mTORC2 regulates PGE2-mediated endothelial cell survival and migration.

Prostaglandin E(2) (PGE(2)) promotes angiogenesis by in part inducing endothelial cell survival and migration. The present study examined the role of mTOR and its two complexes, mTORC1 and mTORC2, in PGE(2)-mediated endothelial cell responses. We used small interfering RNA (siRNA) to raptor or rictor to block mTORC1 or mTORC2, respectively. We observed that down-regulation of mTORC2 but not mTORC1 reduced baseline and PGE(2)-induced endothelial cell survival and migration. At the molecular level, we found that knockdown of mTORC2 inhibited PGE(2)-mediated Rac and Akt activation two important signaling intermediaries in endothelial cell migration and survival, respectively. In addition, inhibition of mTORC2 by prolonged exposure of endothelial cells to rapamycin also prevented PGE(2)-mediated endothelial cell survival and migration confirming the results obtained with the siRNA approach. Taken together these results show that mTORC2 but not mTORC1 is an important signaling intermediary in PGE(2)-mediated endothelial cell responses.

" Leishmania major " metacaspase in programmed cell death

Abstract: The human protozoan parasite Leishmania major has been shown to exhibit several morphological and biochemical features characteristic of a programmed cell death (PCD) when differentiating into infectious stages and under a variety of stress conditions. In mammalian cells, the principal effector molecules of PCD or apoptosis are caspases. Although some caspase-like peptidase activity has been reported in dying parasites, no caspase gene is present in the L. major genome. However, a single metacaspase gene is present in L. major whose encoded protein harbors the predicted secondary structure and the catalytic dyad histidine/cysteine described for caspases and other metacaspases identified in plants and yeast. Metacaspases are also present in other protozoan parasites such as Trypanosoma and Plasmodium species and are not present in mammalian cells, which make them a possible drug target for the treatment of the parasitic diseases they cause. The Saccharomyces cerevisiae metacaspase YCA1 has been implicated in the death of aging cells, cells defective in some biological functions, and cells exposed to different environmental stresses. In this study, we evaluated the functional heterologous complementation of a S. cerevisiae ycal null mutant with the L. major metacaspase (LmjMCA} in cell death induced by oxidative stress. We show that LmjMCA is involved in yeast cell death, similar to YCA1, and that this function depends on its catalytic activity. LmjMCA was found to be auto-processed as occurs for caspases, however, LmjMCA did not exhibit any activity with caspase substrates. In contrast, LmjMCA was active towards substrates with arginine in the P1 position, with the activity being abolished following H147A and C202A catalytic site mutations and addition of the arginal inhibitor leupeptin. In order to identify the L. major proteins that may function as substrates, inhibitors, or may bind and recruit LmjMCA, a yeast two-hybrid screening with cDNA libraries from different life cycle stages of the parasite was conducted. Proteins putatively involved in PCD were identified as interacting with LmjMCA, however, the interaction of LmjMCA with proteins involved in other physiological processes such as vesicle transport, suggests that LmjMCA could have additional roles in the different life cycle stages of the parasite. Résumé: Plusieurs caractéristiques morphologiques et biochimiques rappelant la mort cellulaire programmée ont été identifiées dans les stades infectieux et sous des conditions de stress, chez le parasite protozoaire humain, Leishmania major. Dans les cellules de mammifères, les caspases sont les molécules effectrices principales impliquées dans la mort cellulaire programmée et l'apoptose. Bien qu'une activité caspase ait été retrouvée dans des parasites en mon` cellulaire, le génome de Leishmania ne contient aucun gène qui pourrait coder pour une caspase. À la place, on retrouve un gène unique codant pour une métacaspase. Une prédiction de la structure secondaire de la métacaspase montre que cette métacaspase a un domaine catalytique contenant la dyade histidine/cystéine présente dans les caspases et les autres métacaspases décrites chez les plantes et la levure. Les métacaspases sont aussi présentes dans d'autres parasites protozoaires tels que Trypanosome et Plasmodium, mais ne sont pas présentes dans les cellules de mammifères, ce qui en fait des cibles intéressantes pour le développement de drogue. Dans la levure, Saccharomyces cerevisiae, la métacaspase YCA1 est impliquée dans la mort des cellules âgées, la mort des cellules défectueuses dans certaines fonctions biologiques et dans les cellules exposées à différents stress environnementaux. Dans cette étude, une complémentation hétérologue fonctionnelle d'un mutant de la levure déficient en YCA1 par le gène LmjMCA de L. major lors de l'induction de ta mort par stress oxydatif a été évaluée. Nos résultats montrent que LmjMCA peut remplacer YGA1 dans le programme de mort cellulaire chez la levure et que celte fonction dépend de son activité catalytique. De plus, LmjMCA subit une auto clivage comme les caspases mais n'exhibe aucune spécificité pour les substrats des caspases. Au contraire, LmjMCA est active envers des substrats ayant une arginine en position P1, son activité étant détruite suite à des changements de son domaine catalytique par les mutations H147A et C202A ou suite à une inhibition para la leupeptine. Afin d'identifier quels pourraient être les substrats, les inhibiteurs ou les molécules interagissant avec LmjMCA, nous avons entrepris un criblage double-hybride en utilisant des librairies de d'ADNc provenant de différents stades du cycle parasitaire. Plusieurs protéines potentiellement impliquées dans un programme de mort cellulaire ont été identifiées comme interagissant avec LmjMCA. Cependant, l'identification de protéines impliquées dans le transport vésiculaire suggère aussi que LmjMCA pourrait avoir un rôle additionnel dans les différents stades du cycle parasitaire. Résumé destiné à un large public: De nos jours, la leishmaniose est la deuxième