Hépatoblastomes, Plasticité cellulaire, Hétérogénéité, Single-cell, Génomique, Multiome, Transcriptomique, Epigénétique

Mon projet de thèse consiste en une analyse bioinformatique des hépatoblastomes (HB), les tumeurs du foie pédiatriques les plus fréquentes. Plus précisément, mon but est d'explorer l'hétérogénéité moléculaire des cellules d'HB et de comprendre pourquoi certaines de ces cellules résistent à la chimiothérapie. J'ai réalisé (1) des analyses transcriptomiques et épigénomiques sur une large cohorte d'HB, ainsi que (2) des analyses transcriptomiques à l'échelle du noyau unique (single-nucleus RNA-seq) pour un patient au cours de l'évolution tumorale, et (3) des analyses transcriptomiques et épigénomiques sur les mêmes noyaux de diverses tumeurs avec des degrés d'hétérogénéité variables. 1) La classification transcriptomique de 100 HB et 4 échantillons de foie non tumoral a révélé 3 clusters reliés à la différentiation et correspondant aux sous-types histologiques: 'Mesenchymal' (M), 'Liver Progenitor' (LP, enrichi en histologie embryonnaire) et 'Hepatocytic' (H, enrichi en histologie fœtale). J'ai identifié des modules de facteurs de transcription (TF) pour chaque sous-type, révélant la sur-expression des TFs hépatiques HNF1A et HNF4A dans le groupe 'H', du TF progéniteur MYCN dans le groupe 'LP' et du TF mésenchymateux TWIST1 dans le groupe 'M'. Les sous-groupes moléculaires ne semblent pas expliqués par des altérations génomiques distinctes mais ont démontré des signatures de méthylation de l'ADN particulières. 2) En analysant des échantillons de régions distales au sein d'une même tumeur, ou à différents instants durant la progression tumorale, nous avons observé une hétérogénéité transcriptomique frappante au sein des HB. Afin de confirmer cette plasticité phénotypique, j'ai analysé des données de single-nucleus RNA-seq d'échantillons congelés du même patient, incluant un échantillon de foie non-tumoral, de tumeur primaire et de métastase dans le poumon. Après avoir isolé les cellules tumorales grâce à leurs profils copy-number virtuels, j'ai identifié des continuums d'expression entre trois groupes correspondant aux clusters transcriptomiques identifiés en bulk RNA-seq. 3) J'ai confirmé et complété les résultats précédents grâce à des données supplémentaires de single-nucleus RNA-seq et ATAC-seq sur les mêmes noyaux pour 6 tumeurs hétérogènes et 2 échantillons de foie non-tumoral. J'ai utilisé les données d'accessibilité de la chromatine pour caractériser les changements épigénétiques et leur rôle dans la plasticité cellulaire. J'ai aussi pu reconstruire les arbres d'évolution clonale des tumeurs et étudié les mutations associées à partir des données single-nucleus.