Androgen receptor status is highly conserved during tumor progression of breast cancer

BACKGROUND With the advent of new and more efficient anti-androgen drugs targeting androgen receptor (AR) in breast cancer (BC) is becoming an increasingly important area of investigation. This would potentially be most useful in triple negative BC (TNBC), where better therapies are still needed. The assessment of AR status is generally performed on the primary tumor even if the tumor has already metastasized. Very little is known regarding discrepancies of AR status during tumor progression. To determine the prevalence of AR positivity, with emphasis on TNBCs, and to investigate AR status during tumor progression, we evaluated a large series of primary BCs and matching metastases and recurrences. METHODS AR status was performed on 356 primary BCs, 135 matching metastases, and 12 recurrences using a next-generation Tissue Microarray (ngTMA). A commercially available AR antibody was used to determine AR-status by immunohistochemistry. AR positivity was defined as any nuclear staining in tumor cells ≥1 %. AR expression was correlated with pathological tumor features of the primary tumor. Additionally, the concordance rate of AR expression between the different tumor sites was determined. RESULTS AR status was positive in: 87 % (307/353) of primary tumors, 86.1 % (105/122) of metastases, and in 66.7 % (8/12) of recurrences. TNBC tested positive in 11.4 %, (4/35) of BCs. A discrepant result was seen in 4.3 % (5/117) of primary BC and matching lymph node (LN) metastases. Three AR negative primary BCs were positive in the matching LN metastasis, representing 17.6 % of all negative BCs with lymph node metastases (3/17). Two AR positive primary BCs were negative in the matching LN metastasis, representing 2.0 % of all AR positive BCs with LN metastases (2/100). No discrepancies were seen between primary BC and distant metastases or recurrence (n = 17). CONCLUSIONS Most primary (87 %) and metastasized (86.1 %) BCs are AR positive including a significant fraction of TNBCs (11.4 %). Further, AR status is highly conserved during tumor progression and a change only occurs in a small fraction (4.1 %). Our study supports the notion that targeting AR could be effective for many BC patients and that re-testing of AR status in formerly negative or mixed type BC's is recommended.

Desquamation Is A Novel Phenomenon For Collective Prostate Epithelial Cell Deletion After Castration.

The mechanism underlying castration-induced prostate regression, which is a classical physiological concept translated into the therapeutic treatment of advanced prostate cancer, involves epithelial cell apoptosis. In searching for events and mechanisms contributing to prostate regression in response to androgen modulation, we have frequently observed the collective deletion of epithelial cells. This work was undertaken to characterize this phenomenon hereafter named desquamation and to verify its presence after 17β-estradiol (E2) administration. Electron microscopy revealed that the desquamating cells had preserved cell-cell junctions and collapsed nuclear contents. The TUNEL reaction was negative for these cells, which were also negative for cleaved caspases-8, -9, -3 and nuclear apoptosis-inducing factor. Detailed analyses revealed that the condensed chromatin was first affected detaching from the nuclear lamina, which was observable after lamin A immunohistochemistry, suggesting the lack of lamin A degradation. A search in animals treated with supraphysiological E2 employed as an alternative anti-androgen treatment revealed no desquamation. The combined treatment (Cas + E2 group) caused changes particular to each treatment, including desquamation. In conclusion, desquamation appeared as a novel phenomenon contributing to collective prostate epithelial cell deletion, distinct from the classical castration-induced apoptosis and particular to the androgen deprivation resulting from surgical castration, and should be considered as part of the mechanisms promoting organ regression.

The spironolactone renaissance

Until recently, spironolactone was considered only as an antagonist at the aldosterone receptors of the epithelial cells of the kidney and was used clinically in the treatment of hyperaldosteronism and, occasionally, as a K+-sparing diuretic. The spironolactone renaissance started with the experimental finding that spironolactone reversed aldosterone-induced cardiac fibrosis by a cardiac action. Experimentally, spironolactone also has direct effects on blood vessels. Spironolactone reduces vascular fibrosis and injury, inhibits angiogenesis, reduces vascular tone and reduces portal hypertension. The rationale for the Randomized Aldactone Evaluation Study (RALES) of spironolactone in heart failure was that ‘aldosterone escape’ occurred through non-angiotensin II mechanisms. The RALES clinical trial was stopped early when it was shown that there was a 30% reduction in risk of death among the spironolactone patients. In RALES, spironolactone also reduced hospitalisation for worsening heart failure and improved the symptoms of heart failure. Other recent clinical trials have shown that spironolactone reduces cardiac and vascular collagen turnover, improves heart variability, reduces ventricular arrhythmias, improves endothelial dysfunction and dilates blood vessels in human heart failure and these effects probably all contribute to the increased survival in heart failure. Spironolactone may also be useful in the treatment of left ventricular hypertrophy, portal hypertension and cirrhosis. There have also been some recent small clinical trials of spironolactone as an anti-androgen showing potential in acne, hirsutism and precocious puberty.

