Chronic neutrophilic leukemia with an associated V617F JAK2 tyrosine kinase mutation

Chronic neutrophilic leukemia (CNL) is a rare disease and can cause considerable diagnostic difficulty. Although the V617F JAK2 mutation has been described by several groups to be associated with classical myeloproliferative disorders (MPD), this same mutation has been detected with a low incidence in atypical MPD, such as CNL. Here we report the presence of the V617F mutation in a CNL patient, who is unusual for having survived for more than 96 months, with little disease progression. It remains to be established what role this mutation, which gives cells a proliferative advantage, might play in the pathogenesis and prognosis of rare atypical MPD.

Characterisation of the Timing and Prevalence of Receptor Tyrosine Kinase Expression Changes in Esophageal Carcinogenesis

Despite being common in epithelial malignancies, the timing of receptor tyrosine kinase (RTK) up-regulation is poorly understood and therefore hampers the identification of the receptor to target for effective treatment. We aimed to determine if RTK expression changes were early events in carcinogenesis. Esophageal adenocarcinoma and its pre-invasive lesion, Barrett's esophagus, were used for immunohistochemical analysis of the RTK panel, EGFR, ErbB2, ErbB3, Met and FGFR2, by utilising a cohort of patients with invasive disease (n = 367) and two cohorts with pre-invasive disease, one cross-sectional (n = 110) and one longitudinal in time (n = 91). The results demonstrated that 51% of esophageal adenocarcinomas over-expressed at least one of the RTK panel; with 21% of these over-expressing multiple receptors. Up-regulation of RTK expression was an early event corresponding with low grade dysplasia development (25% in areas without dysplasia vs. 63% in low grade dysplasia, p

Endosomal localization and receptor dynamics determine tyrosine phosphorylation of hepatocyte growth factor-regulated tyrosine kinase substrate

Hepatocyte growth factor-regulated tyrosine kinase substrate (Hrs) is a prominent substrate for activated tyrosine kinase receptors that has been proposed to play a role in endosomal membrane trafficking. The protein contains a FYVE domain, which specifically binds to the lipid phosphatidylinositol (PI) 3-phosphate (PI 3-P). We show that this interaction is required both for correct localization of the protein to endosomes that only partially coincides with early endosomal autoantigen 1 and for efficient tyrosine phosphorylation of the protein in response to epidermal growth factor stimulation. Treatment with wortmannin reveals that Hrs phosphorylation also requires PI 3-kinase activity, which is necessary to generate the PI 3-P required for localization. We have used both hypertonic media and expression of a dominant-negative form of dynamin (K44A) to inhibit endocytosis; under which conditions, receptor stimulation fails to elicit phosphorylation of Hrs. Our results provide a clear example of the coupling of a signal transduction pathway to endocytosis, from which we propose that activated receptor (or associated factor) must be delivered to the appropriate endocytic compartment in order for Hrs phosphorylation to occur.

The dual EGFR/HER-2 tyrosine kinase inhibitor lapatinib sensitizes colon and gastric cancer cells to the irinotecan active metabolite SN-38

Members of the human epidermal receptor (HER) family are frequently associated with aggressive disease and poor prognosis in multiple malignancies. Lapatinib is a dual tyrosine kinase inhibitor targeting the epidermal growth factor receptor (EGFR) and HER-2. This study evaluated the therapeutic potential of lapatinib, alone and in combination with SN-38, the active metabolite of irinotecan (CPT-11), in colon and gastric cancer cell lines. Concentration-dependent antiproliferative effects of both lapatinib and SN-38 were observed in all colon and gastric cancer cell lines tested but varied significantly between individual cell lines (lapatinib range 0.08-11.7 muM; SN-38 range 3.6-256 nM). Lapatinib potently inhibited the growth of a HER-2 overexpressing gastric cancer cell line and demonstrated moderate activity in gastric and colon cancer cells with detectable HER-2 expression. The combination of lapatinib and SN-38 interacted synergistically to inhibit cell proliferation in all colon and gastric cancer cell lines tested. Cotreatment with lapatinib and SN-38 also resulted in enhanced cell cycle arrest and the induction of apoptosis with subsequent cellular pharmacokinetic analysis demonstrating that lapatinib promoted the increased intracellular accumulation and retention of SN-38 when compared to SN-38 treatment alone. Finally, the combination of lapatinib and CPT-11 demonstrated synergistic antitumor efficacy in the LoVo colon cancer mouse xenograft model with no apparent increase in toxicity compared to CPT-11 monotherapy. These results provide compelling preclinical rationale indicating lapatinib to be a potentially efficacious chemotherapeutic combination partner for irinotecan in the treatment of gastrointestinal carcinomas.