plus importante maladie parasitaire après la malaria. Malgré les avancées accomplies dans les stratégies de contrôle, près de deux millions de nouveaux cas apparaissent chaque année. Actuellement, la principale stratégie pour faire face à ce problème épidémiologique consiste en un traitement pharmacologique des personnes infectées. Pourtant, seule une dizaine de médicaments, dont la plupart sont toxiques, est disponible pour traiter la leishmaniose et des cas de résistance émergent dans certains pays endémiques. Il devient donc urgent de mettre au point de nouveaux traitements anti-leishmaniens capables d'éliminer le parasite sans effets indésirables sur le patient. Récemment, des caractéristiques morphologiques et biochimiques de la mort cellulaire programmée (MCP) semblables au processus de l'apoptose chez les mammifères ont été décrites dans Leishmania. Cependant, des gènes codant pour des protéines similaires à celles qui sont impliquées dans l'apoptose, comme les caspases, ne se retrouvent pas dans le génome de Leishmanía major. Néanmoins, les espèces de Leishmanía, aussi bien que d'autres parasites protozoaires responsables des trypanosomiases et de la malaria, possèdent des métacaspases qui sont des protéines homologues aux caspases mais qui ne sont pas présentes chez les mammifères. C'est pourquoi, la caractérisation de la métacaspase de Leishmania (LmjMCA) ainsi que ses mécanismes d'activation pourrait être une piste d'investigation intéressante dans l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques dans les voies de signalisation de la MCP des parasites protozoaires. Dans la levure, Saccharomyces cerevisiae, la métacaspase YCA1 est impliquée dans la mort des cellules âgées, la mort des cellules défectueuses dans certaines fonctions biologiques et dans les cellules exposées à différents stress environnementaux. Dans cette étude, une complémentation hétérologue fonctionnelle d'un mutant de la levure déficient en YCA1 par le gène LmjMCA de L major lors de l'induction de la mort par stress oxydatif a été évaluée. Nos résultats montrent que LmjMCA peut remplacer YCA1 dans le programme de mort cellulaire chez la levure et que cette fonction dépend de son activité catalytique. De plus, LmjMCA subit une auto clivage comme les caspases mais n'exhibe aucune spécificité pour les substrats des caspases. Au contraire, LmjMCA est active envers des substrats ayant une arginine en position P1, son activité étant détruite suite à des changements de son domaine catalytique par les mutations H147A et C202A ou suite à une inhibition para la leupeptine. Afin d'identifier quels pourraient être les substrats, les inhibiteurs ou les molécules interagissant avec LmjMCA, nous avons entrepris un criblage double-hybride en utilisant des librairies de d'ADNe provenant de différents stades du cycle parasitaire. Plusieurs protéines potentiellement impliquées dans un programme de mort cellulaire ont été identifiées comme interagissant avec LmjMCA. Cependant, l'identification de protéines impliquées dans le transport vésiculaire suggère aussi que LmjMCA pourrait avoir un rôle additionnel dans les différents stades du cycle parasitaire. Resumen destinado al público en general: La leishmaniasis es la segunda enfermedad parasitaria más importante en el mundo actual. Aproximadamente 2 millones de nuevos casos ocurren cada año a pesar de los avances logrados en el desarrollo de nuevos métodos de control. El tratamiento farmacológico de las personas infectadas es actualmente la principal estrategia de control, sin embargo, menos de una decena de medicamentos se encuentran disponibles en el mercado, la mayoría de ellos son tóxicos, y ya empiezan a encontrarse parásitos resistentes en algunos países endémicos para la leishmaniasis. El desarrollo de nuevos medicamentos capaces de eliminar los parásitos sin producir efectos indeseables en los humanos, es una necesidad inminente. Recientemente, algunas de las características morfológicas y bioquímicas de la muerte celular programada (MCP) similares al proceso de la apoptosis en mamíferos, han sido descritas en parasitos de Leishmania. Sin embargo, genes que codifiquen proteínas similares a aquellas involucradas en la apoptosis, como las caspasas, no se encuentran en el genoma de Leishmania major. AI contrario, las especies de Leishmania, así como de los otros parásitos responsables de la tripanosomiasis y de la malaria, poseen metacaspases, proteínas homologas a las caspases pero que no están presentes en las células de mamíferos. La caracterización de la metacaspasa de L. major y de sus mecanismos de activación constituye, por lo tanto, un área de investigación interesante para la identificación de nuevos blancos terapéuticos en el proceso de MCP de los parásitos protozoarios. En la levadura Saccharomyces cerevisiae, la metacaspasa YCA1 ha sido descrita como implicada en la muerte de células envejecidas, células defectuosas en algunas funciones biológicas, y en células expuestas a diferentes tipos de estrés ambiental. En el presente estudio se evaluó la complementación heteróloga funcional de una levadura mutante deficiente en YCA1 con el gen de metacaspase de L. major (LmjMCA) en la MCP inducida por estrés oxidativo. Nuestros resultados muestran que la LmjMCA puede reemplazarla YCA1 en la MCP de la levadura dependiente de su actividad catalítica y que la LmjMCA se auto-procesa similar a las caspasas. Sin embargo, LmjMCA no reconoce los substratos de caspasas sino substratos con una arginina en ta posición P1. Dicha actividad enzimática fue abolida con la inducción de las mutaciones puntuales H147A y C202A en la díada catalítica de LmjMCA y con la adición de leupeptina, un inhibidor con arginina. Con el fin de identificar proteínas que pudieran funcionar como substratos, inhibidores o moléculas modificadoras de LmjMCA, se aplicó el método de doble-híbrido en levadura con bibliotecas de ADNc provenientes de diferentes estadios del ciclo de vida del parásito. Algunas proteínas potencialmente implicadas. en la MCP del parásito fueron identiñcadas interactuando con LmjMCA. La identificación de otras proteínas involucradas en transporte vesicular sugiere que la LmjMCA podría tener una función biológica adicional en los diferentes estadios del ciclo de vida dei parásito.

