Guiding blind T cells and dendritic cells: A closer look at fibroblastic reticular cells found within lymph node T zones.

It is within the T cell rich zone of secondary lymphoid organs (SLO) that dendritic cells (DC) present the captured pathogens to recirculating T cells in order to activate the rare antigen-specific T cells. While we have made considerable progress in understanding the biology of mobile hematopoietic cells found within SLO, notably DC and lymphocytes, we still have a lot to learn about the sessile stromal cells. This review is focused on the recent progress made in our understanding of the fibroblastic reticular stromal cells that form the 'niches' within the T zone.

Role of Notch signaling in the skin and cornea

Résumé : La voie de signalisation Notch est essentielle pour la différentiation de l'épiderme lors du développement embryonnaire de la peau. Il a été démontré que l'inactivation de Notch1 dans la peau de souris conduit à une hyperplasie de l'épiderme ainsi qu'à la formation subséquente de carcinomes basocellulaires ainsi que de plaques cornéennes. L'inactivation de Notch1 dans la cornée combinée à des lésions mécaniques démontre que les cellules progénitrices de la cornée se différentient en un épithélium hyperplasique et kératinisé comme la peau. Ce changement de destinée cellulaire conduit à une cécité cornéenne et implique des processus non-autonomes aux cellules épithéliales, caractérisés par la sécrétion de FGF-2 par l'épithélium Notch1-/- suivi d'une vascularisation et d'un remaniement du stroma sous-jacent. La déficience en vitamine A est connu comme cause de lésions cornéennes humaines (xérophtalmie sévère). En accord, nous avons trouvé que la signalisation Notch1 était liée au métabolisme de la vitamine A par la régulation de l'expression de CRBP1, nécessaire pour générer un pool de rétinol intracellulaire. La perte de Notch1 dans l'épiderme, l'autre récepteur de la famille présent dans la peau marine, ne conduit pas à un phénotype manifeste. Cependant, l'inactivation dans l'épiderme de Notch1 et Notch2 ensemble, ou de RBP-J, induit une dermatite atopique (DA) sévère chez les souris. De même, les patients souffrants de DA mais pas ceux souffrant de psoriasis ou de lichen plan, ont une réduction marquée de l'expression des récepteurs Notch dans la peau. La perte de Notch dans les keratinocytes conduit à une activation de la voie NF-κB, ce qui ensuite induit la production de TSLP, une cytokine profondément impliquée dans la pathogenèse de la DA. Nous démontrons génétiquement que TSLP est responsable de la DA ainsi que du développent d'un syndrome myéloprolifératif non-autonome aux cellules induit par le G-CSF. Cependant, ces souris avec une inactivation dans l'épiderme de Notch1 et Notch2 et aussi incapables de répondre au TSLP développent des tumeurs invasive sévères caractérisées par une haute activité de signalisation ß-catenin. TSLPR est identifié comme un potentiel suppresseur de tumeur non-autonome aux cellules tumorales; la transplantation de cellules hématopoïétiques TSLPR-/- dans des souris déficientes pour Notch est suffisant pour causer des tumeurs. Summary : The Notch pathway is essential for proper epidermal differentiation during embryonic skin development. It has previously been demonstrated that Notch1 inactivation in marine skin results in epidermal hyperplasia and subsequent formation of basal cell carcinoma-like (BCC-like) tumors as well as corneal plaques. Inducible ablation of Notch1 in the cornea combined with mechanical wounding show that Notch1 deficient corneal progenitor cells differentiate into a hyperplasic, keratinized, skin-like epithelium. This cell fate switch leads to corneal blindness and involves cell non-autonomous processes, characterized by secretion of FGF-2 through Notch1-/- epithelium followed by vascularisation and remodelling of the underlying stroma. Vitamin A deficiency is known to induce a similar corneal defect in humans (severe xerophthalmia). Accordingly, we found that Notch1 signaling is linked to vitamin A metabolism by regulating the expression of CRBP1, required to generate a pool of intracellular retinol. Epidermal loss of Notch2, the other Notch receptor present in marine skin, doesn't lead to any overt phenotypes. However, postnatal epidermis-specific inactivation of both Notch1 and Notch2, or of RBP-J, induces the development of a severe form of atopic dermatitis (AD) in mice. Likewise, patients suffering from AD, but not psoriasis or lichen planas, have a marked reduction of Notch receptor expression in the skin. Loss of Notch in keratinocytes leads to an activation of NF-κB signaling which in turn induces the production of Thymic stromal lymphopoietin (TSLP), a cytokine deeply implicated in the pathogenesis of AD. We genetically demonstrate that TSLP is responsible for AD as well as the development of a cell non-autonomous G-CSF induced myeloproliferative disorder (MPD) in mice. However, these mice with conditional epidermal inactivation of Notch1 and Notch2 as well as incapable to respond to TSLP develop severe invasive tumors characterized by high ß-catenin signaling activity. TSLPR is identified as a potential cell non-autonomous tumor suppressor; transplantation of TSLPR-/- hematopoietic cells into epidermal Notch deficient mice is sufficient to cause tumors.

