Les cancers pédiatriques sont des pathologies complexes, représentant la première cause de mortalité par maladie chez les enfants âgés de 1 à 14 ans, et ce malgré les progrès thérapeutiques de ces dernières années. Une meilleure connaissance de la biologie et de l'origine génétique de ces tumeurs permettrait d'améliorer la prise en charge des enfants et des adolescents atteints de cancer. L'implémentation des technologies de séquençage haut-débit a permis des avancées considérables dans la compréhension, le diagnostic et le traitement des pathologies tumorales chez l’adulte, mais restent encore sous-exploitée en pédiatrie. Ainsi, les objectifs de ma thèse ont été de développer des stratégies pour faciliter l'identification des facteurs génétiques impliqués dans l'étiologie des cancers pédiatriques et de caractériser les voies de signalisation majeures de la tumorigenèse, afin d'explorer de nouvelles cibles thérapeutiques possibles. Pour répondre à ces problématiques, l'analyse de multiples données omiques de patients atteints de divers types histologiques de cancers pédiatriques, provenant de diverses cohortes privées ou publiques, m'a permis (1) d'améliorer leur diagnostic moléculaire, en développant une approche intégrant des données génomiques et cliniques de patients dans le cadre du projet national Exome Cancer Rare de l'Enfant (ExoCaRE) ; (2) de mieux appréhender la biologie de ces tumeurs grâce à la mise en évidence de clusters de gènes spécifiques à des types histologiques de cancer, incluant des gènes clés impliqués dans le développement et la tumorigenèse pédiatrique ; et (3) d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour les patients atteints de médulloblastome, en étudiant l'adéquation des profils moléculaires de sous- groupes de tumeurs avec des réponses pharmacologiques de composés anti-cancer. Ces travaux de thèse proposent des stratégies multi-omiques innovantes pour améliorer notre compréhension de la biologie des tumeurs pédiatriques et montrent leur potentiel pour faciliter la prise en charge diagnostique et thérapeutique des enfants et des adolescents atteints de cancer.