A Multi-Center Phase II Study (SAKK 36/06) of Single Agent Everolimus (RAD001) In Patients with Relapsed or Refractory Mantle Cell Lymphoma

Introduction: Mantle cell lymphoma (MCL) accounts for 6% of all B-cell lymphomas and remains incurable for most patients. Those who relapse after first line therapy or hematopoietic stem cell transplantation have a dismal prognosis with short response duration after salvage therapy. On a molecular level, MCL is characterised by the translocation t[11;14] leading to Cyclin D1 overexpression. Cyclin D1 is downstream of the mammalian target of rapamycin (mTOR) kinase and can be effectively blocked by mTOR inhibitors such as temsirolimus. We set out to define the single agent activity of the orally available mTOR inhibitor everolimus (RAD001) in a prospective, multi-centre trial in patients with relapsed or refractory MCL (NCT00516412). The study was performed in collaboration with the EU-MCL network. Methods: Eligible patients with histologically/cytologically confirmed relapsed (not more than 3 prior lines of systemic treatment) or refractory MCL received everolimus 10 mg orally daily on day 1 - 28 of each cycle (4 weeks) for 6 cycles or until disease progression. The primary endpoint was the best objective response with adverse reactions, time to progression (TTP), time to treatment failure, response duration and molecular response as secondary endpoints. A response rate of ≤ 10% was considered uninteresting and, conversely, promising if ≥ 30%. The required sample size was 35 pts using the Simon's optimal two-stage design with 90% power and 5% significance. Results: A total of 36 patients with 35 evaluable patients from 19 centers were enrolled between August 2007 and January 2010. The median age was 69.4 years (range 40.1 to 84.9 years), with 22 males and 13 females. Thirty patients presented with relapsed and 5 with refractory MCL with a median of two prior therapies. Treatment was generally well tolerated with anemia (11%), thrombocytopenia (11%), neutropenia (8%), diarrhea (3%) and fatigue (3%) being the most frequent complications of CTC grade III or higher. Eighteen patients received 6 or more cycles of everolimus treatment. The objective response rate was 20% (95% CI: 8-37%) with 2 CR, 5 PR, 17 SD, and 11 PD. At a median follow-up of 6 months, TTP was 5.45 months (95% CI: 2.8-8.2 months) for the entire population and 10.6 months for the 18 patients receiving 6 or more cycles of treatment. Conclusion: This study demonstrates that single agent everolimus 10 mg once daily orally is well tolerated. The null hypothesis of inactivity could be rejected indicating a moderate anti-lymphoma activity in relapsed/refractory MCL. Further studies of either everolimus in combination with chemotherapy or as single agent for maintenance treatment are warranted in MCL.

