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En vue de l'obtention du
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Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier
Discipline ou spécialité : Pathologies, Toxicologie, Génétique et Nutrition
JURY
Pr Bruno SEGUI
Dr Françoise Guéraud
Dr Laurence Huc
Ecole doctorale : SEVAB
Unité de recherche : INRA. UMR1331_ToxAlim
Directeur(s) de Thèse : Françoise Guéraud & Laurence Huc
Rapporteurs : Dr Olivier Dangles
Dr Jean Marc Pascussi
Dr Valérie Lecureur
Présentée et soutenue par :
Sabine DALLEAU
Le 06 décembre 2013
Titre :
Viande rouge et Cancer colorectal: le 4-hydroxynonénal est-il le chaînon manquant?

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REMERCIEMENTS
Merci à mes directrices de thèse, qui, chacune à sa façon, m’ont accompagnée tout au long
de ma thèse :
*Françoise, pour m’avoir aidée dans mes pérégrinations diverses et variées et m’avoir
encouragée à chaque fois que c’était nécessaire.
*Laurence, pour son aide précieuse, ses conseils avisés, sa rigueur, et sa patience à toute
épreuve.
Merci aux filles : Julia, Nadia, Océane, pour être venues à ma rescousse de nombreuses fois
et m’avoir accompagnée avec le sourire tout au long de ces trois années. Merci à Maryse,
pour les bons moments en temps que co-bureau, pour sa spontanéité, et ses précieuses
explications sur le métabolisme, inlassablement fournies malgré leurs difficultés à
m’imprégner durablement. Aux autres membres de l’équipe : Jacques, Fabrice, Sylviane,
Nathalie, Cécile, et Denis, qui chacun à un moment ou un autre ont fait preuve de leur
gentillesse et de leur disponibilité.
Merci au Pr Bruno Ségui, qui a accepté d’être le président de mon jury de thèse ; au Dr Jean-
Marc Pascussi et au Pr Olivier Dangles, pour leurs corrections pertinentes de mon
manuscrit ; ainsi qu’au Dr Valérie Lecureur pour avoir bien voulu de faire partie de mon jury.
Merci également au Dr Anne Negre-Salvayre et au Dr Odile Sergent pour avoir contribué à
l’avancement de ma thèse en participant aux différents comités.
Merci enfin, et par-dessus tout, à mes parents.
A ma maman, pour les fous rires et les bons moments. Parce que nous sommes
géographiquement séparées, mais que je pense souvent à toi.
A mon papa: merci pour tout ce que tu as fait pour moi, merci de m’avoir prodigué tes
conseils, merci pour le temps que tu m’as consacrée tout au long ces vingt-cinq années,
merci d’avoir cru en moi dans les moments importants. Indéniablement, je ne serai pas là où
j’en suis sans toi, et c’est la raison pour laquelle je te dédie ce manuscrit.

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RESUME
Le cancer colorectal est la troisième cause de décès par cancer dans le monde. Deux aspects
doivent être pris en compte:
- un aspect génétique avec la mutation APC (adenomatous polyposis coli), qui est décrit
comme le premier événement génétique conduisant à l'initiation de la cancérogenèse
colique ;
- un aspect environnemental avec la consommation de viande rouge, que des études
épidémiologiques ont positivement associée à la promotion de la cancérogenèse colique.
Le lien entre la viande rouge et le cancer colorectal impliquerait de la lipoperoxydation et la
formation de produits de peroxydation lipidique secondaires. Ces sous-produits peuvent
être formés spontanément à partir de la matrice alimentaire ou peuvent résulter de
l'oxydation des acides gras insaturés dans l'intestin par le fer héminique libéré de son
support protéique pendant le processus de digestion. Dérivé des acides gras n-6, le HNE (4-
hydroxynonénal) est bien caractérisé, et est connu pour présenter une forte réactivité vis à
vis des macromolécules et avoir une activité biologique.
NRF2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) est un gène maître de la réponse
antioxydante, capable d’induire l'expression de certains gènes codant pour des enzymes de
détoxication de la cellule , y compris ceux qui sont impliqués dans la détoxication du HNE.
NRF2 est connu pour être surexprimé dans divers types de cellules cancéreuses et dans les
tumeurs, et est censé conférer à ces cellules un avantage de survie face au stress oxydatif.
Ce travail établit pour la première fois qu'un haut niveau de NRF2 peut déjà être détecté
dans des cellules pré-néoplasiques, et cela a été associé à de meilleures capacités de
détoxication chez ces cellules. Ce statut confèrerait un gain de survie aux colonocytes mutés
pour Apc en présence de HNE par rapport aux colonocytes sains. Nous montrons également
que cette différence de réponse peut être partiellement inversée en prétraitant ces cellules
avec du curcumin ou du ptérostilbène, deux inducteurs naturels de NRF2. Ces deux
composés engendrent de manière sélective une apoptose accrue chez les cellules mutées
pour Apc et une meilleure survie des cellules de type sauvage après l'exposition HNE.