Chemical Biology Screen for Prostate Cancer Therapeutics

Prostate cancer initially responds to hormone-based therapeutics such as anti-androgen treatment or chemotherapeutics but eventually becomes resistant. Novel treatment options are therefore urgently needed. This thesis study applied a high-throughput screen of 4910 known drugs and drug-like small molecules to identify compounds that selectively inhibit growth of prostate cancer cells. In addition, the mechanisms underlying the cellular sensitivity to potent cancer selective compounds were addressed. Surprisingly, many of the compounds currently used in the clinics or studied in clinical trials were not cancer-selective. Only four drugs, aldehyde dehydrogenase inhibitor disulfiram (Antabus), antibiotic ionophore monensin, histone deacetylase inhibitor tricostatin A and fungicide thiram inhibited prostate cancer cell growth at nanomolar concentrations without major effects on non-malignant prostate epithelial cells. Disulfiram, monensin and a structurally similar compound to monensin, salinomycin, induced oxidative stress and inhibited aldehyde dehydrogenase activity. Moreover, monensin and salinomycin reduced androgen receptor signalling and steroidogenesis, enforced cell differentiation and reduced the overall levels of cancer stem cells. Taken together, novel and potentially prostate cancer-selective therapeutic agents were identified in this study, including the description of a multitude of intoxicating mechanisms such as those relating to oxidative stress. The results provide novel insights into prostate cancer biology and exemplify useful means of considering novel approaches to cancer treatment.

Identification of Epigenetic Targets in Prostate Cancer for Therapeutic Development

Recurrent castration resistant prostate cancer remains a challenge for cancer therapies and novel treatment options in addition to current anti-androgen and mitosis inhibitors are needed. Aberrations in epigenetic enzymes and chromatin binding proteins have been linked to prostate cancer and they may form a novel class of drug targets in the future. In this thesis we systematically evaluated the epigenenome as a prostate cancer drug target. We functionally silenced 615 known and putative epigenetically active protein coding genes in prostate cancer cell lines using high throughput RNAi screening and evaluated the effects on cell proliferation, androgen receptor (AR) expression and histone patterns. Histone deacetylases (HDACs) were found to regulate AR expression. Furthermore, HDAC inhibitors reduced AR signaling and inhibited synergistically with androgen deprivation prostate cancer cell proliferation. In particular, TMPRSS2- EGR fusion gene positive prostate cancer cell lines were sensitive to combined HDAC and AR inhibition, which may partly be related to the dependency of a fusion gene induced epigenetic pathway. Histone demethylases (HDMs) were identified to regulate prostate cancer cell line proliferation. We discovered a novel histone JmjC-domain histone demethylase PHF8 to be highly expressed in high grade prostate cancers and mediate cell proliferation, migration and invasion in in vitro models. Additionally, we explored novel HDM inhibitor chemical structures using virtual screening methods. The structures best fitting to the active pocket of KDM4A were tested for enzyme inhibition and prostate cancer cell proliferation activity in vitro. In conclusion, our results show that prostate cancer may efficiently be targeted with combined AR and HDAC inhibition which is also currently being tested in clinical trials. HDMs were identified as another feasible novel drug target class. Future studies in representative animal models and development of specific inhibitors may reveal HDMs full potential in prostate cancer therapy

Cellular and extracellular behavior in the gerbil (Meriones unguiculatus) ventral prostate following different types of castration and the consequences of testosterone replacement

Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus) were grouped into two experimental groups: GEx.01 suffered orchiectomy and after 30 days received doses of testosterone cipionate (T), while GEx.02 received weekly and alternated doses of the anti-androgens cyproterone acetate and flutamide for 30 days, and the animals were then euthanized. Structural evaluation reveals a more intense reduction in epithelial height in GEx.02. Smooth muscle cells (SMC) presented a star-shaped aspect after 30 days of hormonal ablation and basal membrane was shown to be more intensely grooved in GEx.01. In both groups, after hormonal replacement, recovery in epithelial height could be noted and the SMC presented its phenotypes, but an increase in RER was seen, characterizing a modulation from its contractile to secreting phenotype. In conclusion, the prostate presented involution capacity after androgen ablation and the ability to reorganize after hormonal replacement, but events resulting from orchiectomy and subsequent T replacement were shown to be more aggressive to the prostate. (c) 2006 International Federation for Cell Biology. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Surgical and chemical castration induce differential histological response in prostate lobes of Mongolian gerbil

The present study describes the short-term alterations in the prostate ventral and dorsal lobe of the adult Mongolian gerbil, in response to two different androgen suppression approaches. Groups (n = 6) of 16-week-old gerbils were maintained intact or subjected, either to the bilateral surgical castration I week previously or to daily subcutaneous injections of Flutamide (10 mg/kg body weight) for 7 days. The main microscopic features of both prostate lobes in these groups were compared using conventional paraffin tissue sections, measurements of acinar epithelial height and stereological data of main gland components (acini, collagen fibers and fibromuscular stroma). Marked alterations were observed in the basement membrane of the ventral lobe after both surgical and chemical castration, such as an increase in thickness and collagen staining. A low degree of epithelial atrophy was detected in the dorsal lobe following both androgen suppression approaches in comparison with that found in the ventral lobe, indicating that this lobe is not so responsive to testosterone ablation induced by castration or Flutamide treatment, at least insofar as secretory activity is concerned. However, the dorsal lobe exhibited marked stromal modification, such as an increase in collagen fibers following castration and an increase in fibromuscular stroma following Flutamide-treatment. Thus, the histological and quantitative data indicates a differential short-term response of the prostate dorsal lobe to surgical castration and Flutamide therapy, suggesting the existence of lobe-specific mechanisms for stromal remodeling. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

ARB: Phase II window of opportunity study of short-term preoperative treatment with enzalutamide in ER-positive and triple-negative breast cancer

The androgen receptor (AR) is expressed in 60-80% of breast cancers (BC) across all molecular phenotypes, with a higher incidence in oestrogen receptor positive (ER+) BC compared to ER negative tumours. In ER+ disease, AR-expression has been linked to endocrine resistance which might be reversed with combined treatment targeting ER and AR. In triple negative BCs (TNBC), preclinical and clinical investigations have described a subset of patients that express the AR and are sensitive to androgen blockade, providing a novel therapeutic target. Enzalutamide, a potent 2nd generation anti-androgen, has demonstrated substantial preclinical and clinical anti-tumour activity in AR+ breast cancer. Short-term preoperative window of opportunity studies are a validated strategy for novel treatments to provide proof-of-concept and define the most appropriate patient population by directly assessing treatment effects in tumour tissue before and after treatment. The ARB study aims to assess the anti-tumour effects of enzalutamide in early ER+ breast cancer and TNBC, to identify the optimal target population for further studies and to directly explore the biologic effects of enzalutamide on BC and stromal cells. Methods: ARB is an international, investigator sponsored WOO phase II study in women with newly diagnosed primary ER+ BC or AR+ TNBC of ≥ 1cm. The study has two cohorts. In the ER+ cohort, postmenopausal patients will be randomised 2:1 to receive either enzalutamide (160mg OD) plus exemestane (50mg OD) or exemestane (25mg OD). In the TNBC cohort, AR+ will receive single agent treatment with enzalutamide (160mg OD). Study treatment is planned for 15–29 days, followed by surgery or neo-adjuvant therapy. Tissue and blood samples are collected before treatment and on the last day of study treatment. The primary endpoint is inhibition of tumour-cell proliferation, as measured by change in Ki67 expression, determined centrally by 2 investigators. Secondary endpoints include induction of apoptosis (Caspase3), circulating hormone levels and safety. ARB aims to recruit ≈235 patients from ≈40 sites in the UK, Germany, Spain and USA. The study is open to recruitment.