Incidence et traitement des lymphocèles après greffe rénale

1.1. La greffe de rein La greffe d'organes a révolutionné la médecine. De tout le temps elle a suscité les fantasmes et les rêves : la pratique est ancestrale ; elle remonte au 3ème siècle lorsque Saint Côme et Saint Damien réalisent pour la première fois une greffe de jambe de Maure sur un patient. Il faudra néanmoins attendre le 20ème siècle pour voir la transplantation se réaliser plus concrètement avec succès et se généraliser. A Vienne, en 1902, le Dr. Ulmann (1861-1937) pratique la toute première autogreffe de rein sur un chien. Il replace le rein de l'animal au niveau du cou, pratiquant une anastomose vasculaire. Depuis, les tentatives se multiplient et peu après le Dr. Von Decastello, pratique la première transplantation chien-chien. Par la suite, en associa- tion avec le Dr. Ulmann la première greffe entre un chien et une chèvre aura lieu, avec un certain succès. En effet, elle a permis à l'animal receveur de produire de l'urine. L'avancée majeure durant ce début de siècle fut le développement d'une nouvelle technique de suture vasculaire par le Dr. Carrel, qui obtiendra le prix Nobel en 1912. Son élève, le Dr. Jaboulay (1860-1913) a réalisé plusieurs tentatives de xénogreffes rénales. Il pratiquera en 1906 les deux premières xénogreffes en utilisant un cochon et une chèvre comme donneurs. Le greffon fut respectivement placé au niveau de la cuisse et du bras des patients. La fonction rénale durera une heure. En 1909 Ernest Unger (1875-1938) transplanta un rein de fox-terrier sur un boxer, avec une production d'urine pendant 14 jours. Durant la même année le Dr. Unger a pratiqué une xénogreffe en transplantant un rein de nouveau né sur un babouin, cette intervention se terminant par la mort de l'animal. Un autre essai de greffe singe à humain, pratiqué sur une femme mourant de défaillance rénale, a fait comprendre à Unger qu'il y a des barrières biologiques dans la transplantation, mais que la greffe rénale est techniquement faisable. En 1914, J.B. Murphy découvre l'importance de la rate et de la moelle osseuse dans la réponse immune. En 1933 et 1949 en Ukraine, les premières allogreffes humaines de reins sont pratiquées par le chirurgien soviétique Yu Yu Voronoy. Malheureuse- ment aucune fonction rénale des greffons n'a été observée. Après une période de « stagnation scientifique » générale qui durera à peu près 10 ans, l'intérêt pour la transplantation refait surface dans les années 1950. Deux équipes de chirurgien se forment : une à Boston et l'autre à Paris. De nombreux cas d'allogreffes humaines sans immunosuppression sont documentés de 1950 à 1953. Malheureusement chaque opération aboutit à un échec, ceci dû aux phénomènes du rejet. M. Simonsen et WJ. Dempster découvrent qu'un mécanisme immun est à la base du rejet. Ils établissent aussi que la position pelvienne était meilleure que la position plus superficielle. Grâce aux découvertes dans le domaine du rejet et les nombreux progrès techniques, une allogreffe entre vrais jumeaux est pratiquée à Boston en 1954. L'opération est un succès total et permet de contrer toutes les hypothèses négatives avancées par certains groupes de travail. Depuis 1948, de nombreux travaux dans le domaine de l'immunosuppression ont été entrepris. La découverte de l'action immunosuppressive de la cortisone permet son instauration dans le traitement anti-rejet, malheureusement avec peu de succès. En effet, l'irradiation totale reste la méthode de choix jusqu'en 1962, date de l'apparition de l'Azaothioprine (Imuran®). La découverte de l'Azaothioprine, permet d'avancer de nouvelles hypothèses concernant le rejet : en évitant le rejet post-opératoire aigu, une protection et une adaptation au receveur pourraient être modulées par l'immunosuppression. Dans les années 1960, l'apparition des immunosuppresseurs de synthèse permet de développer de nouvelles lignes de traitement. Le Dr.Starzl et ses collègues, découvrent l'efficacité d'un traitement combiné de Prednisone et d'Azathioprine qui devient alors le standard d'immunosuppression post greffe durant cette période. Les années 60 et 70 sont des années d'optimisme. La prise en charge des patients s'améliore, le développement de la dialyse permet de maintenir en vie les patients avant la greffe, les techniques de conservation des organes s'améliorent, la transplantation élargit son domaine d'action avec la première greffe de coeur en 1968. Le typage tissulaire permet de déterminer le type d'HLA et la compatibilité entre le re- ceveur et le donneur afin de minimiser les risques de rejet aigu. Les années 1970 se caractérisent par deux amélioration majeures : celle du typage HLA-DR et l'apparition des inhibiteurs de la calcineurine (Cyclosporine A). Ce dernier restera l'agent de premier choix jusqu'aux alentours des années 1990 où apparaissaient de nouveaux immunosuppresseurs, tels que les inhibiteurs mTOR (siroli- mus) et les inhibiteurs de l'inosine monophosphate déshydrogénase (mycophénolate mofétil), par exemple. En conclusion, la transplantation rénale a été une des premières transplantations d'organes solides pratiquées sur l'homme avec de nombreux essais cliniques impliquant une multitude d'acteurs. Malgré des périodes de hauts et de bas, les avancements techniques ont été notables, ce qui a été très favorable en terme de survie pour les patients nécessitant une greffe. 1.2. Le lymphocèle La greffe rénale, comme toute autre acte chirurgical, comporte des risques et une morbidité spécifique. Le lymphocèle a la prévalence la plus élevée, qui peut aller de 0.6 à 51% 1-3 avec des variations entre les études. Le lymphocèle est défini comme une collection post opératoire de liquide lymphatique dans une cavité non épithélialisée et n'est pas causée par une fuite urinaire ou une hémorragie1, 4. Historiquement, le lymphocèle a été décrit pour la première fois dans la littérature médicale dans les années 1950, par Kobayashi et Inoue5 en chirurgie gynécologique. Par la suite Mori et al.6 en 1960 documentent la première série d'analyse de lymphocèles. En 1969 le lymphocèle est décrit pour la première fois par Inociencio et al.7 en tant que complication de greffe rénale. Sa pathogénèse n'est pas complètement élucidée, cependant plusieurs facteurs de risque ont été identifiés tels que : la ligature inadéquate des vaisseaux lymphatiques lors de la dissection des vaisseaux iliaques du donneur et de la préparation du greffon, le BMI, les diurétiques, l'anticoagulation (héparine), les hautes doses de stéoïdes, certains agents immunosuppresseurs (sirolimus), le diabète, les problèmes de cicatrisation, une hypoalbuminémie, une chirurgie rétropéritonéale préalable et le rejet aigu de greffe. (Tableau 1) Une symptomatologie peut être présente ou absente : elle découle directement de la localisation et de la taille de la collection8, 9, 10. Lorsqu'on se trouve devant un tableau de lymphocèle asymptomatique, la découverte se fait de manière fortuite lors d'un contrôle de suivi de greffe11, 12 cliniquement ou par échographie. En cas de lymphocèle non significatif cela ne requiert aucun traitement. Au contraire, lorsqu'il atteint une certaines taille il provoque un effet de masse et de compression qui provoque la symptomatologie. Cette dernière est peu spécifique et apparait en moyenne entre 2 semaines et 6 mois 13 après la greffe. Le patient va se présenter avec un tableau pouvant aller de la simple douleur abdominale en passant par un oedème du membre inférieur ou, dans de plus rares cas, une thrombose veineuse profonde sera le seul signe consécutif au lymphocèle14, 15. La plupart du temps on observera des valeurs de créatinine élevées, signant une souffrance rénale. Le diagnostic du lymphocèle peut se faire selon plusieurs techniques. La plus utilisée est la ponction à l'aiguille fine sous guidage ultrasonographique4. L'analyse du liquide ponctionné permet de différencier un lymphocèle d'un urinome. Les autres techniques existantes sont : la ponction après injection de carmin d'indigo15, un pyelogramme intraveineux et un lymphangiogramme16, le CT-Scan ou l'IRM15. Le dosage sanguin d'IL6 et IL8 est parfois utilisé pour déterminer si le lymphocèle est infecté.15 Suite à l'apparition d'une collection symptomatique; le rein transplanté peut être dans une situation à risque pour laquelle un traitement doit être entrepris. A l'heure actuelle, il n'existe pas de solution universelle dans la prévention et le traitement de ce type de complication. Les solutions sont multiples et dépendent principalement de la localisation et de la taille de la collection. Pendant de nombreuses années, le seul traitement du lymphocèle a été celui de l'aspiration percutanée simple. Cette dernière conduit cependant à un taux de récidive de presque 100%.17 Cette technique reste une solution utilisée principalement à visée diagnostique18, 19, 20, 21 ou pour soulager les patients à court terme15. Pour améliorer l'efficacité de cette technique on a fait appel à des agents sclérosants comme l'éthanol, la povidone-iodine, la tétracycline, la doxycycline ou de la colle de fibrine. Des complications chirurgicales ont cependant été rapportées, pouvant aller jusqu'au rejet de greffe22. La fenestration par laparoscopie a été décrite pour la première fois en 1991 par McCullough et al.23 Cette technique reste, de nos jours, la technique la plus utilisée pour le traitement du lymphocèle. Elle a de nombreux avantages : un temps de convalescence court, des pertes de sang minimes et une réalimentation rapide24, 25. On constate en outre la quasi absence de récidives après traitement11, 26. L'évaluation radiologique est très importante, car la marsupialisation par laparoscopie est limitée par l'emplacement et le volume de la collection. Ainsi, on évitera ce type de traite- ment lorsque la collection se situera postérieurement, à proximité de la vessie, de l'uretère ou du hile rénal. Dans ces situations, la laparotomie s'impose malgré l'augmentation de la morbidité liée à cette technique24. Actuellement on cherche à trouver une technique universelle du traitement des lymphocèles avec la chirurgie la moins invasive possible et le taux de récidive le plus faible possible. Malgré ses li- mites, la fenestration par laparoscopie apparaît comme une très bonne solution. Cette étude consiste en une évaluation rétrospective des traitements chirurgicaux de cette complication post-opératoire de la greffe rénale au CHUV (Centre Hospitalier Universitaire Vaudois) de 2003 à 2011. Le but est de recenser et analyser les différentes techniques que l'on observe actuellement dans la littérature et pouvoir ainsi proposer une technique idéale pour le CHUV.

