Rasopatias : mutações germinativas na via de sinalização Ras/MAPK e associação ao desenvolvimento de patologia neoplásica

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Failure of a medulloblastoma-derived mutant of SUFU to suppress WNT signaling

Germline mutations of APC in patients with Turcot syndrome (colon cancer and medulloblastoma), was well as somatic mutations of APC, beta-catenin, and Axin in sporadic medulloblastomas (MBs) have shown the importance of WNT signaling in the pathogenesis of MB. A subset of children with MB have germline mutations of SUFU, a known inhibitor of Hedgehog signal transduction. A recent report suggested that murine Sufu can bind beta-catenin, export it from the nucleus, and thereby repress beta-catenin/T-cell factor (Tcf)-mediated transcription. We show that an MB-derived mutant of SUFU has lost the ability to decrease nuclear levels of beta-catenin, and cannot inhibit beta-catenin/Tcf-mediated transcription as compared to wild type SUFU. Our results suggest that loss of function of SUFU results in overactivity of both the Sonic Hedgehog, and the WNT signaling pathways, leading to excessive proliferation and failure to differentiate resulting in MB.

Morphology of breast cancer as a means of triage of patients for BRCA1 genetic testing

Background: Women who have germline mutations in the BRCA1 gene are at substantially increased lifetime risk of developing breast and ovarian cancer but are otherwise normal. Currently. early age of onset of cancer and a strong family history are relied upon as the chief clues as to who should be offered genetic testing. Certain morphologic and immunohistochemical features are overrepresented in BRCA1-associated breast cancers but these differences have not been incorporated into the current selection criteria for genetic testing. Design: Each of the 4 pathologists studied 30 known cases of BRCA1- and BRCA2-associated breast cancer from kConFab families. After reviewing the literature, we agreed on a semiquantitative scoring system for estimating the chances of presence of an underlying BRCA1 mutation, based on the number of the reported prototypic features present. After a time lag of 12 months, we each examined a series of 62 deidentified cases of breast cancer, inclusive of cases of BRCA1-associated breast cancer and controls. The controls included cases of BRCA2-associated breast cancer and sporadic cases. Results: Our predictions had a sensitivity of 92%, specificity of 86%, positive predictive value of 61%, and negative predictive value of 98%. For comparison the sensitivity of currently used selection criteria are in the range of 25% to 30%. Conclusion: The inclusion of morphologic and immunohistochemical features of breast cancers in algorithms to predict the likelihood of presence of germline mutations in the BRCA1 gene improves the accuracy of the selection process.

New era: Prophylactic surgery for patients with multiple endocrine neoplasia-2A

Background: The surgical management of patients with multiple endocrine neoplasia-2A (MEN-2A) continues to evolve with specific genotype-phenotype correlations allowing for a more tailored approach. In this study, we report the surgical management of one of the largest MEN-2A families with a rearranged during transfection (RET) codon 804 mutation. Method: This is a cohort study comprising all at-risk kindred within a single known MEN-2A family. Prophylactic total thyroidectomy with lymph node dissection was recommended to all mutation carriers aged 5 years and older. Results: There were a total of 48 at-risk individuals in the MEN-2A kindred, with 22 patients undergoing thyroidectomy after appropriate preoperative evaluation. A total of 9 patients had medullary thyroid cancer including 5 with a normal preoperative calcitonin level. A total of 11 patients had C-cell hyperplasia and 7 showed histological evidence of parathyroid disease. Only the index case had a phaeochromocytoma. Conclusion: Genetic testing for germline mutations in the RET proto-oncogene has allowed precise identification of affected RET carriers and provided the opportunity for prophylactic or 'preclinical' surgery to treat and in fact to prevent medullary thyroid cancer. This concept of prophylactic surgery based on a genetic test is likely to be applied more widely as the tools of molecular biology advance.

Exploration génétique de l'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne

L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.