Étude de l'expression des microARNs et des enzymes de synthèse des corticostéroïdes dans le développement pulmonaire

Le syndrome de détresse respiratoire du nouveau-né (SDR) est l’une des pathologies les plus fréquentes dont souffrent les bébés prématurés. Le SDR est causé par un déficit dans la synthèse du surfactant pulmonaire en raison de l’immaturité du poumon lors d’une naissance prématurée. Plusieurs éléments régulent le développement pulmonaire notamment les stéroïdes sexuels et les corticostéroïdes. Le sexe est aussi un élément régulateur du développement pulmonaire. En effet, les garçons sont plus atteints que les filles par le SDR. Ce dimorphisme sexuel est attribué aux androgènes. Le traitement anténatal aux glucocorticoïdes est prescrit aux femmes qui sont à risque d’accoucher prématurément. En effet, les corticostéroïdes favorisent la maturation pulmonaire anténatale. Également, il a été démontré que les microARNs sont primordiaux pour le développement pulmonaire. Ceci nous a conduit à étudier l’impact des androgènes sur le profil d’expression des microARNs lors de la transition du stade canaliculaire au stade sacculaire (jour gestationnel (JG)17.0 au JG18.0), période qui coïncide avec la montée de la synthèse et de la sécrétion du surfactant chez la souris. Tout d’abord, nous avons étudié la stabilité des gènes de normalisation (snoRNAs) afin de quantifier les microARNs par qPCR. Cette analyse a été effectuée avec 3 logiciels différents et sur plusieurs stades du développement notamment de la période pseudoglandulaire jusqu’au stade alvéolaire chez les deux sexes. On a identifié les meilleures combinaisons de gènes de normalisation les plus stables pour chaque stade du développement étudié ainsi que pour la période couvrant tous les stades étudiés. Ensuite nous avons analysé à GD17.0 et GD18.0 le profil d’expression des microARNs chez des fœtus mâles dont les mères ont été traitées au flutamide (anti-androgènes pure). Les résultats ont montré que 43 microARNs matures sont modulés par les androgènes à GD17.0 et 35 microARNs à GD18.0. Pour certains microARNs, nous avons identifié des cibles potentielles qui sont inversement modulées par les androgènes par rapport aux microARNs. Ces cibles sont impliquées dans plusieurs processus biologiques tels que le métabolisme des lipides et la prolifération cellulaire ainsi que dans des fonctions moléculaires tels que la liaison des facteurs de transcription. Des expériences de validation ont été effectuées par qPCR. Nos résultats ont montré que les androgènes régulent des processus qui peuvent être impliqués dans la maturation pulmonaire via la régulation des microARNs. En plus de l’intérêt porté aux androgènes dans la maturation pulmonaire, nous avons analysé l’expression d’enzymes de synthèse des corticostéroïdes dans le poumon fœtal humain. L’expression de l’enzyme 21-hydroxylase a été étudiée par qPCR et par immunobuvardage. Également la localisation de l’ARNm de cette enzyme clé de la synthèse des glucocorticoïdes, a été effectuée par hybridation in situ. L’ARNm de CYP21A2 a été détecté par qPCR dans les 34 échantillons analysés et dont les âges variaient entre 17 et 40 semaines de grossesse. Aucune corrélation, avec l’âge gestationnel ou le sexe, n’a été observée. Des niveaux significatifs de la protéine 21-hydroxylase ont été détectés dans nos échantillons. Nous avons investigué l’expression d’autres enzymes impliquées dans la voie de synthèse des glucocorticoïdes notamment CYP11B1, CYP11B2 et CYP17A1. Les ARNm des gènes CYP11B1, CYP11B2 n’ont pas été détectés dans nos échantillons, contrairement à CYP17A1 dont l’ARNm a été détecté dans tous nos tissus fœtaux analysés. La protéine de la 17α-hydroxylase a été détectée à de faibles niveaux. Nos résultats d’hybridation in situ ont montré que l’expression de CYP21A2 est localisée presqu’exclusivement dans l’épithélium pulmonaire distal. Nos résultats suggèrent que les produits de la 21-hydroxylase agiront via une action intracrine sur l’épithélium distal en activant le récepteur des glucocorticoïdes (GR). L’activation du récepteur des minéralocorticoïdes (MR) ne semble pas dépendre de produits de la 21-hydroxylase en raison des quantités importantes d’aldostérone circulante.