Prognostic role of lemur tyrosine kinase-3 germline polymorphisms in adjuvant gastric cancer in Japan and the United States

Lemur tyrosine kinase-3 (LMTK3) was recently identified as an estrogen receptor (ER)-α modulator related to endocrine therapy resistance, and its polymorphisms rs9989661 (T>C) T/T genotype and rs8108419 (G>A) G/G or A/G genotype predicted improved outcomes in breast cancer. Because different predominant ER distributions link to breast and gastric cancer and little is known of the prognostic role of LMTK3 in gastric cancer, this study was carried out to clarify the prognostic role of these polymorphisms in gastric cancer. One-hundred and sixty-nine Japanese and 137 U.S. patients with localized gastric adenocarcinoma were enrolled. Genomic DNA was extracted from blood or tissue, and all samples were analyzed by PCR-based direct DNA sequencing. Overall, these polymorphisms were not associated with survival in both cohorts. When gender was considered, in multivariate analysis, harboring rs9989661 T/T genotype was associated with disease-free survival [HR, 4.37; 95% confidence interval (CI), 2.08-9.18; P < 0.0001] and overall survival (OS; HR, 3.69; 95% CI, 1.65-8.24; P = 0.0014) in the Japanese males and time to recurrence (HR, 7.29; 95% CI, 1.07-49.80; P = 0.043) in the U.S. females. Meanwhile, harboring rs8108419 G/G genotype was associated with OS in the Japanese females (HR, 3.04; 95% CI, 1.08-8.56; P = 0.035) and the U.S. males (HR, 3.39; 95% CI, 1.31-8.80; P = 0.012). The prognostic role of these polymorphisms may be negative in gastric cancer. These findings suggest that the estrogen pathway may play a prognostic role in patients with gastric cancer but this may be dependent on the regional differences both in physiology and genetic alterations of gastric cancer.

Synthesis, characterization, electrochemical behavior and in vitro protein tyrosine kinase inhibitory activity of the cymene-halogenobenzohydroxamato [Ru(eta(6)-cymene)(bha)Cl] complexes

The ruthenium(II)-cymene complexes [Ru(eta(6)-cymene)(bha)Cl] with substituted halogenobenzohydroxamato (bha) ligands (substituents = 4-F, 4-Cl, 4-Br, 2,4-F-2, 3,4-F-2, 2,5-F-2, 2,6-F-2) have been synthesized and characterized by elemental analysis, IR, H-1 NMR, C-13 NMR, cyclic voltammetry and controlled-potential electrolysis, and density functional theory (DFT) studies. The compositions of their frontier molecular orbitals (MOs) were established by DFT calculations, and the oxidation and reduction potentials are shown to follow the orders of the estimated vertical ionization potential and electron affinity, respectively. The electrochemical E-L Lever parameter is estimated for the first time for the various bha ligands, which can thus be ordered according to their electron-donor character. All complexes exhibit very strong protein tyrosine kinase (PTK) inhibitory activity, even much higher than that of genistein, the clinically used PTK inhibitory drug. The complex containing the 2,4-difluorobenzohydroxamato ligand is the most active one, and the dependences of the PTK activity of the complexes and of their redox potentials on the ring substituents are discussed. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Distribution intracellulaire et trafic des récepteurs à tyrosine kinase EphA4 et EphB2 à la synapse mature dans le système nerveux central murin

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Développement et radiosynthèse de ligands du récepteur tyrosine kinase neurotrophique type 2 (TrkB) marqués aux carbone-11 et fluor-18 pour l’imagerie cérébrale par tomographie d’émission de positons

Ce mémoire présente mes travaux ayant menés au développement d’une première génération de radioligands marqués au fluor-18 (t1/2 = 110 min) et au carbone-11 (t1/2 = 20.4 min) destinés à l’imagerie cérébrale in vivo du récepteur tyrosine kinase neurotrophique de type 2 (TrkB) en tomographie par émission de positons (TEP). Ces travaux reposent sur l’identification récente de ligands de TrkB non peptidiques à hautes affinités dérivés du 7,8-dihydroxyflavone. La synthèse d’une série de dérivés du 7,8-dihydroxyflavone non-radioactifs de même que des précuseurs à l’incorporation du fluro-18 et du carbone-11 a d’abord été effectuée. Partant des précurseurs adéquats synthétisés, la radiosynthèse de deux radioligands, l’un marqué au fluor-18 et l’autre au carbone-11, a été développée. Ces radiosynthèses reposent respectivement sur une 18F-radiofluorination nucléophile aromatique nouvelle et hautement efficace et sur une 11C-méthylation N-sélective. Les radiotraceurs de TrkB ainsi obtenus ont ensuite été évalués in vitro en autoradiographie et in vivo en tant que traceurs TEP dans des rats. L’évaluation des propriétés physico-chimique de même que de la stabilité in vitro des radiotraceurs sont présentées. Partant d’une série d’analogues cristallisés de ces flavones synthétiques, une étude de relation structure-activité a été menée. La combinaison de cette étude, de pair avec l’évaluation in vivo de la première génération de radiotraceurs de TrkB a aussi permis d’investiguer les pharmacophores nécessaires à l’affinité de ces ligands de même que d’identifier des fragments structurels associés au métabolisme des radiotraceurs. La radiosynthèse d’un troisième radioligand de TrkB et son évaluation TEP in vivo de même que la mise en lumière des modifications structurelles utiles au développement d’une seconde génération de radioligands de TrkB avec des propriétés optimisées pour fin d’imagerie TEP sont aussi détaillés.