Étude fonctionnelle d’un nouveau complexe multi-enzymatique régulant l’épigénome

L’ubiquitination, une modification post-traductionnelle importante pour le contrôle de nombreux processus cellulaires, est une réaction réversible. La réaction inverse, nommée déubiquitination est catalysée par les déubiquitinases (DUB). Nous nous sommes intéressés dans nos travaux à étudier l’ubiquitination de l’histone H2A (H2Aub), au niveau des résidus lysines 118 et 119 (K118/K119), une marque épigénétique impliquée dans la régulation de la prolifération cellulaire et la réparation de l’ADN. Le régulateur transcriptionnel BAP1, une déubiquitinase nucléaire, a été initialement identifié pour sa capacité à promouvoir la fonction suppressive de tumeurs de BRCA1. BAP1 forme un complexe multi-protéique avec plusieurs facteurs transcriptionnels et sa fonction principale est la déubiquitination de H2Aub. Plusieurs études ont démontré que BAP1 est un gène suppresseur de tumeurs majeur et qu’il est largement muté et inactivé dans une multitude de cancers. En effet, BAP1 émerge comme étant la DUB la plus mutée au niveau des cancers. Cependant, le ou les mécanismes d’action et de régulation du complexe BAP1 restent très peu connus. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la caractérisation moléculaire et fonctionnelle des partenaires protéiques de BAP1. De manière significative nous avons caractérisé un mécanisme unique de régulation entre deux composants majeurs du complexe BAP1 à savoir, HCF-1 et OGT. En effet, nous avons démontré que HCF-1 est requis pour maintenir le niveau protéique de OGT et que cette dernière est indispensable pour la maturation protéolytique de HCF-1 en promouvant son clivage par O-GlcNAcylation, une signalisation cellulaire nécessaire au bon fonctionnement de HCF-1. Également, nous avons découvert un nouveau mécanisme de régulation de BAP1 par l’ubiquitine ligase atypique UBE2O. En effet, UBE2O agit comme un régulateur négatif de BAP1 puisque l’ubiquitination de ce dernier induit sa séquestration dans le cytoplasme et l’inhibition de sa fonction suppressive de tumeurs. D’autre part nous nous sommes penchés sur la caractérisation de l’association de BAP1 avec deux facteurs de la famille des protéines Polycombes nommés ASXL1 et ASXL2 (ASXL1/2). Nous avons investigué le rôle de BAP1/ASXL1/2, particulièrement dans les mécanismes de déubiquitination et suppression de tumeurs. Nous avons démontré que BAP1 interagit directement iii via son domaine C-terminale avec le même domaine ASXM de ASXL1/2 formant ainsi deux complexes mutuellement exclusifs indispensables pour induire l’activité déubiquitinase de BAP1. De manière significative, ASXM s’associe avec BAP1 pour créer un nouveau domaine composite de liaison à l’ubiquitine. Ces interactions BAP1/ASXL1/2 régulent la progression harmonieuse du cycle cellulaire. De plus, la surexpression de BAP1 et de ASXL2 au niveau des fibroblastes induit la sénescence de manière dépendante de leurs interactions. D’autre part, nous avons identifié des mutations de cancers au niveau de BAP1 le rendant incapable de lier ASXL1/2, d’exercer sa fonction d’autodéubiquitination et de ce fait d’agir comme suppresseur de tumeurs. Ainsi nous avons révélé un lien étroit entre le gène suppresseur de tumeurs BAP1, son activité déubiquitinase et le contrôle de la prolifération cellulaire.

Multiple endocrine neoplasia, the old and the new: a mini review

Multiple endocrine neoplasia syndromes have since been classified as types 1 and 2, each with specific phenotypic patterns. MEN1 is usually associated with pituitary, parathyroid and paraneoplastic neuroendocrine tumours. The hallmark of MEN2 is a very high lifetime risk of developing medullary thyroid carcinoma (MTC) more than 95% in untreated patients. Three clinical subtypesdMEN2A, MEN2B, and familial MTC (FMTC) have been defined based on the risk of pheochromocytoma, hyperparathyroidism, and the presence or absence of characteristic physical features). MEN2 occurs as a result of germline activating missense mutations of the RET (REarranged during Transfection) proto-oncogene. MEN2-associated mutations are almost always located in exons 10, 11, or 13 through 16. Strong genotype-phenotype correlations exist with respect to clinical subtype, age at onset, and aggressiveness of MTC in MEN2. These are used to determine the age at which prophylactic thyroidectomy should occur and whether screening for pheochromocytoma or hyperparathyroidism is necessary. Specific RET mutations can also impact management in patients presenting with apparently sporadic MTC. Therefore, genetic testing should be performed before surgical intervention in all patients diagnosed with MTC. Recently, Pellegata et al. have reported that germline mutations in CDKN1B can predispose to the development of multiple endocrine tumours in both rats and humans and this new MEN syndrome is named MENX and MEN4, respectively. CDKN1B. A recent report showed that in sporadic MTC, CDKN1B V109G polymorphism correlates with a more favorable disease progression than the wild-type allele and might be considered a new promising prognostic marker. New insights on MEN syndrome pathogenesis and related inherited endocrine disorders are of particular interest for an adequate surgical and therapeutic approach.