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ABSTRACT
Colorectal cancer is the third leading cause of cancer-related death. Two aspects must be
taken into account:
- a genetic aspect with APC (adenomatous polyposis coli) mutation, which is described to be
the first genetic event leading to initiation of colon carcinogenesis;
- an environmental aspect with red meat consumption, which has been positively associated
by epidemiologic studies to the promotion of colon carcinogenesis.
The link between red meat and colorectal cancer has been suggested to imply
lipoperoxidation and the formation of secondary lipid peroxidation products. These
byproducts can be formed spontaneously in food matrix or can result from the oxidation of
unsaturated fatty acids in the gut by heme iron liberated from its protein support during
digestion process. Derived from n-6 fatty acids, HNE (4-hydroxynonenal) is actually well
characterized, exhibiting high reactivity towards macromolecules, and extended biological
activities.
NRF2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) is a master gene of antioxidant response,
inducing the expression of some genes coding for detoxification enzymes in the cell,
included those involved in HNE detoxification. NRF2 is known to be upregulated in various
cancer cell types and tumors and is supposed to confer to these cells a survival advantage to
manage oxidative stress.
This work establishes for the first time that a higher level of NRF2 can already be detected in
preneoplastic cells, and this was associated with better detoxification abilities in
preneoplastic cells. This status was shown to confer a gain of survival to Apc-mutated
colonocytes against HNE compared to wild type colonocytes. We also show that the
differential can be partially reversed pretreating these cells with curcumin or pterostilbene,
two natural inducers of NRF2. These two compounds selectively generated strong apoptosis
in Apc-mutated and better survival in wild type cells after HNE exposure.

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ABREVIATIONS
AFAP : attenuated adenomatous polyposis coli
AAH : amine aromatique hétérocyclique
AKR : alkenal/alkenone réductase
AKT/PKB : proteine kinase B
ALD : alcoholic liver disease
ALDH : aldéhyde déshydrogénase
ALK-3/BMPR IA : bone morphogenetic protein receptor IA
AOM : azoxyméthane
APC : adenomatous polyposis coli
ASEF : APC-stimulated guanine nucleotide exchange factor
ASK-1 : apoptosis signal-regulating kinase 1
BCRP : breast cancer resistance associated protein
BITC : benzylisothiocyanate
BSO : buthionine-sulfoximine
BTB : tramtrack and bric-à-brac
CBP ou CREB-BP: (cAMP Responsive Element Binding protein) binding protein
C/EBPb : CCAAT/enhancer-binding protein 
CHD6 : chromodomain helicase DNA binding protein 6
CK1/2 : casein kinase 1/2
CLIP-170 : CAP-Gly domain-containing linker protein 1
CMHI : complexe majeur d’histocompatibilité 1
COMT : catéchol O-méthyl-transférase
COX-2 : cyclooxygénase 2
CRM1 : chromosomal maintenance 1
DCC : deleted in colorectal carcinogenesis
DGR : double glycine repeat
DISC : death inducing signaling complex