| Approche intégrée à haut débit pour la caractérisation des agents cancérigènes non génotoxiques (NGTxC) (Integrated high-throughput approach for the characterization of non-genotoxic carcinogens (NGTxC)) | ||
Saleh, Mariam - (2025-12-12) / Universite de Rennes - Approche intégrée à haut débit pour la caractérisation des agents cancérigènes non génotoxiques (NGTxC) Langue : Anglais Directeur de thèse: Le Hégarat, Ludovic; Hogeveen, Kevin Laboratoire : ANSES - Fougères Ecole Doctorale : SVS Thématique : Médecine et santé | ||
Mots-clés : NAMs , NGTxC, MoAs, PARC, Criblage à haut débit, Transcriptome, Criblage pharmacologique, Transcriptome, Cancérogènes, Tests de toxicité, Toxicologie génétique Résumé : L'augmentation massive du nombre de substances chimiques interroge sur leur impact sur la santé humaine et environnementale. Cependant, les méthodes réglementaires actuelles de détection et de caractérisation des agents cancérogènes reposent principalement sur des études à long terme sur des animaux de laboratoire, qui ne sont pas suffisantes pour évaluer la toxicité d'un si grand nombre de produits chimiques dont ils pourraient être susceptibles de causer le cancer chez l'humain. De plus, ces méthodes ont des limites scientifiques, notamment en ce qui concerne les différences de sensibilité entre les humains et les animaux, le coût élevé, le faible débit et les considérations éthiques liées à la souffrance animale qui ne peuvent plus être ignorées. Les cancérogènes sont généralement classés en cancérogènes génotoxiques (GTxC) et en cancérogènes non génotoxiques (NGTxC). Alors que l'identification des cancérogènes génotoxiques repose sur une batterie relativement robuste de tests de génotoxicité in vitro et in vivo, les essais biologiques sur 2 ans sur les rongeurs représentent l'étalon-or pour l'identification du NGTxC. Par conséquent, il apparaît urgent d'élaborer une stratégie basée sur des méthodologies de nouvelle approche (NAM) pour l'identification et la caractérisation des substances chimiques potentiellement cancérogènes pour l'homme. Pour cela, ce travail, qui s'inscrit dans le cadre du projet européen PARC (Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals), vise à étudier l'applicabilité de différentes approches basées sur les NAM pour identifier et caractériser les NGTxC avec différents modes d'action (MoA). Les objectifs de ce travail de recherche ont été abordés à travers trois axes complémentaires : Dans un premier temps, un criblage à haut contenu couplé à différents critères de toxicité a été appliqué à des modèles HepaRG 2D et 3D. Cette application consistait à générer des profils de toxicité de produits chimiques ayant divers modes d'action et à comparer la sensibilité des deux modèles cellulaires afin de sélectionner le modèle cellulaire le plus approprié pour les objectifs ultérieurs. Deuxièmement, nous avons effectué le séquençage du transcriptome des cellules HepaRG 3D exposées à différents ensembles de produits chimiques. Une analyse génotoxique ciblée à l'aide de biomarqueurs transcriptomiques GENOMARK et TGx-DDI a été appliquée pour déterminer les réponses du modèle 3D HepaRG pour détecter les composés génotoxiques. Ensuite, grâce à une analyse non ciblée, nous avons analysé les profils transcriptomiques générés pour chaque produit chimique et étudié les principaux événements moléculaires sous-jacents aux mécanismes NGTxC. Enfin, nous avons étudié la réponse des NGTxC dans le test de transformation cellulaire (CTA) Bhas42 afin de déterminer la sensibilité et la spécificité de ce test dans la détection des cancérogènes humains. En résumé, ce travail de thèse contribue à proposer un cadre multi-NAM pour l'identification et la caractérisation du NGTxC. Résumé (anglais) : The massive increase in the number of chemical substances raises questions about their impact on human and environmental health. However, current regulatory methods for detecting and characterizing carcinogens relies mainly on long-term laboratory animal studies, which are not sufficient for assessing the toxicity of such a large number of chemicals of which they could have a potential of causing cancer to human. Furthermore, these methods have scientific limitations, particularly concerning differences in sensitivity between humans and animals, high cost, low throughput, and the ethical considerations related to animal suffering that can no longer be ignored. Carcinogens are generally classified into genotoxic carcinogens (GTxC), and non-genotoxic carcinogens (NGTxC). While the identification of genotoxic carcinogens relies on a relatively robust battery of in vitro and in vivo genotoxicity tests, the 2-years rodent bioassays represent the gold standard for the identification of NGTxC. Therefore, it appears urgent to develop a strategy based on New Approach Methodologies (NAMs) for the identification and characterization of chemical substances that are potentially carcinogenic to humans. For that, this work, which is part of the European project PARC (Partnership for the Assessment of Risks from Chemicals), aims to study the applicability of different NAMs-based approach to identify and characterize NGTxCs with different Mode of Actions (MoA). The objectives of this research work were addressed through three complementary axes: First, high-content screening coupled with different toxicity endpoints was applied to HepaRG 2D and 3D models. This application was to generate toxicity profiles of chemicals with various MoAs, and to compare the sensitivity of both cellular models to select the most appropriate cellular model for the subsequent objectives. Second, we performed transcriptome sequencing of the 3D HepaRG cells exposed to different sets of chemicals. A targeted genotoxic analysis through GENOMARK and TGx-DDI transcriptomic biomarkers were applied to determine the responses of HepaRG 3D model to detect genotoxic compounds. Then, through an untargeted analysis, we analysed the generated transcriptomic profiles for each chemical and studied the main molecular events underlying NGTxC mechanisms. Finally, we studied the response of NGTxCs in the Bhas42 Cell Transformation Assay (CTA) to determine the sensitivity and specificity of this test in detecting human carcinogens. In summary, this thesis work contributes in proposing a multi-NAMs framework for the identification and characterization of the NGTxC. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-21869 | ||
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