Exploration génétique de l'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne

L'hypothyroïdie congénitale par dysgénésie thyroïdienne (HCDT, ectopie dans plus de 80 %) a une prévalence de 1 cas sur 4000 naissances vivantes. L’HCDT est la conséquence d'une défaillance de la thyroïde embryonnaire à se différencier, à se maintenir ou à migrer vers sa localisation anatomique (partie antérieure du cou), qui aboutit à une absence totale de la thyroïde (athyréose) ou à une ectopie thyroïdienne (linguale ou sublinguale). Les HCDT sont principalement non-syndromiques (soit 98% des cas sont non-familiale), ont un taux de discordance de 92% chez les jumeaux monozygotes, et ont une prédominance féminine et ethnique (i.e., Caucasienne). La majorité des cas d’HCDT n’a pas de cause connue, mais est associée à un déficit sévère en hormones thyroïdiennes (hypothyroïdie). Des mutations germinales dans les facteurs de transcription liés à la thyroïde (NKX2.1, FOXE1, PAX8, NKX2.5) ont été identifiées dans seulement 3% des patients atteints d’HCDT sporadiques et l’analyse de liaisons exclue ces gènes dans les rares familles multiplex avec HCDT. Nous supposons que le manque de transmission familiale claire d’HCDT peut résulter de la nécessité d’au moins deux « hits » génétiques différents dans des gènes importants pour le développement thyroïdien. Pour répondre au mieux nos questions de recherche, nous avons utilisé deux approches différentes: 1) une approche gène candidat, FOXE1, seul gène impliqué dans l’ectopie dans le modèle murin et 2) une approche en utilisant les techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS) afin de trouver des variants génétiques pouvant expliquer cette pathologie au sein d’une cohorte de patients avec HCDT. Pour la première approche, une étude cas-contrôles a été réalisée sur le promoteur de FOXE1. Il a récemment été découvert qu’une région du promoteur de FOXE1 est différentiellement méthylée au niveau de deux dinucléotides CpG consécutifs, définissant une zone cruciale de contrôle de l’expression de FOXE1. L’analyse d’association basée sur les haplotypes a révélé qu’un haplotype (Hap1: ACCCCCCdel1C) est associé avec le HCDT chez les Caucasiens (p = 5x10-03). Une réduction significative de l’activité luciférase est observée pour Hap1 (réduction de 68%, p<0.001) comparé au promoteur WT de FOXE1. Une réduction de 50% de l’expression de FOXE1 dans une lignée de cellules thyroïdienne humaine est suffisante pour réduire significativement la migration cellulaire (réduction de 55%, p<0.05). Un autre haplotype (Hap2: ACCCCCCC) est observé moins fréquemment chez les Afro-Américain comparés aux Caucasiens (p = 1.7x10-03) et Hap2 diminue l’activité luciférase (réduction de 26%, p<0.001). Deux haplotypes distincts sont trouvés fréquemment dans les contrôles Africains (Black-African descents). Le premier haplotype (Hap3: GTCCCAAC) est fréquent (30.2%) chez les contrôles Afro-Américains comparés aux contrôles Caucasiens (6.3%; p = 2.59 x 10-9) tandis que le second haplotype (Hap4: GTCCGCAC) est trouvé exclusivement chez les contrôles Afro-Américains (9.4%) et est absent chez les contrôles Caucasiens (P = 2.59 x 10-6). Pour la deuxième approche, le séquençage de l’exome de l’ADN leucocytaire entre les jumeaux MZ discordants n’a révélé aucune différence. D'où l'intérêt du projet de séquençage de l’ADN et l’ARN de thyroïdes ectopiques et orthotopiques dans lesquelles de l'expression monoallélique aléatoire dans a été observée, ce qui pourrait expliquer comment une mutation monoallélique peut avoir des conséquences pathogéniques. Finalement, le séquençage de l’exome d’une cohorte de 36 cas atteints d’HCDT a permis d’identifier de nouveaux variants probablement pathogéniques dans les gènes récurrents RYR3, SSPO, IKBKE et TNXB. Ces quatre gènes sont impliqués dans l’adhésion focale (jouant un rôle dans la migration cellulaire), suggérant un rôle direct dans les défauts de migration de la thyroïde. Les essais de migration montrent une forte diminution (au moins 60% à 5h) de la migration des cellules thyroïdiennes infectées par shRNA comparés au shCtrl dans 2 de ces gènes. Des zebrafish KO (-/- et +/-) pour ces nouveaux gènes seront réalisés afin d’évaluer leur impact sur l’embryologie de la thyroïde.