Glutamine Stimulates Biosynthesis and Secretion of Insulin-like Growth Factor 2 (IGF2), an Autocrine Regulator of Beta Cell Mass and Function.

IGF2 is an autocrine ligand for the beta cell IGF1R receptor and GLP-1 increases the activity of this autocrine loop by enhancing IGF1R expression, a mechanism that mediates the trophic effects of GLP-1 on beta cell mass and function. Here, we investigated the regulation of IGF2 biosynthesis and secretion. We showed that glutamine rapidly and strongly induced IGF2 mRNA translation using reporter constructs transduced in MIN6 cells and primary islet cells. This was followed by rapid secretion of IGF2 via the regulated pathway, as revealed by the presence of mature IGF2 in insulin granule fractions and by inhibition of secretion by nimodipine and diazoxide. When maximally stimulated by glutamine, the amount of secreted IGF2 rapidly exceeded its initial intracellular pool and tolbutamide, and high K(+) increased IGF2 secretion only marginally. This indicates that the intracellular pool of IGF2 is small and that sustained secretion requires de novo synthesis. The stimulatory effect of glutamine necessitates its metabolism but not mTOR activation. Finally, exposure of insulinomas or beta cells to glutamine induced Akt phosphorylation, an effect that was dependent on IGF2 secretion, and reduced cytokine-induced apoptosis. Thus, glutamine controls the activity of the beta cell IGF2/IGF1R autocrine loop by increasing the biosynthesis and secretion of IGF2. This autocrine loop can thus integrate changes in feeding and metabolic state to adapt beta cell mass and function.

