Thèse Ciblage des Hélicases Dhx9 Comme Nouvelle Vulnérabilité Thérapeutique dans les Tumeurs Msi - Mmrd H/F

Doctorat_Gouv

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health
École doctorale : Cancérologie : Biologie - Médecine - Santé
Laboratoire de recherche : Intégrité du Génome et Cancers
Direction de la thèse : Gabriel MATOS RODRIGUES ORCID 0000000340857810
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-03T23:59:59

L'instabilité des microsatellites (MSI) définit un soustype de cancer hypermuté caractérisé par une déficience du système de réparation des mésappariements (MMRD) et un fort potentiel immunogène. Bien que le statut MSI prédise une bonne réponse aux inhibiteurs de points de contrôle immunitaire (ICI), environ la moitié des patients MSI ne répondent pas au traitement ou développent une résistance. Des travaux récents suggèrent que les tumeurs MSI présentent des vulnérabilités particulières liées à des défauts d'hélicases de l'ADN tels que WRN et DHX9, qui pourraient être exploitées thérapeutiquement. Ce programme de recherche vise à définir les contextes génomiques et moléculaires soustendant la sensibilité et la résistance des tumeurs MSI/MMRD à de nouvelles thérapies ciblées, et à évaluer leur potentiel d'amélioration de l'efficacité de l'immunothérapie. En intégrant génomique, cribles fonctionnels et modèles précliniques, nous établirons les bases mécanistiques et translationnelles permettant de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les cancers MSI/MMRD.
Une réanalyse récente de cribles génétiques pangénomiques d'inactivation génique a identifié DHX9 comme une cible spécifique des lignées cellulaires cancéreuses MSI. DHX9 est une hélicase multifonctionnelle de la famille DExH, qui déroule diverses structures nucléiques, dont l'ADN, l'ARN et les hybrides ADN:ARN. Elle joue un rôle clé dans le maintien de la stabilité du génome, en facilitant la réplication de l'ADN, en résolvant les structures non canoniques (telles que l'ADN G4 et les Rloops) et en favorisant la réparation des cassures double-brin par recombinaison homologue. Dans les cellules MSI, l'inhibition de DHX9 entraîne l'accumulation de Rloops, de structures G4DNA et des anomalies d'épissage, ce qui a été proposé comme cause du stress réplicatif, de l'arrêt du cycle cellulaire et de l'apoptose. Il reste à déterminer si la toxicité liée à l'inactivation de DHX9 est spécifiquement associée au statut MSI ou à la perte de la fonction MMR. Fait important, un inhibiteur de petite molécule ciblant l'activité hélicase de DHX9 reproduit les effets du knockdown génétique dans des lignées MSI/MMRD ainsi que dans un modèle xénogreffe MSI/MMRD. ATX559, un inhibiteur de DHX9, est actuellement en essai clinique de phase I. L'AIM1 permettra de déterminer comment DHX9 régule la viabilité cellulaire dans les cellules MSI et d'identifier de potentiels mécanismes de résistance au traitement.
Les tumeurs MMRD présentent une augmentation globale de la charge mutagène, une caractéristique exploitée en clinique puisque les tumeurs MSI/MMRD comptent parmi les meilleures répondeuses à l'immunothérapie. En effet, la charge mutagène élevée observée dans les tumeurs MSI/MMRD est associée à la formation de néopeptides et à un infiltrat lymphocytaire accru. Cet environnement immunitaire préexistant serait activé par les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires. Des essais cliniques récents ont montré un taux de survie globale à 5 ans d'environ 50 % chez les patients atteints de cancers colorectaux métastatiques MSI/MMRD traités par immunothérapie. Malgré ces progrès, de nouvelles approches sont nécessaires pour améliorer le diagnostic et les options thérapeutiques pour environ la moitié des patients métastatiques MSI/MMRD. De plus, la combinaison de nouvelles thérapies ciblées avec l'immunothérapie pourrait améliorer la prise en charge des patients non métastatiques en remplaçant certaines interventions chirurgicales, qui présentent des risques et des effets délétères sur le bienêtre des patients. L'AIM2 vise ainsi à établir un nouveau paradigme d'utilisation combinée de thérapies ciblées et d'immunothérapie, afin de réduire les effets secondaires des traitements dans les tumeurs non métastatiques.

Objective 1 - Defining the Genetic Requirements and Mechanisms of DHX9-Mediated Toxicity in MSI/MMRD Tumors
Scientific question: What molecular mechanisms underlie DHX9-induced cytotoxicity in MSI/MMRD tumor cells, and which genetic contexts determine sensitivity or resistance to DHX9-targeted therapies? Rationale: Recent evidence showed that MSI/MMRD cells exhibit selective vulnerability to DHX9 inactivation, suggesting that unresolved DNA:RNA hybrids or replication-transcription conflicts become lethal in these genomic settings. Understanding the determinants of this vulnerability and mechanisms of adaptive resistance will provide crucial insights into how this DNA/RNA helicase function can be exploited therapeutically in MSI cancers. Approach: We will combine CRISPR-based functional genomics, transcriptomic profiling, and cellular biology assays to dissect the pathways mediating DHX9-induced cytotoxicity in MSI/MMRD tumor models. Specifically, we will (i) identify genetic modifiers of DHX9 dependency using genome-wide CRISPR knockout screens, (ii) characterize the molecular consequences of DHX9 loss on replication stress and DNA damage signaling, and (iii) define resistance mechanisms emerging upon chronic DHX9 inhibition. Functional validation will be performed in MSI/MMRD tumor cell lines and patient-derived tumoroids. Expected outcomes: This aim will delineate the genetic and molecular circuitry governing DHX9-mediated toxicity in MSI/MMRD tumors and identify biomarkers of response and resistance.

Objective 2 - Enhancing Immunotherapy Efficacy through DHX9 Inhibition in MSI/MMRD Tumors
Scientific question: Can targeting WRN or DHX9 potentiate antitumor immune responses and improve the efficacy of immunotherapies in MSI/MMRD tumors? Rationale: MSI/MMRD tumors are characterized by high mutational burden and strong baseline immunogenicity, however, current interventions have secondary or toxic effects and resistance to treatment is still common. Given that WRN and DHX9 inhibition exacerbate replication stress and DNA damage, we hypothesize that these treatments may amplify immunogenic signaling, for example by increasing cytosolic DNA sensing and interferon pathways, thereby enhancing responsiveness to immunotherapies. Understanding these interactions is critical for translating synthetic-lethal vulnerabilities into durable therapeutic benefit. Approach: We will evaluate the impact of DHX9 inhibition on tumor immunogenicity and response to immune checkpoint blockade using non-metastatic MSI/MMRD mouse models. We will (i) quantify changes in DNA damage-induced immune signaling (e.g., cGAS-STING activation, type I interferon response), (ii) assess tumor microenvironment remodeling and immune cell infiltration, and (iii) determine therapeutic synergy between DHX9 inhibitors and anti-PD-1/PD-L1 treatment in vivo. Expected outcomes: This aim will define how genome instability-driven stress signaling can be leveraged to overcome immunotherapy resistance. The results will provide a preclinical rationale for combining DHX9 inhibition with immune checkpoint blockade, paving the way for translational studies in MSI/MMRD cancers.

Objective 1 - Defining the Genetic Requirements and Mechanisms of DHX9-Mediated Toxicity in MSI/MMRD Tumors
Objective 2 - Enhancing Immunotherapy Efficacy through DHX9 Inhibition in MSI/MMRD Tumors