Étude fonctionnelle d’un nouveau complexe multi-enzymatique régulant l’épigénome

L’ubiquitination, une modification post-traductionnelle importante pour le contrôle de nombreux processus cellulaires, est une réaction réversible. La réaction inverse, nommée déubiquitination est catalysée par les déubiquitinases (DUB). Nous nous sommes intéressés dans nos travaux à étudier l’ubiquitination de l’histone H2A (H2Aub), au niveau des résidus lysines 118 et 119 (K118/K119), une marque épigénétique impliquée dans la régulation de la prolifération cellulaire et la réparation de l’ADN. Le régulateur transcriptionnel BAP1, une déubiquitinase nucléaire, a été initialement identifié pour sa capacité à promouvoir la fonction suppressive de tumeurs de BRCA1. BAP1 forme un complexe multi-protéique avec plusieurs facteurs transcriptionnels et sa fonction principale est la déubiquitination de H2Aub. Plusieurs études ont démontré que BAP1 est un gène suppresseur de tumeurs majeur et qu’il est largement muté et inactivé dans une multitude de cancers. En effet, BAP1 émerge comme étant la DUB la plus mutée au niveau des cancers. Cependant, le ou les mécanismes d’action et de régulation du complexe BAP1 restent très peu connus. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la caractérisation moléculaire et fonctionnelle des partenaires protéiques de BAP1. De manière significative nous avons caractérisé un mécanisme unique de régulation entre deux composants majeurs du complexe BAP1 à savoir, HCF-1 et OGT. En effet, nous avons démontré que HCF-1 est requis pour maintenir le niveau protéique de OGT et que cette dernière est indispensable pour la maturation protéolytique de HCF-1 en promouvant son clivage par O-GlcNAcylation, une signalisation cellulaire nécessaire au bon fonctionnement de HCF-1. Également, nous avons découvert un nouveau mécanisme de régulation de BAP1 par l’ubiquitine ligase atypique UBE2O. En effet, UBE2O agit comme un régulateur négatif de BAP1 puisque l’ubiquitination de ce dernier induit sa séquestration dans le cytoplasme et l’inhibition de sa fonction suppressive de tumeurs. D’autre part nous nous sommes penchés sur la caractérisation de l’association de BAP1 avec deux facteurs de la famille des protéines Polycombes nommés ASXL1 et ASXL2 (ASXL1/2). Nous avons investigué le rôle de BAP1/ASXL1/2, particulièrement dans les mécanismes de déubiquitination et suppression de tumeurs. Nous avons démontré que BAP1 interagit directement iii via son domaine C-terminale avec le même domaine ASXM de ASXL1/2 formant ainsi deux complexes mutuellement exclusifs indispensables pour induire l’activité déubiquitinase de BAP1. De manière significative, ASXM s’associe avec BAP1 pour créer un nouveau domaine composite de liaison à l’ubiquitine. Ces interactions BAP1/ASXL1/2 régulent la progression harmonieuse du cycle cellulaire. De plus, la surexpression de BAP1 et de ASXL2 au niveau des fibroblastes induit la sénescence de manière dépendante de leurs interactions. D’autre part, nous avons identifié des mutations de cancers au niveau de BAP1 le rendant incapable de lier ASXL1/2, d’exercer sa fonction d’autodéubiquitination et de ce fait d’agir comme suppresseur de tumeurs. Ainsi nous avons révélé un lien étroit entre le gène suppresseur de tumeurs BAP1, son activité déubiquitinase et le contrôle de la prolifération cellulaire.