A multicenter phase II study (SAKK 36/06) of single-agent everolimus (RAD001) in patients with relapsed or refractory mantle cell lymphoma

Introduction: Mantle cell lymphoma (MCL) accounts for 6% of all B-cell lymphomas and is in most cases an incurable disease. It is characterized by the translocation t(11;14) leading to Cyclin D1 over-expression. Cyclin D1 is downstream of the mammalian target of rapamycin (mTOR) threonine kinase and can be effectively blocked by mTOR inhibitors. We set out to define the single agent activity of the orally available mTOR inhibitor everolimus in a prospective, multicentre trial in patients with relapsed or refractory MCL (NCT00516412).Methods: Eligible patients with confirmed relapsed or refractory MCL received everolimus 10 mg for 28 days (one cycle) for a total of 6 cycles or until disease progression. The primary endpoint was the best objective response (OR) with adverse reactions, time to progression (TTP), time to treatment failure, response duration and molecular response as secondary endpoints.Results: A total of 36 patients with 35 evaluable patients at a median age of 69 years (range 40 to 85 years) from 19 centers were enrolled between August 2007 and January 2010. Treatment was generally well tolerated with anemia (11%), thrombocytopenia (11%), neutropenia (8%), diarrhea (3%) and fatigue (3%) being the most frequent complications of CTC grade 3 or higher. The OR rate was 20% (95% CI: 8-37%) with 2 complete remissions (CR) and 5 partial response (PR), stable disease (SD) 48% and progression disease (PD) 28%. At a median follow-up of 6 months, TTP was 5.45 months (95% CI: 2.8-8.2 months) for the entire population and 10.6 months for the 18 patients receiving 6 or more cycles of treatment. Three patients achieved a lasting complete molecular response when assessed in the peripheral blood.Conclusion: This study demonstrates that single agent everolimus is well tolerated and has anti-lymphoma activity including lasting molecular responses. Further studies of everolimus either in combination with chemotherapy or as single agent for maintenance treatment are warranted in MCL.

Targeting mTORC2 inhibits colon cancer cell proliferation in vitro and tumor formation in vivo

The mammalian target of rapamycin (mTOR), which exists in two functionally distinct complexes, mTORC1 and mTORC2 plays an important role in tumor growth. Whereas the role of mTORC1 has been well characterized in this process, little is known about the functions of mTORC2 in cancer progression. In this study, we explored the specific role of mTORC2 in colon cancer using a short hairpin RNA expression system to silence the mTORC2-associated protein rictor. We found that downregulation of rictor in HT29 and LS174T colon cancer cells significantly reduced cell proliferation. Knockdown of rictor also resulted in a G1 arrest as observed by cell cycle analysis. We further observed that LS174T cells deficient for rictor failed to form tumors in a nude mice xenograft model. Taken together, these results show that the inhibition of mTORC2 reduces colon cancer cell proliferation in vitro and tumor xenograft formation in vivo. They also suggest that specifically targeting mTORC2 may provide a novel treatment strategy for colorectal cancer.

Targeting the JNK Signaling Pathway Potentiates the Antiproliferative Efficacy of Rapamycin in LS174T Colon Cancer Cells.

Background. Targeting the mTOR signaling pathway with rapamycin in cancer therapy has been less successful than expected due in part to the removal of a negative feedback loop resulting in the over-activation of the PI3K/Akt signaling pathway. As the c-Jun N-terminal kinase (JNK) signaling pathway has been found to be a functional target of PI3K, we investigate the role of JNK in the anticancer efficacy of rapamycin.Materials and Methods. The colon cancer cell line LS174T was treated with rapamycin and JNK phosphorylation was analyzed by Western Blot. Overexpression of a constitutively negative mutant of JNK in LS174T cells or treatment of LS174T cells with the JNK inhibitor SP600125 were used to determine the role of JNK in rapamycin-mediated tumor growth inhibition.Results. Treatment of LS174T cells with rapamycin resulted in the phosphorylation of JNK as observed by Western Blot. The expression of a negative mutant of JNK in LS174T cells or treatment of LS174T cells with SP600125 enhanced the antiproliferative effects of rapamycin. In addition, in vivo, the antitumor activity of rapamycin was potentiated on LS174T tumor xenografts that expressed the dominant negative mutant of JNK.Conclusions. Taken together, these results show that rapamycin-induced JNK phosphorylation and activation reduces the antitumor efficacy of rapamycin in LS174T cells. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Lymphangioléiomyomatose pulmonaire [Lymphangioleiomyomatosis]

Lymphangioleiomyomatosis is a rare pulmonary disease encountered almost exclusively in women of reproductive age. Pulmonary involvement is characterized by multiple thin-walled cysts in the lungs, recurrent pneumothorax, obstructive lung disorders, and progression to chronic respiratory failure over a mean period of 10 years. Certainty of diagnosis requires a lung biopsy, but international criteria have been proposed for a diagnosis without such a biopsy. International recommendations were recently issued for the diagnosis and treatment of lymphangioleiomyomatosis. Treatment is principally symptomatic and relies on the management of bronchial obstruction by bronchodilators; of hypoxemia by oxygen therapy; of pleural complications by pleurodesis, most often surgical; and of renal angiomyolipomas by percutaneous embolization in cases of hemorrhagic risk. Hormone treatment is not recommended. Hopes are high for mTor inhibitors (sirolimus and everolimus) and treatment trials are currently underway. Lung transplantation must be considered when chronic respiratory failure occurs in patients younger than 60 years.