Régulation de l’activité transcriptionnelle des récepteurs des estrogènes (ER) par le récepteur à chimiokine CXCR4 et les récepteurs à activité tyrosine kinase ErbB2 et ErbB3

La régulation de la transcription des gènes par les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ joue un rôle important dans la croissance cellulaire et dans le développement du cancer du sein. Une augmentation de l’expression de CXCR4 et de son ligand SDF-1/CXCL12 corrèle avec un phénotype plus agressif du cancer du sein. Ici, nous démontrons un mécanisme de boucle de régulation positive entre la signalisation de CXCR4/SDF-1 et l’activité transcriptionnelle des ERs dans des cellules cancéreuses mammaires. L’activité transcriptionnelle de ER et l’expression de gènes cibles de ER, dont SDF-1 lui-même, sont augmentées dans la lignée cancéreuse mammaire MCF-7 en réponse à SDF-1. Ces effets sont bloqués par l’anti-estrogène fulvestrant et par la délétion de CXCR4. Par ailleurs, l’expression des gènes et la prolifération des cellules cancéreuses mammaires MCF-7 en réponse à l’estrogène sont altérées par l’inhibition de CXCR4. La signalisation par les facteurs de croissance joue un rôle important dans le cancer du sein. La surexpression et la dérégulation de la signalisation par le récepteur à activité tyrosine kinase ErbB2 corrèlent avec un phénotype tumoral mammaire plus agressif et un moins bon pronostic. Cependant, comment la signalisation de ErbB2 et de CXCR4 sont fonctionnellement reliées dans la régulation de la réponse de ER dans les cellules cancéreuses mammaires n’est pas connue. Nous démontrons ici que CXCR4 régule négativement l’expression protéique de ErbB2 et de son partenaire d’interaction ErbB3 ainsi que la phosphorylation de ErbB2. CXCR4 altère l’activation de la voie PI3-K/Akt par le dimère ErbB2/ErbB3 en réponse à héréguline alors qu’en présence de SDF-1, les niveaux d’activation sont récupérés. Nous avons trouvé que héréguline-β promouvoit la phosphorylation de la sérine 339 de CXCR4, un site important pour l’internalisation et la signalisation du récepteur. De plus, le recrutement de ErbB2 à CXCR4 est favorisé par ErbB3 et héréguline-β. L’activité transcriptionnelle ainsi que l’expression des gènes cibles de ER en réponse à l’héréguline sont relevées avec l’expression de CXCR4 et partiellement récupérées avec l’addition de SDF-1. Ces résultats démontrent que le recrutement de CXCR4 à ErbB2 altère la signalisation médiée par ErbB2/ErbB3 ainsi que l’activité hormonale de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. Nous travaux ont permis d’identifier et de caractériser l’impact de la signalisation médiée par des récepteurs membranaires sur la réponse transcriptionnelle de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. La signalisation membranaire est un facteur pouvant contribuer à la résistance aux thérapies endocriniennes et donc cibler les récepteurs impliqués s’avèrerait utile pour améliorer les traitements existants et mettre au point de nouvelles approches.