Analysis of selectin ligands supporting hematologic malignancy cell interactions with their microenvironment : focus on leukemia and multiple myeloma

CONTEXTE: Les sélectines sont une famille de trois protéines qui règlent la capture et le roulement des leucocytes et qui initient la cascade d'adhésion. Elles contrôlent également la migration des leucocytes en réponse à un stimulus physiologique ou inflammatoire pour atteindre un organe cible. Le rôle des sélectines et des leurs ligands est bien connu dans l'adhésion des leucocytes normaux à l'endothélium; en revanche, la nature des ligands des sélectines exprimés par les cellules leucémiques et le myélome multiple est peu connue. La récente découverte que la E- et la P-sélectine sont exprimées par les cellules endothéliales et du stroma de la moelle osseuse, nous a incité à examiner leur rôle dans les interactions des cellules malignes avec leur environnement médullaire. RÉSULTATS: Les analyses ont été conduites sur les cellules du sang ou de la moelle osseuse prélevées à des patients atteints de leucémie aiguë ou de myélome multiple et sur des lignées cellulaires. Les ligands des sélectines qui ont été identifiés sur les blastes leucémiques ou les plasmocytes, sont « P-selectin glycoprotein ligand-1 » (PSGL-1), CD44, CD43 et l'endoglycan (EGC), ainsi que les saccharides fucosylés sLex et CLA. Nous avons vérifié dans des expériences d'adhésion cellulaire effectuées dans des conditions de flux que ces ligands sont fonctionnels, étant porteurs des sucres mentionnés, et qu'ils sont capables de supporter le roulement cellulaire dépendant des sélectines. De plus, nous avons montré que la liaison de ces ligands génère des signaux intracellulaires favorisant la prolifération et la survie des cellules de myélome. CONCLUSION. Les données présentées ici montrent que la E- et la P- sélectine du microenvironnement médullaire interagissent avec les cellules leucémiques et de myélome multiple, et que ces interactions activent des voies de signalisation contrôlant la prolifération et la survie cellulaire. Ces effets protecteurs sont impliqués dans la persistance de clones cellulaires malins résistant aux traitements et peuvent conduire à la récidive de la maladie. L'inhibition de ces interactions pourrait fournir de nouvelles options thérapeutiques pour le traitement de ces maladies de mauvais pronostic. - BACKGROUND: Selectins are a family of glycoproteins involved in the first steps of the adhesion cascade, tethering and rolling, during which leukocytes sense tissue specific signals and commit the cells to enter in a particular organ or inflammation site. While the role of selectins and their ligands is well established in supporting normal leukocyte adhesion to vascular endothelium, our knowledge of selectin ligands in two hematological malignancies, acute leukemia and multiple myeloma, is incomplete. The recent discovery that E- and P- selectin are also expressed on bone marrow (BM) endothelial and stromal cells, prompted us to investigate a potential role in selectin-mediated interaction of malignant cells with its protective BM microenvironment. RESULTS. Using cells obtained from blood or BM of patients affected by acute myeloid or lymphoblastic leukemia, or multiple myeloma, as well as cell lines, we characterized the expression of selectin ligands on blasts and plasma cells and identified P-selectin glycoprotein ligand-1 (PSGL-1), CD44, CD43 and endoglycan (EGC), as well as sLex/CLA determinants. Rolling assays under flow conditions allowed us to verify that these ligands are functional, i.e. correctly glycosylated and able to support selectin-mediated rolling. Moreover, we demonstrated that these ligands trigger proliferation and pro-survival signals upon engagement on myeloma cells. CONCLUSIONS. Data presented here demonstrate that E- and P-selectin in the BM microenvironment interact with leukemia and myeloma cells, and suggest that they have an impact on proliferation and survival of malignant plasma cells. These protective effects may induce drug resistance in malignant clones, leading to disease relapse. Interfering with these interactions could provide new therapeutic options. - Le corps humain dépend du système immunitaire pour sa protection face aux agressions, notamment des bactéries ou des virus, ou face à une dysfonction de l'organisme. Ce système est composé de plusieurs types cellulaires, regroupés sous le nom de leucocytes, qui participent à son fonctionnement. Ces cellules se développent à partir d'une cellule souche hématopo'iétique commune qui réside dans la moelle osseuse. Comme c'est le cas dans les autres tissus, les cellules du système immunitaire peuvent aussi développer des cancers, appelés tumeurs hématopoïétiques ou tumeurs du sang. Bien que ces maladies puissent être traitées avec succès grâce à de fortes doses de chimiothérapies ou à d'autres moyens comme les greffes, les patients connaissent un fort taux de rechute. La raison de ces récidives est la survie d'une partie des cellules malignes dans la moelle osseuse, où elles reçoivent une protection au traitement par le biais de l'interaction avec d'autres cellules. Les sélectines (E-, P- et L-sélectine) régulent l'interaction des leucocytes avec l'endothélium (la paroi des vaisseaux sanguins), d'autres leucocytes et les plaquettes ; ces interactions surviennent quand les leucocytes atteignent un site d'inflammation ou un organe cible. Dans la moelle osseuse, la E- et la P-sélectine se trouvent sur les cellules de l'endothélium et sur les macrophages, qui sont d'autres leucocytes faisant partie du stroma de la moelle. Elles pourraient être impliquées dans la protection des cellules cancéreuses évoquée plus haut. Les molécules d'adhésion avec lesquelles les sélectines s'associent, autrement dit les ligands des sélectines, sont des glycoprotéines. Ces protéines ont besoin de sucres spécifiques pour acquérir une telle capacité d'adhésion. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié deux types de cellules extraites du sang et de la moelle osseuse des patients atteints d'une leucémie aiguë (les blastes) ou de myélome multiple (les plasmocytes), et leur capacité à se lier aux sélectines. Nous avons démontré une interaction entre ces cellules malignes et la E- et/ou la P-sélectine, à condition que les ligands soient correctement décorés. De plus, lors que les plasmocytes se lient aux sélectines, une cascade de signaux à l'intérieur des cellules stimule leur prolifération et leur survie. L'ensemble de ces résultats permet l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles de ces hémopathies de mauvais pronostic.