Cartographie des cassures bicaténaires du remodelage chromatinien du spermatide et développement des outils techniques associés.

Résumé : La phase haploïde de la spermatogenèse (spermiogenèse) est caractérisée par une modification importante de la structure de la chromatine et un changement de la topologie de l’ADN du spermatide. Les mécanismes par lesquels ce changement se produit ainsi que les protéines impliquées ne sont pas encore complètement élucidés. Mes travaux ont permis d’établir la présence de cassures bicaténaires transitoires pendant ce remodelage par l’essai des comètes et l’électrophorèse en champ pulsé. En procédant à des immunofluorescences sur coupes de tissus et en utilisant un extrait nucléaire hautement actif, la présence de topoisomérases ainsi que de marqueurs de systèmes de réparation a été confirmée. Les protéines de réparation identifiées font partie de systèmes sujets à l’erreur, donc cette refonte structurale de la chromatine pourrait être génétiquement instable et expliquer le biais paternel observé pour les mutations de novo dans de récentes études impliquant des criblages à haut débit. Une technique permettant l’immunocapture spécifique des cassures bicaténaires a été développée et appliquée sur des spermatides murins représentant différentes étapes de différenciation. Les résultats de séquençage à haut débit ont montré que les cassures bicaténaires (hotspots) de la spermiogenèse se produisent en majorité dans l’ADN intergénique, notamment dans les séquences LINE1, l’ADN satellite et les répétions simples. Les hotspots contiennent aussi des motifs de liaisons des protéines des familles FOX et PRDM, dont les fonctions sont entre autres de lier et remodeler localement la chromatine condensée. Aussi, le motif de liaison de la protéine BRCA1 se trouve enrichi dans les hotspots de cassures bicaténaires. Celle-ci agit entre autres dans la réparation de l’ADN par jonction terminale non-homologue (NHEJ) et dans la réparation des adduits ADN-topoisomérase. De façon remarquable, le motif de reconnaissance de la protéine SPO11, impliquée dans la formation des cassures méiotiques, a été enrichi dans les hotspots, ce qui suggère que la machinerie méiotique serait aussi utilisée pendant la spermiogenèse pour la formation des cassures. Enfin, bien que les hotspots se localisent plutôt dans les séquences intergéniques, les gènes ciblés sont impliqués dans le développement du cerveau et des neurones. Ces résultats sont en accord avec l’origine majoritairement paternelle observée des mutations de novo associées aux troubles du spectre de l’autisme et de la schizophrénie et leur augmentation avec l’âge du père. Puisque les processus du remodelage de la chromatine des spermatides sont conservés dans l’évolution, ces résultats suggèrent que le remodelage de la chromatine de la spermiogenèse représente un mécanisme additionnel contribuant à la formation de mutations de novo, expliquant le biais paternel observé pour certains types de mutations.

