Characterization of focalized hypothermia effects on the central nervous system for brain pathologies treatment

Caractérisation des effets de l’hypothermie focalisée sur le système nerveux central pour le traitement de pathologies cérébrales. Le glioblastome est une tumeur cérébrale maligne particulièrement agressive, dont les traitements actuels consistent en une exérèse chirurgicale suivie par une combinaison de radiothérapie et de chimiothérapie. Malgré l’ensemble des traitements, les patients ont une médiane de survie de seulement 16 mois après le diagnostic. En effet, la tumeur récidive localement dans les berges d’exérèse dans les mois suivant la chirurgie, en raison de l’activation de certaines cellules tumorales résiduelles restées jusqu’ici en dormance. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons l’hypothermie thérapeutique comme thérapie adjuvante, permettant de maintenir ces cellules tumorales dans un état de dormance, et ainsi prévenir la récidive du glioblastome.Dans un premier temps, nous avons concentré nos travaux sur l’évaluation des effets de l’hypothermie sur quatre lignées cellulaires de glioblastome humain (A172, U251, U87 et T98G). Nous avons alors démontré que l’hypothermie inhibait la prolifération et la migration cellulaire, induisait un arrêt du cycle dans la phase G2/M et altérait la morphologie des cellules de glioblastome. De plus, nous avons montré que ses effets étaient prolongés au-delà du conditionnement hypothermique, avec une réduction significative de la prolifération persistante malgré un retour à 37°C. Nous avons également montré que l’hypothermie avait des effets plus uniformes que ceux de la chimiothérapie, et qu’une combinaison de ces deux traitements permettait d’inhiber davantage la prolifération des cellules tumorales. Dans un second temps, nous avons étudié les effets de l’hypothermie sur le contingent sain, avec l’utilisation d’astrocytes humains et la réalisation de cultures primaires de neurones à partir d’embryons de souris. Nous avons démontré des effets similaires à ceux observés sur les cellules tumorales, avec une inhibition de la prolifération et de la migration astrocytaire, ainsi qu’une bonne tolérance des neurones à l’hypothermie. Ensuite, nous avons réalisé une preuve de concept ex vivo avec la mise en culture de cerveaux embryonnaires et adultes de souris, dans le but d’étudier les effets de l’hypothermie sur la croissance tumorale dans un environnement complexe. Nous avons réussi à maintenir les cerveaux en culture, mais les analyses histologiques réalisées ne nous ont pas permis d’observer un effet thérapeutique significatif de l’hypothermie, et devront être complétées par d’autres études. Enfin, nous avons proposé une solution technologique, avec le développement d’un dispositif implantable de refroidissement localisé.En conclusion, nous avons démontré que l’hypothermie maintenait les cellules tumorales en dormance de manière durable, en bloquant leur prolifération sans induire de mort cellulaire. Ces travaux de thèse confirment donc l’intérêt thérapeutique de l’hypothermie dans le traitement du glioblastome et constituent une base solide pour la réalisation de futures études précliniques in vivo.