Contrast ultrasound: a simple-to-use phase-shifting medium offers saline infusion sonography-like images.

OBJECTIVE: To test the ability of a novel phase-shifting medium (PSM) to provide sustained distension of the uterine cavity and produce saline infusion sonography (SIS)-like images in a simplified contrast ultrasound procedure. DESIGN: Prospective pilot feasibility trial of a new diagnostic procedure, contrast ultrasound. SETTING: Clinical reproductive endocrine and infertility unit of regional teaching hospital. PATIENT(S): Twenty-six asymptomatic infertile women (group I) and 27 women presenting with dysfunctional uterine bleeding (DUB) who were scheduled for exploratory surgery (group II). INTERVENTION(S): All women who were temporarily on oral contraceptive first had a regular pelvic ultrasound followed by the intrauterine instillation of up to 3 mL PSM, using a regular insemination catheter, after which all instruments were removed and a regular ultrasound was performed again. RESULT(S): In all 53 women, intrauterine instillation of 1-3 mL PSM resulted in a 3-7 mm uterine distension, sufficient to produce SIS-like images of the uterine cavity that lasted 7-10 min. Contrast ultrasound revealed an endometrial polyp in 3 asymptomatic women of group I. In group II. 12 of 14 women (86%) whose vaginal ultrasound were positive or dubious had positive findings with contrast ultrasound; 9 of 12 patients whose vaginal ultrasounds were negative also had positive contrast ultrasound findings. All the positive and negative findings of contrast ultrasound made in group II were confirmed anatomically (sensitivity and specificity of 100%), whereas the correlation for standard vaginal ultrasound was markedly lower at 57.1% and 85.7%, respectively. Most patients (46 of 53) reported no discomfort during or after the procedure, and 7 women described the procedure as mildly uncomfortable. CONCLUSION(S): Contrast ultrasound, a novel simple diagnostic procedure conducted after intrauterine instillation of 1-3 mL PSM using a simple plastic catheter, delivered SIS-quality images in asymptomatic (group I) and symptomatic (group II) patients while retaining the simplicity of standard ultrasound. We therefore foresee broad application of contrast ultrasound for sensitive and specific assessment for uterine pathologies in the physician's office.

