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titre : la résorption osseuse comme nouvelle approche thérapeutique dans les sarcomes d’ewing: des données génétiques aux preuves de concept précliniques dans de nouveaux modèles animaux. contexte scientifique : la tumeur d’ewing (et), caractérisée par la translocation t(11 -22)(q24 -q12) qui conduit à la formation de l’oncogène ews, fli-1, est la seconde tumeur osseuse la plus fréquente chez l’adolescent. les sarcomes d’ewing présentent une prolifération tumorale rapide ainsi qu’une destruction osseuse sévère entraînant douleurs et fractures pathologiques. la résorption osseuse représente donc une cible thérapeutique importante et prometteuse. l’ostéolyse associée au développement tumoral en site osseux (tumeurs primitives et métastases osseuses) est plutôt due à une activation des ostéoclastes par les cellules tumorales qu’aux cellules tumorales elles-mêmes. parmi les facteurs activateurs des ostéoclastes, les plus importants sont certainement les cytokines de la famille de l’interleukine-6 (il-6) et du tumor necrosis factor (tnf). en effet, il est de plus en plus évident que les cytokines de la famille de l’il-6 et les voies de signalisation en aval de la sous-unité commune gp130 du récepteur sont importantes dans le remodelage osseux. en ce qui concerne la superfamille du tnf, le système rank-rankl-opg est caractérisé comme le système effecteur commun final de l'activation ostéoclastique. description du projet : la construction de modèles animaux de la tumeur d’ewing puis l'analyse de leur profil d’expression génique permettra une meilleure compréhension des altérations de la biologie osseuse dans de telles tumeurs. le premier objectif de ce programme est donc de développer de nouveaux modèles précliniques des tumeurs d’ewing, à la fois par l’établissement d’un modèle murin transgénique, par l’injection de cellules humaines d’et différant par leur statut moléculaire (au niveau des mutations p53, p16 par exemple) dans des souris immunodéficientes (xenogreffes), ainsi que par des modèles syngèniques induits chez des animaux immunocompétents. dans ce dernier cas, des cellules souches mésenchymateuses de rat ou de souris seront transduites avec des particules lentivirales codant le gène de fusion ews, fli-1 avant d’être injectées chez les animaux immunocompétents correspondants. le deuxième objectif consistera à définir de nouvelles cibles thérapeutiques de ces tumeurs grâce à l’analyse du transcriptome des tumeurs développées par ces animaux. nous nous intéresserons plus spécifiquement aux voies impliquant les cytokines des familles de l'il-6 ou du tnf et de leurs récepteurs, ainsi qu’aux paramètres de la résorption osseuse (trap, cathepsine k, récepteur à la calcitonine). le dernier objectif concernera le développement de stratégies thérapeutiques précliniques. en effet, la pertinence du ciblage de des protéines identifiées sera mise en évidence en utilisant différentes approches de transfert de gène (vecteurs synthétiques, modification ex vivo des cellules d’et, ou répression de l’expression de gène par arn interférence). ainsi, les cibles les plus pertinentes seront étudiées à la fois in vitro dans différentes lignées cellulaires et in vivo par transfert de gène dans des modèles animaux originaux de sarcome d’ewing que nous aurons développés. résultats attendus : comme les approches thérapeutiques multidisciplinaires des sarcomes d’ewing (combinaison de chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie) conduisent encore à des taux de survie difficilement acceptables (50-60% à 5 ans - 25% lorsque des métastases pulmonaires sont présentes au diagnostique), il est nécessaire de définir de nouvelles options thérapeutiques. les expertises complémentaires des dr f. tirode (inserm u830, paris), dr f. rédini (inserm eri7, nantes) et dr p. charbord (inserm u602, villejuif) vont permettre de déterminer de nouvelles cibles moléculaires, spécialement dans la résorption osseuse, qui seront testées dans des modèles précliniques pertinents et originaux de sarcomes d’ewing chez des animaux immunodéficients et immunocompétents. nos résultats pourront alors être transférés à des applications cliniques grâce à l’intégration des équipes au protocole euroewing. des protocoles utilisant des molécules recombinantes (correspondant à une sur-expression génique) ou des anticorps bloquants (répression génique) pourront alors être proposés aux patients. ce projet pourrait également conduire à l’enrichissement de nos connaissances des mécanismes d’ostéolyse tumorale, processus responsable d’un taux élevé de morbidité et mortalité dans une variété de cancers.

title: bone resorption as new therapeutic target in ewing sarcoma: from genetic data to pre-clinical proof of concept in new animal models. scientific context: ewing tumors (et), characterized by the t(11-22)(q24-q12) translocation leading to the ews, fli-1 oncogene formation, is the second most frequent bone tumor in young adults. ewing sarcomas are characterized by rapid tumor growth as well as by extensive bone destruction resulting in bone pain and pathological fractures. thus bone resorption represents promising therapeutic target. tumor osteolysis associated with the growth of primary and metastatic tumors in bone is thought to be mediated by tumor cells activated-osteoclasts rather than by tumor cells themselves. among osteoclast-activating factors, most notable of these are the cytokines of the interleukin-6 (il-6) and tumor necrosis factor (tnf) super-families. indeed, there is increasing evidence that the il-6 family of cytokines and signalling pathways downstream of the common gp130 receptor subunit are important in bone turnover. concerning the tnf superfamily, the opg - rankl- rank system is characterized as the final common effector system of osteoclast activation. description of the project: construction of ewing animal models followed by the analysis of their gene expression profile will help in defining new therapeutic targets for these tumors. the first objective of this program is thus to develop new preclinical ewing models by achieving a mice transgenic model, by injection of human et cells lines differing in their molecular status (p.e mutation in p53 or p16) in immunodeficient mice (xenograft), as well as by syngenic models induced in immunocompetent animals. for this later case, mouse and rat mesenchymal stem cells will be infected by lentiviral constructs encoding the ews-fli-1 gene before being injected in the corresponding immunocompetent animal. the second objective will be the identification of new therapeutic targets for these tumors by analysing the transcriptome of the tumors developed by these animals. specific concerns will address cytokines of the il-6 or tnf families and their receptors, together with the bone resorption parameters (trap, cathepsin k or calcitonin receptor), their expression being correlated with survival, tumor relapse and metastasis outcomes. the last objective will concern the development of therapeutic strategies. indeed, the relevance of targeting such molecules will be evidenced using different gene transfer approaches (synthetic vectors, ex vivo modification of et cells, or silencing target genes by rna interference). thus, the most relevant targets will be tested both in vitro in different ewing cell lines and in vivo by gene transfer in the original animal models we will develop. expected results: as the current multimodal therapeutic approaches of et (combination of surgery, radiation and chemotherapy) still give poor survival rates (50% at 5 years: 25% when metastasis are present at diagnosis, and less than 30% at 10 years), new therapeutic options are needed. the complementary expertise of dr f. tirode (u830, paris), dr f. rédini (eri7, nantes) and dr p. charbord (u602, villejuif) will allow the determination of new molecular targets in et, specifically in bone resorption, which will be tested in relevant pre-clinical models of et both in immuno-depressed and –competent animals. the results will allow us to better understand the pathogenesis of et, in particular the involvement of bone biology in et development and to determine whether bone resorption is a good target or not for et therapy. ours findings could be then transferred to clinical trials thanks to the integration of the teams in the euroewing protocol. protocols using recombinant molecule (corresponding to gene over-expression) or blocking antibody (gene repression) could be proposed in et patients. this project may also lead to improve our basic knowledge of the mechanisms of tumoral osteolysis, a process which is responsible of high morbidity and mortality in a variety of cancer.