Cardiac raptor ablation impairs adaptive hypertrophy, alters metabolic gene expression, and causes heart failure in mice.

Background- Cardiac hypertrophy involves growth responses to a variety of stimuli triggered by increased workload. It is an independent risk factor for heart failure and sudden death. Mammalian target of rapamycin (mTOR) plays a key role in cellular growth responses by integrating growth factor and energy status signals. It is found in 2 structurally and functionally distinct multiprotein complexes called mTOR complex (mTORC) 1 and mTORC2. The role of each of these branches of mTOR signaling in the adult heart is currently unknown. Methods and Results- We generated mice with deficient myocardial mTORC1 activity by targeted ablation of raptor, which encodes an essential component of mTORC1, during adulthood. At 3 weeks after the deletion, atrial and brain natriuretic peptides and β-myosin heavy chain were strongly induced, multiple genes involved in the regulation of energy metabolism were altered, but cardiac function was normal. Function deteriorated rapidly afterward, resulting in dilated cardiomyopathy and high mortality within 6 weeks. Aortic banding-induced pathological overload resulted in severe dilated cardiomyopathy already at 1 week without a prior phase of adaptive hypertrophy. The mechanism involved a lack of adaptive cardiomyocyte growth via blunted protein synthesis capacity, as supported by reduced phosphorylation of ribosomal S6 kinase 1 and 4E-binding protein 1. In addition, reduced mitochondrial content, a shift in metabolic substrate use, and increased apoptosis and autophagy were observed. Conclusions- Our results demonstrate an essential function for mTORC1 in the heart under physiological and pathological conditions and are relevant for the understanding of disease states in which the insulin/insulin-like growth factor signaling axis is affected such as diabetes mellitus and heart failure or after cancer therapy.

Interactome mapping of the phosphatidylinositol 3-kinase-mammalian target of rapamycin pathway identifies deformed epidermal autoregulatory factor-1 as a new glycogen synthase kinase-3 interactor.

The phosphatidylinositol 3-kinase-mammalian target of rapamycin (PI3K-mTOR) pathway plays pivotal roles in cell survival, growth, and proliferation downstream of growth factors. Its perturbations are associated with cancer progression, type 2 diabetes, and neurological disorders. To better understand the mechanisms of action and regulation of this pathway, we initiated a large scale yeast two-hybrid screen for 33 components of the PI3K-mTOR pathway. Identification of 67 new interactions was followed by validation by co-affinity purification and exhaustive literature curation of existing information. We provide a nearly complete, functionally annotated interactome of 802 interactions for the PI3K-mTOR pathway. Our screen revealed a predominant place for glycogen synthase kinase-3 (GSK3) A and B and the AMP-activated protein kinase. In particular, we identified the deformed epidermal autoregulatory factor-1 (DEAF1) transcription factor as an interactor and in vitro substrate of GSK3A and GSK3B. Moreover, GSK3 inhibitors increased DEAF1 transcriptional activity on the 5-HT1A serotonin receptor promoter. We propose that DEAF1 may represent a therapeutic target of lithium and other GSK3 inhibitors used in bipolar disease and depression.

Mammalian target of rapamycin complex 1 orchestrates invariant NKT cell differentiation and effector function.

Invariant NKT (iNKT) cells play critical roles in bridging innate and adaptive immunity. The Raptor containing mTOR complex 1 (mTORC1) has been well documented to control peripheral CD4 or CD8 T cell effector or memory differentiation. However, the role of mTORC1 in iNKT cell development and function remains largely unknown. By using mice with T cell-restricted deletion of Raptor, we show that mTORC1 is selectively required for iNKT but not for conventional T cell development. Indeed, Raptor-deficient iNKT cells are mostly blocked at thymic stage 1-2, resulting in a dramatic decrease of terminal differentiation into stage 3 and severe reduction of peripheral iNKT cells. Moreover, residual iNKT cells in Raptor knockout mice are impaired in their rapid cytokine production upon αGalcer challenge. Bone marrow chimera studies demonstrate that mTORC1 controls iNKT differentiation in a cell-intrinsic manner. Collectively, our data provide the genetic evidence that iNKT cell development and effector functions are under the control of mTORC1 signaling.

Autophagy defect is associated with low glucose-induced apoptosis in 661W photoreceptor cells.