Targeting anticancer therapy : clinical and preclinical approaches

AbstractCancer treatment has shifted from cytotoxic and nonspecific chemotherapy to chronic treatment with targeted molecular therapies. These new classes of drugs directed against cancer-specific molecules and signaling pathways, act at a particular level of the tumor cell development. However, in both types of therapeutic approaches (standard cytotoxic chemotherapy and targeted signal transduction inhibitions), toxicity and side effects can occur. The aim of this thesis was to investigate various approaches to improve the activity and tolerability of cancer treatment, in a clinical setting, a) by molecular targeting through the use of tyrosine kinase inhibitors (TKIs), whose dosage can be adapted to each patient according to plasma levels, and, b) in a preclinical model, by tissue targeting with locoregional administration of cytotoxic chemotherapy to increase drug exposure in the target tissue while reducing systemic toxicity of the treatment.A comprehensive program for the Therapeutic Drug Monitoring (TDM) of the new class of targeted anticancer drugs of TKIs in patient's blood has been therefore initiated comprising the setting up, validation and clinical application of a multiplex assay by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry of TKIs in plasma from cancer patients. Information on drugs exposure may be clinically useful for an optimal follow-up of patients' anticancer treatment, especially in case of less than optimal clinical response, occurrence of adverse drug reaction effects and the numerous risks of drug-drug interactions. In this context, better knowledge of the potential drug interactions between TKIs and widely prescribed co- medications is of critical importance for clinicians, to improve their daily care of cancer patients. For one of the first TKI imatinib, TDM interpretation is nowadays based on total plasma concentrations but, only the unbound (free) form is likely to enter cell to exert its pharmacological action. Pharmacokinetic analysis of the total and free plasma level of imatinib measured simultaneously in patients have allowed to refine and validate a population pharmacokinetic model integrating factors influencing in patients the exposure of pharmacological active species. The equation developed from this model may be used for extrapolating free imatinib plasma concentration based on the total plasma levels that are currently measured in TDM from patients. Finally, the specific influence of Pglycoprotein on the intracellular disposition of TKIs has been studies in cell systems using the siRNA silencing approach.Another approach to enhance the selectivity of anticancer treatment may be achieved by the loco-regional administration of a cytostatic agent to the target organ while sparing non- affected tissues. Isolated lung perfusion (ILP) was designed for the treatment of loco-regional malignancies of the lung but clinical results have been so far disappointing. It has been shown in a preclinical model in rats that ILP with the cytotoxic agent doxorubicin alone allows a high drug uptake in lung tissue, and a low systemic toxicity, but was characterized by a high spatial tissular heterogeneity in drug exposure and doxorubicin uptake in tumor was comparatively smaller than in normal lung tissue. Photodynamic therapy (PDT) is a new approach for the treatment of superficial tumors, and implies the application of a sensitizer activated by a laser light at a specific wavelength, that disrupts endothelial barrier of tumor vessels to increase locally the distribution of cytostatics into the tumor tissue. PDT pre-treatment before intravenous administration of liposomal doxorubicin was indeed shown to selectively increase drug uptake in tumors in a rat model of sarcoma tumors to the lung.RésuméLe traitement de certains cancers s'est progressivement transformé et est passé de la chimiothérapie, cytotoxique et non spécifique, au traitement chronique des patients avec des thérapies moléculaires ciblées. Ces médicaments ont une action ciblée en interférant à un niveau spécifique du développement de la cellule tumorale. Dans les deux types d'approches thérapeutiques (chimiothérapie cytotoxique et traitements ciblés), on est confronté à la présence de toxicité et aux effets secondaires du traitement anticancéreux. Le but de cette thèse a donc été d'étudier diverses approches visant à améliorer l'efficacité et la tolérabilité du traitement anticancéreux, a) dans le cadre d'une recherche clinique, par le ciblage moléculaire grâce aux inhibiteurs de tyrosines kinases (TKIs) dont la posologie est adaptée à chaque patient, et b) dans un modèle préclinique, par le ciblage tissulaire grâce à l'administration locorégionale de chimiothérapie cytotoxique, afin d'augmenter l'exposition dans le tissu cible et de réduire la toxicité systémique du traitement.Un programme de recherche sur le suivi thérapeutique (Therapeutic Drug Monitoring, TDM) des inhibiteurs de tyrosine kinases a été ainsi mis en place et a impliqué le développement, la validation et l'application clinique d'une méthode multiplex par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem des TKIs chez les patients souffrant de cancer. L'information fournie par le TDM sur l'exposition des patients aux traitements ciblés est cliniquement utile et est susceptible d'optimiser la dose administrée, notamment dans les cas où la réponse clinique au traitement des patients est sous-optimale, en présence d'effets secondaires du traitement ciblé, ou lorsque des risques d'interactions médicamenteuses sont suspectés. Dans ce contexte, l'étude des interactions entre les TKIs et les co-médications couramment associées est utile pour les cliniciens en charge d'améliorer au jour le jour la prise en charge du traitement