Early onset of primary hypogonadism revealed by serum anti-Mullerian hormone determination during infancy and childhood in trisomy 21

Male patients with an extra sex chromosome or autosome are expected to present primary hypogonadism at puberty owing to meiotic germ-cell failure. Scarce information is available on trisomy 21, a frequent autosomal aneuploidy. Our objective was to assess whether trisomy 21 presents with pubertal-onset, germ-cell specific, primary hypogonadism in males, or whether the hypogonadism is established earlier and affects other testicular cell populations. We assessed the functional status of the pituitary-testicular axis, especially Sertoli cell function, in 117 boys with trisomy 21 (ages: 2 months-20 year). To compare with an adequate control population, we established reference levels for serum anti-Mullerian hormone (AMH) in 421 normal males, from birth to adulthood, using a recently developed ultrasensitive assay. In trisomy 21, AMH was lower than normal, indicating Sertoli cell dysfunction, from early infancy, independently of the existence of cryptorchidism. The overall prevalence rate of AMH below the 3rd percentile was 64.3% in infants with trisomy 21. Follicle-stimulating hormone was elevated in patients <6 months and after pubertal onset. Testosterone was within the normal range, but luteinizing hormone was elevated in most patients <6 months and after pubertal onset, indicating a mild Leydig cell dysfunction. We conclude that in trisomy 21, primary hypogonadism involves a combined dysfunction of Sertoli and Leydig cells, which can be observed independently of cryptorchidism soon after birth, thus prompting the search for new hypotheses to explain the pathophysiology of gonadal dysfunction in autosomal trisomy.

Anti-neoplastic properties of hydralazine in prostate cancer

Prostate cancer (PCa) is a major cause of cancer-related morbidity and mortality worldwide. Although early disease is often efficiently managed therapeutically, available options for advanced disease are mostly ineffective. Aberrant DNA methylation associated with gene-silencing of cancer-related genes is a common feature of PCa. Therefore, DNA methylation inhibitors might constitute an attractive alternative therapy. Herein, we evaluated the anti-cancer properties of hydralazine, a non-nucleoside DNA methyltransferases (DNMT) inhibitor, in PCa cell lines. In vitro assays showed that hydralazine exposure led to a significant dose and time dependent growth inhibition, increased apoptotic rate and decreased invasiveness. Furthermore, it also induced cell cycle arrest and DNA damage. These phenotypic effects were particularly prominent in DU145 cells. Following hydralazine exposure, decreased levels of DNMT1, DNMT3a and DNMT3b mRNA and DNMT1 protein were depicted. Moreover, a significant decrease in GSTP1, BCL2 and CCND2 promoter methylation levels, with concomitant transcript re-expression, was also observed. Interestingly, hydralazine restored androgen receptor expression, with upregulation of its target p21 in DU145 cell line. Protein array analysis suggested that blockage of EGF receptor signaling pathway is likely to be the main mechanism of hydralazine action in DU145 cells. Our data demonstrate that hydralazine attenuated the malignant phenotype of PCa cells, and might constitute a useful therapeutic tool.

Androgen dependence of hirsutism, acne, and alopecia in women : retrospective analysis or 228 patients investigated for hyperandrogenism

