de LMC actuellement disponibles ne récapitulent pas les caractéristiques de la maladie en particulier la phase chronique et ne permettent donc pas d'étudier les CSLs. Ceci est dû à l'expression de BCR::ABL1 qui est, dans ces modèles, observée dans de nombreuses cellules en dehors des CSHs. Ainsi, nous avons récemment établit un nouveau modèle inductible de souris transgénique LMC. Dans ce modèle, nous pouvons induire l'expression de BCR::ABL1 mais également l'expression de rapporteurs fluorescents spécifiques d'une petite fraction des CSHs. La différence d'expression des rapporteurs fluorescents va nous permettre d'identifier et de distinguer les CSHs normales des CSLs exprimant BCR::ABL1. Ces souris transgéniques développent une maladie qui ressemble à la LMC humaine.

Le projet s'articulera autour de 2 grands axes :
1.Impact de la leucémie sur le microenvironnement : nous avons observé qu'un mécanisme inflammatoire se développait au cours de la phase chronique de maladie induisant une inflammation puis une fibrose de la moelle osseuse induisant l'apparition d'une hématopoïèse extramédullaire dans la rate (organe hématopoïétique secondaire). L'étude de ces mécanismes permettront de mieux comprendre la mise en place de la maladie mais pourront servir à d'autres pathologies similaires.
2.Identification et caractérisation des CSLs : Après avoir traité les souris transgéniques avec des ITK nous pourrons identifier des CSLs qui persistent sous traitement. Nous caractérisons le phénotype de ces CSLs persistantes et réaliserons une analyse transcriptomique à l'échelle de la cellule unique afin d'identifier des nouvelles cibles thérapeutiques.
Pour réaliser ce projet, l'expérimentation in vivo sera la base des expériences. Il sera nécessaire d'utiliser des techniques de biologie moléculaire comme la PCRq et le séquençage NGS ainsi que des techniques de biologie cellulaire comme la culture en 2D ou en 3D, la cytométrie en flux et l'imagerie multiparamétrique.

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est un cancer du sang caractérisé par une translocation chromosomique générant l'oncogène de fusion BCR::ABL1. L'expression de BCR::ABL1 dans des cellules souches leucémiques conduit au développement de la maladie. La LMC commence par une phase chronique qui peut durer plusieurs années et qui est caractérisée par une prolifération accrue des cellules myéloïdes anormales. Non traitée, la maladie progresse vers une phase accélérée puis une crise blastique. La protéine BCR::ABL1 code une tyrosine kinase constitutivement active. L'introduction des inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK) a profondément transformé le pronostic de la LMC. Toutefois, la maladie reste rarement éradiquée : plus de 50% des patients rechutent dans l'année suivant l'arrêt du traitement. Ces rechutes sont liées à la persistance de cellules souches leucémiques (CSL), intrinsèquement et extrinsèquement résistantes aux ITK, notamment grâce à la protection conférée par le microenvironnement médullaire. En effet, le remodelage de la niche hématopoïétique s'accompagne d'une production abondante de cytokines et de chimiokines inflammatoires favorisant la quiescence et la survie des CSL en quiescence au détriment des CSH normales.
Les modèles murins de LMC actuellement disponibles ne récapitulent pas les caractéristiques de la maladie en particulier la phase chronique et ne permettent donc pas d'étudier les CSLs. Ceci est dû à l'expression de BCR::ABL1 qui est, dans ces modèles, observée dans de nombreuses cellules en dehors des CSHs. Ainsi, nous avons récemment établit un nouveau modèle inductible de souris transgénique LMC. Dans ce modèle, nous pouvons induire l'expression de BCR::ABL1 mais également l'expression de rapporteurs fluorescents spécifiques d'une petite fraction des CSHs. La différence d'expression des rapporteurs fluorescents va nous permettre d'identifier et de distinguer les CSHs normales des CSLs exprimant BCR::ABL1. Ces souris transgéniques développent une maladie qui ressemble à la LMC humaine.

Afin de guerir la LMC et permettre aux patients d'éviter un traitement à vie, il faut identifier des CSLs résistantes aux ITK. Nous avons récemment établi un nouveau modèle inductible de souris transgénique LMC dans lequel nous pouvons induire l'expression de BCR::ABL1 mais également l'expression de reporters fluorescents spécifiques d'une petite fraction des CSHs. La différence d'expression des reporters fluorescents va nous permettre d'identifier et de distinguer les CSHs normales des CSLs exprimant BCR::ABL1. Nous pouvons traiter ces souris avec ITK et identifier les CSL qui persistent sous traitement.

Ce projet repose sur l'expérimentation in vivo mais également sur des méthodes de biologie moléculaire comme la PCRq et le séquençage NGS ainsi que sur des techniques de biologie cellulaire comme la culture 2D ou 3D, la cytométrie en flux et imagerie multiparamétrique.
Pour répondre au premier objectif, c'est-à-dire étudier l'impact du microenvironnement, nous pourrons tout d'abord étudier in vivo, par analyses transcriptionnelles, comment les altérations du microenvironnement influencent les CSL aux différents stades de la maladie puis étudier comment l'hématopoïèse leucémique remodèle le microenvironnement médullaire. Ces approches permettront d'identifier des signatures moléculaires spécifiques et des voies dérivées du microenvironnement soutenant la persistance des CSL et représentant de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous pourrons ensuite développer un modèle ex vivo 3D souris-souris standardisé, reproduisant l'hétérogénéité de la niche médullaire et permettant des études fonctionnelles sur les CSL. Ce modèle 3D nous permettra de réaliser un criblage de molécules candidates ciblant les voies stromales ou inflammatoires, seules ou en combinaison avec les ITK.
Notre deuxième objectif sera d'identifier et caractériser les CSLs persistantes chez des souris transgéniques BCR::ABL1 sous traitement avec ITK. 1. Après avoir traité les souris transgéniques avec des ITK nous pourrons identifier des CSLs qui persistent sous traitement. Nous caractérisons le phénotype de ces CSLs persistantes et réaliserons une analyse transcriptomique à l'échelle de la cellule unique afin d'identifier des nouvelles cibles thérapeutiques.