The role of non-coding RNA in the development of pulmonary arterial hypertension

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive disease of the small pulmonary arteries, characterised by pulmonary vascular remodelling due to excessive proliferation and resistance to apoptosis of pulmonary artery endothelial cells (PAECs) and pulmonary artery smooth muscle cells (PASMCs). The increased pulmonary vascular resistance and elevated pulmonary artery pressures result in right heart failure and premature death. Germline mutations of the bone morphogenetic protein receptor-2 (bmpr2) gene, a receptor of the transforming growth factor beta (TGF-β) superfamily, account for approximately 75%-80% of the cases of heritable form of PAH (HPAH) and 20% of sporadic cases or idiopathic PAH (IPAH). IPAH patients without known bmpr2 mutations show reduced expression of BMPR2. However only ~ 20% of bmpr2-mutation carriers will develop the disease, due to an incomplete penetrance, thus the need for a ‘second hit’ including other genetic and/or environmental factors is accepted. Diagnosis of PAH occurs most frequently when patients have reached an advanced stage of disease. Although modern PAH therapies can markedly improve a patient’s symptoms and slow the rate of clinical deterioration, the mortality rate from PAH remains unacceptably high. Therefore, the development of novel therapeutic approaches is required for the treatment of this multifaceted disease. Noncoding RNAs (ncRNAs) include microRNAs (miRNAs) and long noncoding RNAs (lncRNAs). MiRNAs are ~ 22 nucleotide long and act as negative regulators of gene ex-pression via degradation or translational inhibition of their target mRNAs. Previous studies showed extensive evidence for the role of miRNAs in the development of PAH. LncRNAs are transcribed RNA molecules greater than 200 nucleotides in length. Similar to classical mRNA, lncRNAs are translated by RNA polymerase II and are generally alternatively spliced and polyadenylated. LncRNAs are highly versatile and function to regulate gene expression by diverse mechanisms. Unlike miRNAs, which exhibit well-defined actions in negatively regulating gene expression via the 3’-UTR of mRNAs, lncRNAs play more diverse and unpredictable regulatory roles. Although a number of lncRNAs have been intensively investigated in the cancer field, studies of the role of lncRNAs in vascular diseases such as PAH are still at a very early stage. The aim of this study was to investigate the involvement of specific ncRNAs in the development of PAH using experimental animal models and cell culture. The first ncRNA we focused on was miR-143, which is up-regulated in the lung and right ventricle tissues of various animal models of PH, as well as in the lungs and PASMCs of PAH patients. We show that genetic ablation of miR-143 is protective against the development of chronic hypoxia induced PH in mice, assessed via measurement of right ventricular systolic pressure (RVSP), right ventricular hypertrophy (RVH) and pulmonary vascular remodelling. We further report that knockdown of miR-143-3p in WT mice via anti-miR-143-3p administration prior to exposure of mice to chronic hypoxia significantly decreases certain indices of PH (RVSP) although no significant changes in RVH and pulmo-nary vascular remodelling were observed. However, a reversal study using antimiR-143-3p treatment to modulate miR-143-3p demonstrated a protective effect on RVSP, RVH, and muscularisation of pulmonary arteries in the mouse chronic hypoxia induced PH model. In vitro experiments showed that miR-143-3p overexpression promotes PASMC migration and inhibits PASMC apoptosis, while knockdown miR-143-3p elicits the opposite effect, with no effects observed on cellular proliferation. Interestingly, miR-143-3p-enriched exosomes derived from PASMCs mediated cell-to-cell communication between PASMCs and PAECs, contributing to the pro-migratory and pro-angiogenic phenotype of PAECs that underlies the pathogenesis of PAH. Previous work has shown that miR-145-5p expression is upregulated in the chronic hypoxia induced mouse model of PH, as well as in PAH patients. Genetic ablation and pharmacological inhibition (subcutaneous injection) of miR-145-5p exert a protective against the de-velopment of PAH. In order to explore the potential for alternative, more lung targeted delivery strategies, miR-145-5p expression was inhibited in WT mice using intranasal-delivered antimiR-145-5p both prior to and post exposure to chronic hypoxia. The decreased expression of miR-145-5p in lung showed no beneficial effect on the development of PH compared with control antimiRNA treated mice exposed to chronic hypoxia. Thus, miR-143-3p modulated both cellular and exosome-mediated responses in pulmonary vascular cells, while the inhibition of miR-143-3p prevented the development of experimental pulmonary hypertension. We focused on two lncRNAs in this project: Myocardin-induced Smooth Muscle Long noncoding RNA, Inducer of Differentiation (MYOSLID) and non-annotated Myolnc16, which were identified from RNA sequencing studies in human coronary artery smooth muscle cells (HCASMCs) that overexpress myocardin. MYOSLID was significantly in-creased in PASMCs from patients with IPAH compared to healthy controls and increased in circulating endothelial progenitor cells (EPCs) from bmpr2 mutant PAH patients. Exposure of PASMCs to hypoxia in vitro led to a significant upregulation in MYOSLID expres-sion. MYOSLID expression was also induced by treatment of PASMC with BMP4, TGF-β and PDGF, which are known to be triggers of PAH in vitro. Small interfering RNA (siR-NA)-mediated knockdown MYOSLID inhibited migration and induced cell apoptosis without affecting cell proliferation and upregulated several genes in the BMP pathway in-cluding bmpr1α, bmpr2, id1, and id3. Modulation of MYOSLID also affected expression of BMPR2 at the protein level. In addition, MYOSLID knockdown affected the BMP-Smad and BMP-non-Smad signalling pathways in PASMCs assessed by phosphorylation of Smad1/5/9 and ERK1/2, respectively. In PAECs, MYOSLID expression was also induced by hypoxia exposure, VEGF and FGF2 treatment. In addition, MYOSLID knockdown sig-nificantly decreased the proliferation of PAECs. Thus, MYOSLID may be a novel modulator in pulmonary vascular cell functions, likely through the BMP-Smad and –non-Smad pathways. Treatment of PASMCs with inflammatory cytokines (IL-1 and TNF-α) significantly in-duced the expression of Myolnc16 at a very early time point. Knockdown of Myolnc16 in vitro decreased the expression of il-6, and upregulated the expression of il-1 and il-8 in PASMCs. Moreover, the expression levels of chemokines (cxcl1, cxcl6 and cxcl8) were sig-nificantly decreased with Myolnc16 knockdown. In addition, Myolnc16 knockdown decreased the MAP kinase signalling pathway assessed by phosphorylation of ERK1/2 and p38 MAPK and inhibited cell migration and proliferation in PASMCs. Thus, Myolnc16 may a novel modulator of PASMCs functions through anti-inflammatory signalling pathways. In summary, in this thesis we have demonstrated how miR-143-3p plays a protective role in the development of PH both in vivo animal models and patients, as well as in vitro cell cul-ture. Moreover, we have showed the role of two novel lncRNAs in pulmonary vascular cells. These ncRNAs represent potential novel therapeutic targets for the treatment of PAH with further work addressing to investigate the target genes, and the pathways modulated by these ncRNAs during the development of PAH.