anticancéreux. Pour le premier TKI imatinib, l'interprétation TDM est actuellement basée sur la mesure des concentrations plasmatiques totales alors que seule la fraction libre (médicament non lié aux protéines plasmatiques circulantes) est susceptible de pénétrer dans la cellule pour exercer son action pharmacologique. L'analyse pharmacocinétique des taux plasmatiques totaux et libres d'imatinib mesurés simultanément chez les patients a permis d'affiner et de valider un modèle de pharmacocinétique de population qui intègre les facteurs influençant l'exposition à la fraction de médicament pharmacologiquement active. L'équation développée à partir de ce modèle permet d'extrapoler les concentrations libres d'imatinib à partir des concentrations plasmatiques totales qui sont actuellement mesurées lors du TDM des patients. Finalement, l'influence de la P-glycoprotéine sur la disposition cellulaire des TKIs a été étudiée dans un modèle cellulaire utilisant l'approche par la technologie du siRNA permettant de bloquer sélectivement l'expression du gène de cette protéine d'efflux des médicaments.Une autre approche pour augmenter la sélectivité du traitement anticancéreux consiste en une administration loco-régionale d'un agent cytostatique directement au sein de l'organe cible tout en préservant les tissus sains. La perfusion isolée du poumon (ILP) a été conçue pour le traitement loco-régional des cancers affectant les tissus pulmonaires mais les résultats cliniques ont été jusqu'à ce jour décevants. Dans des modèles précliniques chez le rat, il a pu être démontré que l'ILP avec la doxorubicine, un agent cytotoxique, administré seul, permet une exposition élevée au niveau du tissu pulmonaire, et une faible toxicité systémique. Toutefois, cette technique est caractérisée par une importante variabilité de la distribution dans les tissus pulmonaires et une pénétration du médicament au sein de la tumeur comparativement plus faible que dans les tissus sains.La thérapie photodynamique (PDT) est une nouvelle approche pour le traitement des tumeurs superficielles, qui consiste en l'application d'un agent sensibilisateur activé par une lumière laser de longueur d'onde spécifique, qui perturbe l'intégrité physiologique de la barrière endothéliale des vaisseaux alimentant la tumeur et permet d'augmenter localement la pénétration des agents cytostatiques.Nos études ont montré qu'un pré-traitement par PDT permet d'augmenter sélectivement l'absorption de doxorubicine dans les tumeurs lors d'administration i.v. de doxorubicine liposomale dans un modèle de sarcome de poumons de rongeurs.Résumé large publicDepuis une dizaine d'année, le traitement de certains cancers s'est progressivement transformé et les patients qui devaient jusqu'alors subir des chimiothérapies, toxiques et non spécifiques, peuvent maintenant bénéficier de traitements chroniques avec des thérapies ciblées. Avec les deux types d'approches thérapeutiques, on reste cependant confronté à la toxicité et aux effets secondaires du traitement.Le but de cette thèse a été d'étudier chez les patients et dans des modèles précliniques les diverses approches visant à améliorer l'activité et la tolérance des traitements à travers un meilleur ciblage de la thérapie anticancéreuse. Cet effort de recherche nous a conduits à nous intéresser à l'optimisation du traitement par les inhibiteurs de tyrosines kinases (TKIs), une nouvelle génération d'agents anticancéreux ciblés agissant sélectivement sur les cellules tumorales, en particulier chez les patients souffrant de leucémie myéloïde chronique et de tumeurs stromales gastro-intestinales. L'activité clinique ainsi que la toxicité de ces TKIs paraissent dépendre non pas de la dose de médicament administrée, mais de la quantité de médicaments circulant dans le sang auxquelles les tumeurs cancéreuses sont exposées et qui varient beaucoup d'un patient à l'autre. A cet effet, nous avons développé une méthode par chromatographie couplée à la spectrométrie de masse pour mesurer chez les patients les taux de médicaments de la classe des TKIs dans la perspective de piloter le traitement par une approche de suivi thérapeutique (Therapeutic Drug Monitoring, TDM). Le TDM repose sur la mesure de la quantité de médicament dans le sang d'un patient dans le but d'adapter individuellement la posologie la plus appropriée: des quantités insuffisantes de médicament dans le sang peuvent conduire à un échec thérapeutique alors qu'un taux sanguin excessif peut entraîner des manifestations toxiques.Dans une seconde partie préclinique, nous nous sommes concentrés sur l'optimisation de la chimiothérapie loco-régionale dans un modèle de sarcome du poumon chez le rat, afin d'augmenter l'exposition dans la tumeur tout en réduisant la toxicité dans les tissus non affectés.La perfusion isolée du poumon (ILP) permet d'administrer un médicament anticancéreux cytotoxique comme la doxorubicine, sélectivement au niveau le tissu pulmonaire où sont généralement localisées les métastases de sarcome. L'administration par ILP de doxorubicine, toxique pour le coeur, a permis une forte accumulation des médicaments dans le poumon, tout en épargnant le coeur. Il a été malheureusement constaté que la doxorubicine ne pénètre que faiblement dans la tumeur sarcomateuse, témoignant des réponses cliniques décevantes observées avec cette approche en clinique. Nous avons ainsi étudié l'impact sur la pénétration tumorale de l'association d'une chimiothérapie cytotoxique avec la thérapie photodynamique (PDT) qui consiste en l'irradiation spécifique du tissu-cible cancéreux, après l'administration d'un agent photosensibilisateur. Dans ce modèle animal, nous avons observé qu'un traitement par PDT permet effectivement d'augmenter de façon sélective l'accumulation de doxorubicine dans les tumeurs lors d'administration intraveineuse de médicament.