Role of the Protein Tyrosine Kinase 7 gene in human neural tube defects

Les anomalies du tube neural (ATN) sont des anomalies développementales où le tube neural reste ouvert (1-2/1000 naissances). Afin de prévenir cette maladie, une connaissance accrue des processus moléculaires est nécessaire. L’étiologie des ATN est complexe et implique des facteurs génétiques et environnementaux. La supplémentation en acide folique est reconnue pour diminuer les risques de développer une ATN de 50-70% et cette diminution varie en fonction du début de la supplémentation et de l’origine démographique. Les gènes impliqués dans les ATN sont largement inconnus. Les études génétiques sur les ATN chez l’humain se sont concentrées sur les gènes de la voie métabolique des folates du à leur rôle protecteur dans les ATN et les gènes candidats inférés des souris modèles. Ces derniers ont montré une forte association entre la voie non-canonique Wnt/polarité cellulaire planaire (PCP) et les ATN. Le gène Protein Tyrosine Kinase 7 est un membre de cette voie qui cause l’ATN sévère de la craniorachischisis chez les souris mutantes. Ptk7 interagit génétiquement avec Vangl2 (un autre gène de la voie PCP), où les doubles hétérozygotes montrent une spina bifida. Ces données font de PTK7 comme un excellent candidat pour les ATN chez l’humain. Nous avons re-séquencé la région codante et les jonctions intron-exon de ce gène dans une cohorte de 473 patients atteints de plusieurs types d’ATN. Nous avons identifié 6 mutations rares (fréquence allélique <1%) faux-sens présentes chez 1.1% de notre cohorte, dont 3 sont absentes dans les bases de données publiques. Une variante, p.Gly348Ser, a agi comme un allèle hypermorphique lorsqu'elle est surexprimée dans le modèle de poisson zèbre. Nos résultats impliquent la mutation de PTK7 comme un facteur de risque pour les ATN et supporte l'idée d'un rôle pathogène de la signalisation PCP dans ces malformations.

Hepatitis C virus NS5A protein binds the SH3 domain of the Fyn tyrosine kinase with high affinity: mutagenic analysis of residues within the SH3 domain that contribute to the interaction

Background: The hepatitis C virus (HCV) non-structural 5A protein (NS5A) contains a highly conserved C-terminal polyproline motif with the consensus sequence Pro-X-X- Pro-X-Arg that is able to interact with the Src-homology 3 (SH3) domains of a variety of cellular proteins. Results: To understand this interaction in more detail we have expressed two N-terminally truncated forms of NS5A in E. coli and examined their interactions with the SH3 domain of the Src-family tyrosine kinase, Fyn. Surface plasmon resonance analysis revealed that NS5A binds to the Fyn SH3 domain with what can be considered a high affinity SH3 domain-ligand interaction (629 nM), and this binding did not require the presence of domain I of NS5A (amino acid residues 32-250). Mutagenic analysis of the Fyn SH3 domain demonstrated the requirement for an acidic cluster at the C-terminus of the RT-Src loop of the SH3 domain, as well as several highly conserved residues previously shown to participate in SH3 domain peptide binding. Conclusion: We conclude that the NS5A: Fyn SH3 domain interaction occurs via a canonical SH3 domain binding site and the high affinity of the interaction suggests that NS5A would be able to compete with cognate Fyn ligands within the infected cell.

Cyclins, cyclin-dependent kinases, and cyclin-dependent kinase inhibitors: detection methods and activity measurements

The cyclin/cyclin-dependent kinase (Cdk) complexes and the Cdk inhibitors (CDKI) are crucial regulators of cell cycle progression in all eukaryotic cells. Using rat cardiac myocytes as a model system, this chapter provides a detailed account of methods that can be employed to measure both cyclin/Cdk activity in cells and the extent of CDKI inhibitory activity present in a particular cell type.

Cyclins, cyclin-dependent kinases, and cyclin-dependent kinase inhibitors: detection methods and activity measurements

The cyclin/cyclin-dependent kinase (Cdk) complexes and the Cdk inhibitors (CDKI) are crucial regulators of cell cycle progression in all eukaryotic cells. Using rat cardiac myocytes as a model system, this chapter provides a detailed account of methods that can be employed to measure both cyclin/Cdk activity in cells and the extent of CDKI inhibitory activity present in a particular cell type.

Downregulation of cyclin-dependent kinase inhibitors p21 and p27 in pressure-overload hypertrophy

We postulated that the cyclin-dependent kinase inhibitors p21 and p27 could regulate the alterations in growth potential of cardiomyocytes during left ventricular hypertrophy (LVH). LVH was induced in adult rat hearts by aortic constriction (AC) and was monitored at days 0, 1, 3, 7, 14, 21, and 42 postoperation. Relative to sham-operated controls (SH), left ventricle (LV) weight-to-body weight ratio in AC increased progressively with time without significant differences in body weight or right ventricle weight-to-body weight ratio. Atrial natriuretic factor mRNA increased significantly in AC to 287% at day 42 compared with SH (P < 0.05), whereas p21 and p27 mRNA expression in AC rats decreased significantly by 58% (P < 0.03) and 40% (P < 0.05) at day 7, respectively. p21 and p27 protein expression decreased significantly from days 3 to 21 in AC versus SH, concomitant with LV adaptive growth. Immunocytochemistry showed p21 and p27 expression in cardiomyocyte nuclei. Thus downregulation of p21 and p27 may modulate the adaptive growth of cardiomyocytes during pressure overload-induced LVH.