BRCA1 and BRCA2 germline mutation analysis among Indian women from south India: identification of four novel mutations and high-frequency occurrence of 185delAG mutation

Mutations in the BRCA1 and BRCA2 genes profoundly increase the risk of developing breast and/or ovarian cancer among women. To explore the contribution of BRCA1 and BRCA2 mutations in the development of hereditary breast cancer among Indian women, we carried out mutation analysis of the BRCA1 and BRCA2 genes in 61 breast or ovarian cancer patients from south India with a positive family history of breast and/or ovarian cancer. Mutation analysis was carried out using conformation-sensitive gel electrophoresis (CSGE) followed by sequencing. Mutations were identified in 17 patients (28.0%); 15 (24.6%) had BRCA1 mutations and two (3.28%) had BRCA2 mutations. While no specific association between BRCA1 or BRCA2 mutations with cancer type was seen, mutations were more often seen in families with ovarian cancer. While 40% (4/10) and 30.8% (4/12) of families with ovarian or breast and ovarian cancer had mutations, only 23.1% (9/39) of families with breast cancer carried mutations in the BRCA1 and BRCA2 genes. In addition, while BRCA1 mutations were found in all age groups, BRCA2 mutations were found only in the age group of <= 40 years. Of the BRCA1 mutations, there were three novel mutations (295delCA; 4213T -> A; 5267T -> G) G) and three mutations that have been reported earlier. Interestingly, 185delAG, a BRCA1 mutation which occurs at a very high frequency in Ashkenazi Jews, was found at a frequency of 16.4% (10/61). There was one novel mutation (4866insT) and one reported mutation in BRCA2. Thus, our study emphasizes the importance of mutation screening in familial breast and/or ovarian cancers, and the potential implications of these findings in genetic counselling and preventive therapy.