Unavailability of CD147 leads to selective erythrocyte trapping in the spleen.

Adhesive interactions with stromal cells and the extracellular matrix are essential for the differentiation and migration of hematopoietic progenitors. In the erythrocytic lineage, a number of adhesion molecules are expressed in the developing erythrocytes and are thought to play a role in the homing and maturation of erythrocytic progenitors. However, many of these molecules are lost during the final developmental stages leading to mature erythrocytes. One of the adhesion molecules that remains expressed in mature, circulating erythrocytes is CD147. This study shows that blockade of this molecule on the cell surface by treatment with F(ab')(2) fragments of anti-CD147 monoclonal antibody disrupts the circulation of erythrocytes, leading to their selective trapping in the spleen. Consequently, mice develop an anemia, and de novo, erythropoietin-mediated erythropoiesis in the spleen. In contrast, these changes were not seen in mice similarly treated with another antierythrocyte monoclonal antibody with a different specificity. These results suggest that the CD147 expressed on erythrocytes likely plays a critical role in the recirculation of mature erythrocytes from the spleen into the general circulation. (Blood. 2001;97:3984-3988)

Genetic analysis of c-Myc in mouse bone marrow and liver

1. Summary The transcription factor and proto-oncogene c-myc plays an important role in integrating many mitogenic signals within the cell. The consequences are both broad and varied and include the regulation of apoptosis, cellular differentiation, cellular growth and cell cycle progression. It is found to be mis-regulated in over 70% of all cancers, however, our knowledge about c-Myc remains limited and very little is known about its physiological role in mammalian development and in adulthood. We have addressed the physiological role of c-Myc in both the bone marrow and the liver of mice by generating adult c-myc flox/flox mice that lacked c-myc in either the bone marrow or the liver after conversion of the c-myc flox alleles into null alleles by the inducible Mx¬Cre transgene with polyI-polyC. In investigating the role of c-Myc in the haematopoietic system, we concentrated on the aspects of cellular proliferation, cellular differentiation and apoptosis. Mice lacking c-Myc develop anaemia between 3-8 weeks and all more differentiated cell types are severely depleted leading to death. However in addition to its role in driving proliferation in transient amplifying cells, we unexpectedly discovered a new role for c-Myc in controlling haematopoietic stem cell (HSC) differentiation. c-Myc deficient HSCs are able to proliferate normally in vivo. In addition, their differentiation into more committed progenitors is blocked. These cells expressed increased adhesion molecules, which possibly prevent HSCs from being released from the special stem cell supporting stromal niche cells with which they closely associate. Secondly we used the liver as a model system to address the role of c-Myc in cellular growth, meaning the increase in cell size, and also cellular proliferation. Our results revealed c-Myc to play no role in metabolic cellular growth following a period of fasting. Following treatment with the xenobiotic TCPOBOP, c-Myc deficient hepatocytes increased in cell size as control hepatocytes and could surprisingly proliferate albeit at a reduced rate demonstrating a c-Myc independent proliferation pathway to exist in parenchymal cells. However, following partial hepatectomy, in which two-thirds of the liver was removed, mutant livers were severely restricted in their regeneration capacity compared to control livers demonstrating that c-Myc is essential for liver regeneration. Résumé Le facteur de transcription et proto-oncogène c-myc joue un rôle important dans l'intégration de nombreux signaux mitogéniques dans la cellule. Les conséquences de son activation sont étendues et variées et incluent la régulation de l'apoptose, de la différenciation, de la croissance et de la progression du cycle cellulaire. Même si plus de 20% des cancers montrent une dérégulation de c-myc, les connaissances sur ce facteur de transcription restent limitées et ses rôles physiologiques au cours du développement et chez l'adulte sont très peu connus. Nous avons étudié le rôle physiologique de c-Myc dans la molle osseuse et le foie murin en générant des souris adultes c-myc flox/flox. Dans ces souris, les allèles c-myc flox sont convertis en allèles nuls par le transgène Mx-Cre après induction avec du Poly-I.C. Pour notre étude du rôle de c-Myc dans le système hématopoiétique, nous nous sommes concentrés sur les aspects de la prolifération et de la différenciation cellulaire, ainsi que sur l'apoptose. Les souris déficientes pour c-Myc développent une anémie 3 à 8 semaines après la délétion du gène; tous les différents types cellulaires matures sont progressivement épuisés ce qui entraîne la mort des animaux. Néanmoins, outre sa capacité à induire la prolifération des cellules transitoires de la molle osseuse, nous avons inopinément découvert un nouveau rôle pour c-Myc dans le contrôle de la différenciation des cellules souches hématopoiétiques (HSC). Les HSC déficientes pour c-Myc prolifèrent normalement in vivo mais leur différenciation en progéniteurs plus engagés dans une voie de différenciation est bloquée. Ces cellules surexpriment certaines molécules d'adhésion ce qui empêcherait les HSC d'être relachées du stroma spécialisé, ou niche, auquel elles sont étroitement associées. D'autre part, nous avons utilisé le foie comme système modèle pour étudier le rôle de c-Myc dans la prolifération et dans la croissance cellulaire, c'est à dire l'augmentation de taille des cellules. Nos résultats ont révélé que c-Myc ne joue pas de rôle dans le métabolisme cellulaire qui suit une période de jeûne. L'augmentation de la taille cellulaire des hépatocytes déficients pour c-Myc suite au traitement avec l'agent xénobiotique TCPOBOP est identique à celle observée pour les cellules de contrôle. Le taux de prolifération des hépatocytes mutants est par contre réduit, indiquant qu'une voie de différenciation indépendante de c-Myc existe dans les cellules parenchymales. Néanmoins, après hépatectomie partielle, où deux-tiers du foie sont éliminés chirurgicalement, les foies mutants sont sévèrement limités dans leur capacité de régénération par rapport aux foies de contrôle, montrant ainsi que c-Myc est essentiel pour la régénération hépatique.

CYR61 and alphaVbeta5 integrin cooperate to promote invasion and metastasis of tumors growing in preirradiated stroma.

Radiotherapy is widely used to treat human cancer. Patients locally recurring after radiotherapy, however, have increased risk of metastatic progression and poor prognosis. The clinical management of postradiation recurrences remains an unresolved issue. Tumors growing in preirradiated tissues have an increased fraction of hypoxic cells and are more metastatic, a condition known as tumor bed effect. The transcription factor hypoxia inducible factor (HIF)-1 promotes invasion and metastasis of hypoxic tumors, but its role in the tumor bed effect has not been reported. Here, we show that tumor cells derived from SCCVII and HCT116 tumors growing in a preirradiated bed, or selected in vitro through repeated cycles of severe hypoxia, retain invasive and metastatic capacities when returned to normoxia. HIF activity, although facilitating metastatic spreading of tumors growing in a preirradiated bed, is not essential. Through gene expression profiling and gain- and loss-of-function experiments, we identified the matricellular protein CYR61 and alphaVbeta5 integrin as proteins cooperating to mediate these effects. The anti-alphaV integrin monoclonal antibody 17E6 and the small molecular alphaVbeta3/alphaVbeta5 integrin inhibitor EMD121974 suppressed invasion and metastasis induced by CYR61 and attenuated metastasis of tumors growing within a preirradiated field. These results represent a conceptual advance to the understanding of the tumor bed effect and identify CYR61 and alphaVbeta5 integrin as proteins that cooperate to mediate metastasis. They also identify alphaV integrin inhibition as a potential therapeutic approach for preventing metastasis in patients at risk for postradiation recurrences.

Osteoprotegerin and bone mineral density in hemodiafiltration patients.