Glucose is an important metabolic substrate of the retina and diabetic patients have to maintain a strict normoglycemia to avoid diabetes secondary effects, including cardiovascular disease, nephropathy, neuropathy and retinopathy. Others and we recently demonstrated the potential role of hypoglycemia in diabetic retinopathy. We showed acute hypoglycemia to induce retinal cell death both in vivo during an hyperinsulinemic/hypoglycemic clamp and in vitro in 661W photoreceptor cells cultured at low glucose concentration. In the present study, we showed low glucose to induce a decrease of BCL2 and BCL-XL anti-apoptotic proteins expression, leading to an increase of free pro-apoptotic BAX. In parallel, we showed that, in retinal cells, low glucose-induced apoptosis is involved in the process of autophagosomes formation through the AMPK/RAPTOR/mTOR pathway. Moreover, the decrease of LAMP2a expression led to a defect in the autophagosome/lysosome fusion process. Specific inhibition of autophagy, either by 3-methyladenine or by down-regulation of ATG5 or ATG7 proteins expression, increased caspase 3 activation and 661W cell death. We show that low glucose modifies the delicate equilibrium between apoptosis and autophagy. Cells struggled against low nutrient condition-induced apoptosis by starting an autophagic process, which led to cell death when inhibited. We conclude that autophagy defect is associated with low glucose-induced 661W cells death that could play a role in diabetic retinopathy. These results could modify the way of addressing negative effects of hypoglycemia. Short-term modulation of autophagy could be envisioned to treat diabetic patients in order to avoid secondary complications of the disease.

The role of microRNAs in the development of type 2 diabets

Pancreatic ß cells are highly specialized endocrine cells located within the islets of Langerhans in the pancreas. Their main role is to produce and secrete insulin, the hormone essential for the regulation of glucose homeostasis and body's metabolism. Diabetes mellitus develops when the amount of insulin released by ß cells is not sufficient to cover the metabolic demand. In type 1 diabetes (5-10% of diagnoses) insulin deficiency is caused by the autoimmune destruction of pancreatic ß cells. Type 2 diabetes (90% of diagnoses) results from a genetic predisposition and from the presence of adverse environmental conditions. The combination of these factors reduces insulin sensitivity of peripheral target tissues, causes impairment in ß-cell function and can lead to partial loss of ß cells. The development of novel therapeutic strategies for the treatment of diabetes necessitates the comprehension of the cellular processes involved in dysfunction and loss of ß cells. My thesis was focused on the involvement in the physiopathological processes leading to the development of diabetes of a class of small regulatory RNA molecules, called microRNAs (miRNAs) that post- transcriptionally regulate gene expression. Global miRNA profiling in pancreatic islets of two animal models of diabetes, the db/db mice and mice that were fed a high fat diet (HFD), characterized by obesity and insulin resistance, led us to identify two groups of miRNAs displaying expression changes under pre-diabetic and diabetic conditions. Among the miRNAs already upregulated in pre-diabetic db/db mice and HFD mice, miR- 132 was found to have beneficial effects on pancreatic ß cell function and survival. Indeed, mimicking the upregulation of miR-132 in primary pancreatic islet cells and ß-cell lines improved glucose- induced insulin secretion and favored survival of the cells upon exposure to pro-apoptotic stimuli such as palmitate and cytokines. MiR-132 was found to exert its action by enhancing the expression of MafA, a transcription factor essential for ß-cell function, survival and identity. On the other hand, up-regulation of miR-199a-5p and miR-199a-3p was detectable only in the islets of diabetic db/db mice and resulted in impaired insulin secretion and sensitization of the cells to apoptosis. MiR-199a- 5p was found to decrease insulin secretion by inducing the expression of granuphilin, a potent inhibitor of ß cell exocytosis. In contrast, miR-199a-3p was demonstrated to directly target and reduce the expression of two key ß-cell genes, mTOR and cMET, resulting in impaired ß-cell adaptation to metabolic demands and loss by apoptosis. Our findings suggest that miRNAs are important players in the onset of type 2 diabetes. MiRNA expression is adjusted in pancreatic ß cells exposed to a diabetogenic environment. These changes initially concern miRNAs responsible for adaptive processes aimed at compensating the onset of insulin resistance, but later such changes can be overlapped by modifications in the level of several additional miRNAs that favor ß-cell failure and the onset of type 2 diabetes.

Therapeutic drug monitoring in cancer - Are we missing a trick?

Therapeutic drug monitoring (TDM) can be defined as the measurement of drug in biological samples to individualise treatment by adapting drug dose to improve efficacy and/or reduce toxicity. The cytotoxic drugs are characterised by steep dose-response relationships and narrow therapeutic windows. Inter-individual pharmacokinetic (PK) variability is often substantial. There are, however, a multitude of reasons why TDM has never been fully implemented in daily oncology practice. These include difficulties in establishing appropriate concentration target, common use of combination chemotherapies and the paucity of published data from pharmacological trials. The situation is different with targeted therapies. The large interindividual PK variability is influenced by the pharmacogenetic background of the patient (e.g. cytochrome P450 and ABC transporters polymorphisms), patient characteristics such as adherence to treatment and environmental factors (drug-drug interactions). Retrospective studies have shown that targeted drug exposure correlates with treatment response in various cancers. Evidence for imatinib currently exists, others are emerging for compounds including nilotinib, dasatinib, erlotinib, sunitinib, sorafenib and mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitors. Applications for TDM during oral targeted therapies may best be reserved for particular situations including lack of therapeutic response, severe or unexpected toxicities, anticipated drug-drug interactions and concerns over adherence treatment. There are still few data with monoclonal antibodies (mAbs) in favour of TDM approaches, even if data showed encouraging results with rituximab and cetuximab. TDM of mAbs is not yet supported by scientific evidence. Considerable effort should be made for targeted therapies to better define concentration-effect relationships and to perform comparative randomised trials of classic dosing versus pharmacokinetically-guided adaptive dosing.