Disease evolution and outcomes in familial AML with germline CEBPA mutations

In-depth molecular investigation of familial leukemia has been limited by the rarity of recognized cases. This study examines the genetic events initiating leukemia and details the clinical progression of disease across multiple families harboring germ-line CEBPA mutations. Clinical data were collected from 10 CEBPA-mutated families, representing 24 members with acute myeloid leukemia (AML). Whole-exome (WES) and deep sequencing were performed to genetically profile tumors and define patterns of clonal evolution. Germline CEBPA mutations clustered within the N-terminal and were highly penetrant, with AML presenting at a median age of 24.5 years (range, 1.75-46 years). In all diagnostic tumors tested (n = 18), double CEBPA mutations (CEBPAdm) were detected, with acquired (somatic) mutations preferentially targeting the C-terminal. Somatic CEBPA mutations were unstable throughout the disease course, with different mutations identified at recurrence. Deep sequencing of diagnostic and relapse paired samples confirmed that relapse-associated CEBPA mutations were absent at diagnosis, suggesting recurrence was triggered by novel, independent clones. Integrated WES and deep sequencing subsequently revealed an entirely new complement of mutations at relapse, verifying the presentation of a de novo leukemic episode. The cumulative incidence of relapse in familial AML was 56% at 10 years (n = 11), and 3 patients experienced ≥3 disease episodes over a period of 17 to 20 years. Durable responses to secondary therapies were observed, with prolonged median survival after relapse (8 years) and long-term overall survival (10-year overall survival, 67%). Our data reveal that familial CEBPA-mutated AML exhibits a unique model of disease progression, associated with favorable long-term outcomes.

Anti-müllerian hormone serum concentrations of women with germline BRCA1 or BRCA2 mutations

STUDY QUESTION Do women with BRCA1 or BRCA2 mutations have reduced ovarian reserve, as measured by circulating anti-Müllerian hormone (AMH) concentration?SUMMARY ANSWER Women with a germline mutation in BRCA1 have reduced ovarian reserve as measured by AMH.WHAT IS KNOWN ALREADY The DNA repair enzymes encoded by BRCA1 and BRCA2 are implicated in reproductive aging. Circulating AMH is a biomarker of ovarian reserve and hence reproductive lifespan.STUDY DESIGN, SIZE, DURATION This was a cross-sectional study of AMH concentrations of 693 women at the time of enrolment into the Kathleen Cuningham Foundation Consortium for research in the Familial Breast Cancer (kConFab) cohort study (recruitment from 19 August 1997 until 18 September 2012). AMH was measured on stored plasma samples between November 2014 and January 2015 using an electrochemiluminescence immunoassay platform.PARTICIPANTS/MATERIALS, SETTING, METHODS Eligible women were from families segregating BRCA1 or BRCA2 mutations and had known mutation status. Participants were aged 25–45 years, had no personal history of cancer, retained both ovaries and were not pregnant or breastfeeding at the time of plasma storage. Circulating AMH was measured for 172 carriers and 216 non-carriers from families carrying BRCA1 mutations, and 147 carriers and 158 non-carriers from families carrying BRCA2 mutations. Associations between plasma AMH concentration and carrier status were tested by linear regression, adjusted for age at plasma storage, oral contraceptive use, body mass index and cigarette smoking.MAIN RESULTS AND THE ROLE OF CHANCE Mean AMH concentration was negatively associated with age (P < 0.001). Mutation carriers were younger at blood draw than non-carriers (P ≤ 0.031). BRCA1 mutation carriers had, on average, 25% (95% CI: 5%–41%, P = 0.02) lower AMH concentrations than non-carriers and were more likely to have AMH concentrations in the lowest quartile for age (OR 1.84, 95% CI: 1.11–303, P = 0.02). There was no evidence of an association between AMH concentration and BRCA2 mutation status (P = 0.94).LIMITATIONS, REASONS FOR CAUTION AMH does not directly measure the primordial follicle pool. The clinical implications of the lower AMH concentrations seen in BRCA1 mutation carriers cannot be assessed by this study design.WIDER IMPLICATIONS OF THE FINDINGS Women with a germline mutation in BRCA1 may have reduced ovarian reserve. This is consistent with other smaller studies in the literature and has potential implications for fertility and reproductive lifespan.STUDY FUNDING/COMPETING INTEREST(S) kConFab is supported by a grant from the Australian National Breast Cancer Foundation, and previously by the National Health and Medical Research Council (NHMRC), the Queensland Cancer Fund, the Cancer Councils of New South Wales, Victoria, Tasmania and South Australia, and the Cancer Foundation of Western Australia. K.A.P. is an Australian National Breast Cancer Foundation Practitioner Fellow. J.L.H. is a NHMRC Senior Principal Research Fellow. M.H. is a NHMRC Practitioner Fellow. R.A.A. reports personal fees from Roche Diagnostics & Beckman Coulter outside the submitted work and C.S. reports other earnings from Melbourne IVF outside the submitted work. The remaining authors have nothing to declare and no conflicts of interest.