A newly identified cytokine, osteoprotegerin (OPG) appears to be involved in the regulation of bone remodeling. In vitro studies suggest that OPG, a soluble member of the TNF receptor family of proteins, inhibits osteoclastogenesis by interrupting the intercellular signaling between osteoblastic stromal cells and osteoclast progenitors. As patients with chronic renal failure (CRF) often have renal osteodystrophy (ROD), we investigated the role of osteoprotegerin (OPG) in ROD, and investigated whether there was any relationship between serum OPG, intact parathyroid (PTH) (iPTH), vitamin D, and trabecular bone. Serum OPG combined with iPTH might be a useful tool in the noninvasive diagnosis of ROD, at least in cases in which the range of PTH values compromises reliable diagnosis. Thirty-six patients on maintenance hemodiafiltration (HDF) and a control group of 36 age and sex matched healthy subjects with no known metabolic bone disease were studied. The following assays were made on serum: iPTH, osteocalcin (BGP), bone alkaline phosphatase, 25(OH)-cholecalciferol, calcium, phosphate, OPG, IGF-1, estradiol, and free testosterone. Serum Ca++, P, B-ALP, BGP, IGF-1, iPTH, and OPG levels were significantly higher in HDF patients than in controls, while DXA measurements and quantitative ultrasound (QUS) parameters were significantly lower. On grouping patients according to their mean OPG levels, we observed significantly lower serum IGF-1, vitamin D3 concentrations, and lumbar spine and hip bone mineral density in the high OPG groups. No correlation was found between OPG and bone turnover markers, whereas a negative correlation was found between serum OPG and IGF-1 levels (r=-0.64, p=0.032). Serum iPTH concentrations were positively correlated with bone alkaline phosphatase (B-ALP) (r=0.69, p=0.038) and BGP (r=0.92, p<0.001). The findings made suggest that an increase in OPG levels may be a compensatory response to elevated bone loss. The low bone mineral density (BMD) levels found in the high OPG group might have been due to the significant decrease in serum IGF-1 and vitamin D3 observed. In conclusion, the findings made in the present study demonstrate that increased OPG in hemodiafiltration patients is only partly due to decreased renal clearance. As it may partly reflect a compensatory response to increased bone loss, this parameter might be helpful in the identification of patients with a marked reduction in trabecular BMD.

Insulin-like growth factor-I and C-reactive protein during pregnancy and maternal risk of non-epithelial ovarian cancer: a nested case-control study.

BACKGROUND: Insulin-like growth factor-I (IGF-I) and C-reactive protein (CRP) may be positively associated with the risk of epithelial ovarian cancer (EOC) but no previous studies have investigated their associations with non-epithelial ovarian cancers (NEOC). METHODS: A case-control study was nested within the Finnish Maternity Cohort. Case subjects were 58 women diagnosed with sex cord-stromal tumors (SCST) and 30 with germ cell tumors (GCT) after recruitment. Control subjects (144 for SCST and 74 for GCT) were matched for age, parity, and date of blood donation of the index case. RESULTS: Doubling of IGF-I concentration was not related to maternal risk of either SCST (OR 0.97, 95% CI 0.58-1.62) or GCT (OR 1.13, 95% CI 0.51-2.51). Similarly, doubling of CRP concentrations was not related to maternal risk of either SCST (OR 1.10, 95% CI 0.85-1.43) or GCT (OR 0.93, 95% CI 0.68-1.28). CONCLUSIONS: Pre-diagnostic IGF-I and CRP concentrations during the first trimester of pregnancy were not associated with increased risk of NEOC in the mother. Risk factors for NEOC may differ from those of EOC.

PAR2 absence completely rescues inflammation and ichthyosis caused by altered CAP1/Prss8 expression in mouse skin.

Altered serine protease activity is associated with skin disorders in humans and in mice. The serine protease channel-activating protease-1 (CAP1; also termed protease serine S1 family member 8 (Prss8)) is important for epidermal homeostasis and is thus indispensable for postnatal survival in mice, but its roles and effectors in skin pathology are poorly defined. In this paper, we report that transgenic expression in mouse skin of either CAP1/Prss8 (K14-CAP1/Prss8) or protease-activated receptor-2 (PAR2; Grhl3(PAR2/+)), one candidate downstream target, causes epidermal hyperplasia, ichthyosis and itching. K14-CAP1/Prss8 ectopic expression impairs epidermal barrier function and causes skin inflammation characterized by an increase in thymic stromal lymphopoietin levels and immune cell infiltrations. Strikingly, both gross and functional K14-CAP1/Prss8-induced phenotypes are completely negated when superimposed on a PAR2-null background, establishing PAR2 as a pivotal mediator of pathogenesis. Our data provide genetic evidence for PAR2 as a downstream effector of CAP1/Prss8 in a signalling cascade that may provide novel therapeutic targets for ichthyoses, pruritus and inflammatory skin diseases.

MDM2 and CDK4 immunohistochemistry is a valuable tool in the differential diagnosis of low-grade osteosarcomas and other primary fibro-osseous lesions of the bone.

Low-grade osteosarcoma is a rare malignancy that may be subdivided into two main subgroups on the basis of location in relation to the bone cortex, that is, parosteal osteosarcoma and low-grade central osteosarcoma. Their histological appearance is quite similar and characterized by spindle cell stroma with low-to-moderate cellularity and well-differentiated anastomosing bone trabeculae. Low-grade osteosarcomas have a simple genetic profile with supernumerary ring chromosomes comprising amplification of chromosome 12q13-15, including the cyclin-dependent kinase 4 (CDK4) and murine double-minute type 2 (MDM2) gene region. Low-grade osteosarcoma can be confused with fibrous and fibro-osseous lesions such as fibromatosis and fibrous dysplasia on radiological and histological findings. We investigated MDM2-CDK4 immunohistochemical expression in a series of 72 low-grade osteosarcomas and 107 fibrous or fibro-osseous lesions of the bone or paraosseous soft tissue. The MDM2-CDK4 amplification status of low-grade osteosarcoma was also evaluated by comparative genomic hybridization array in 18 cases, and the MDM2 amplification status was evaluated by fluorescence in situ hybridization or quantitative real-time polymerase chain reaction in 31 cases of benign fibrous and fibro-osseous lesions. MDM2-CDK4 immunostaining and MDM2 amplification by fluorescence in situ hybridization or quantitative real-time polymerase chain reaction were investigated in a control group of 23 cases of primary high-grade bone sarcoma, including 20 conventional high-grade osteosarcomas, two pleomorphic spindle cell sarcomas/malignant fibrous histiocytomas and one leiomyosarcoma. The results showed that MDM2 and/or CDK4 immunoreactivity was present in 89% of low-grade osteosarcoma specimens. All benign fibrous and fibro-osseous lesions and the tumors of the control group were negative for MDM2 and CDK4. These results were consistent with the MDM2 and CDK4 amplification results. In conclusion, immunohistochemical expression of MDM2 and CDK4 is specific and provides sensitive markers for the diagnosis of low-grade osteosarcomas, helping to differentiate them from benign fibrous and fibro-osseous lesions, particularly in cases with atypical radio-clinical presentation and/or limited biopsy samples.

Prognostic value of arginase-II expression and regulatory T-cell infiltration in head and neck squamous cell carcinoma.

Tumor-infiltrating lymphocytes are present in a variety of tumors and play a central role in antitumor immune responses. Nevertheless, most cancers progress probably because tumors are only weakly immunogenic and develop multiple immunosuppressive mechanisms. In the present study, on head and neck squamous cell carcinoma, we found high intraepithelial infiltration of regulatory FOXP3(+) T cells, and relatively high levels of BDCA2(+) and FOXP3(+) cells in stromal (peripheral) regions of the tumors. Tumor-infiltrating (intraepithelial) FOXP3(+) T cells were significantly more frequent in patients with oropharynx and oral cavity squamous cell carcinoma and in patients without lymph node metastasis. Furthermore, arginase-II (ARG2) was expressed by 60%, inducible nitric oxide synthetase by 9%, cyclooxygenase-2 by 43%, and B-cell lymphoma 2 (BCL2) by 26% of tumors. Interestingly, the absence of ARG2 expression, enhanced stromal infiltration of CD11c(+) myeloid dendritic cells, and high numbers of FOXP3(+) T cells were each significantly associated with prolonged overall survival, and the latter two parameters were also confirmed by multivariate analysis. For disease-free survival, multivariate analysis revealed significant negative correlations with BCL2 and ARG2 expression by tumor cells. These findings shed new light on mechanisms of cancer progression, and provide rationales for therapeutic inhibition of immunosuppressive mechanisms in head and neck squamous cell carcinoma.

Essential role for Pbx1 in corneal morphogenesis.

PURPOSE: The Pbx TALE (three-amino-acid loop extension) homeodomain proteins interact with class 1 Hox proteins, which are master regulators of cell fate decisions. This study was performed to elucidate the role of the Pbx1 TALE protein in the corneal epithelium of mice. METHODS: Pbx1(f/f) mice were crossed with mice containing Cre recombinase under the control of the K14 promoter. Subsequently, the eyes of these mice were dissected and prepared for histologic or molecular analysis. RESULTS: Tissue-specific deletion of Pbx1 in the corneal epithelium of mice resulted in corneal dystrophy and clouding that was apparent in newborns and progressively worsened with age. Thickening of the cornea epithelium was accompanied by stromal infiltration with atypical basal cells, severe disorganization of stromal collagen matrix, and loss of corneal barrier function. High epithelial cell turnover was associated with perturbed expression of developmental regulators and aberrant differentiation, suggesting an important function for Pbx1 in determining corneal identity. CONCLUSIONS: These studies establish an essential role of the Pbx1 proto-oncogene in corneal morphogenesis.

Practical management of sunitinib toxicities in the treatment of pancreatic neuroendocrine tumors.

Pancreatic neuroendocrine tumors (pNETs) are infrequent malignancies which manifest in both functional (hormone-secreting) and more commonly non-functional (non-secreting) forms. The oral multitargeted tyrosine kinase inhibitor sunitinib and mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor everolimus are approved as targeted therapies for patients with well-differentiated, non-resectable disease and evidence of disease progression. The recent approval of sunitinib for the management of advanced pNET is based on a continuous daily dosing (CDD) schedule that differs from the intermittent 4weeks on/2weeks off (4/2) schedule approved for sunitinib in advanced renal cell carcinoma (RCC) and imatinib-resistant gastrointestinal stromal tumor (GIST). Therefore, although clinicians may be familiar with therapy management approaches for sunitinib in advanced RCC and GIST, there is less available experience for the management of patients with a CDD schedule. Here, we discuss the similarities and differences in the treatment of pNET with sunitinib compared with advanced RCC and GIST. In particular, we focus on the occurrence and management of sunitinib-related toxicity in patients with pNET by drawing on experience in these other malignancies. We aim to provide a relevant and useful guide for clinicians treating patients with pNET covering the management of events such as fatigue, mucositis, hand-foot syndrome, and hypertension.