RAPPORT DE SYNTHESE : L'hirsutisme, l'acné et l'alopécie chez la femme sont souvent associés à des troubles menstruels et à une production excessive d'androgènes, raison pour laquelle ces symptômes cutanés font l'objet d'évaluation endocrinienne. L'hyperandrogénie affecte 5 à 10 % des femmes en âge de reproduction et constitue un motif fréquent de consultation. Récemment, les sociétés d'endocrinologie ont émis des recommandations sur l'investigation et le traitement de l'hyperandrogénie. Longtemps confrontés à la demande de patientes souffrant d'hirsutisme, d'acné ou d'alopécie, nous avons décidé d'effectuer une approche diagnostique et thérapeutique comportant des dosages hormonaux et un traitement antiandrogénique. Un grand nombre de patientes a été ainsi étudié au fil des années. Les paramètres mesurés incluaient la testostérone plasmatique totale, l'androstènedione, le sulfate de déhydroépiandrostérone (DHEAS), la sex hormone-binding globulin (SHBG) et la testostérone salivaire. Cette dernière est considérée comme un bon reflet de la testostérone libre plasmatique, indépendamment des protéines de liaison. L'analyse rétrospective des dossiers nous a permis de comparer nos données avec celles de la littérature. Des 318 dossiers de patientes ayant consulté notre Service pour hirsutisme, acné ou alopécie pendant 6 ans, 228 ont pu être retenus pour une évaluation adéquate. Chez les patientes présentant ces symptômes de façon isolée, les taux d'androgènes et la prévalence de l'oligo-aménorhée étaient plus élevés en cas d'hirsutisme qu'en cas d'alopécie, avec des valeurs intermédiaires en cas d'acné. Aucun des androgènes mesurés ne permettait, à lui seul, d'identifier tous les cas d'hyperandrogénie, mais la testostérone salivaire a montré la meilleure corrélation positive avec l'hirsutisme, alors que la testostérone plasmatique totale montrait la moins bonne corrélation, et l'androstènedione, le DHEAS et la SHBG des corrélations intermédiaires (corrélation négative pour la SHBG). De plus, au cours du traitement antiandrogénique, la testostérone salivaire a montré l'abaissement proportionnel le plus marqué de tous les androgénes mesurés. Comparées aux patientes originaires d'Europe centrale, les patientes originaires d'Europe du sud consultaient avec des degrés d'hirsutisme supérieurs, mais aucune différence n'a été observée dans les corrélations entre l'hirsutisme et les taux hormonaux de ces deux groupes. En l'absence d'un nombre suffisant d'échographies ovariennes, .la prévalence du syndrome des ovaires polykystiques a été probablement sous-estimée (63 patientes, 27.6 % des cas), au bénéfice du diagnostic d'hyperandrogénie avec euménorrhée (101, 44.3 %); les autres diagnostics étaient: androgénes normaux (51, 22.4%), SHBG basse isolée (7, 3.1%), hyperplasie surrénalienne congénitale non-classique (4, 1.8%), et tumeur ovarienne (2, 0.9%). Nous avons comparé les divers traitements médicaux de l'hirsutisme publiés au cours des 25 dernières années, quant à leur efficacité et leur coût. La sensibilisation à l'insuline avec metformin est moins efficace, mais aussi moins chère. L'anti-androgène flutamide et l'inhibiteur de la 5-α reductase finastéride figurent parmi les traitements les plus performants, mais ils sont aussi les plus chers. Le traitement anti-androgénique et de suppression hormonale avec acétate de cyprotérone et éthinyloestradiol, utilisé dans cette étude, est également parmi les plus efficaces, tout en étant nettement moins cher. Cette étude est la première comparant directement les taux d'androgènes et la prévalence de l'oligoaménorrhée dans les 3 symptômes cutanés d'hyperandrogénie, hirsutisme, acné et alopécie, et elle démontre leur différente dépendance aux androgènes. La salive apparait comme un milieu de choix pour identifier ces patientes et la recommandation actuelle de doser la testostérone plasmatique totale en premier, pour distinguer l'hyperandrogénie de l'hirsutisme idiopathique, nous paraît inadéquate. Nous proposons, au contraire, d'abandonner ce dosage au profit de celui de la testostérone salivaire. Par ailleurs, notre étude infirme l'hypothèse d'une sensibilité cutanée accrue aux androgènes chez les femmes originaires du sud de l'Europe. Finalement, elle est la seule à comparer les effets cliniques, les changements biologiques et le coût annuel des traitements publiés de l'hirsutisme.

Immuno-oncology of human prostate cancer : phenotypical characterization and study of the tumor-derived, androgen-regulated immunosuppressive microenvironment

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie.

The anti-epileptic drug Valproic Acid (VPA) inhibits steroidogenesis in bovine theca and granulosa cells in vitro

Valproic acid (VPA) is used widely to treat epilepsy and bipolar disorder. Women undergoing VPA treatment reportedly have an increased incidence of polycystic ovarian syndrome (PCOS)-like symptoms including hyperandrogenism and oligo- or amenorrhoea. To investigate potential direct effects of VPA on ovarian steroidogenesis we used primary bovine theca (TC) and granulosa (GC) cells maintained under conditions that preserve their 'follicular' phenotype. Effects of VPA (7.8-500 µg/ml) on TC were tested with/without LH. Effects of VPA on GC were tested with/without FSH or IGF analogue. VPA reduced (P<0.0001) both basal (70% suppression; IC(50) 67±10 µg/ml) and LH-induced (93% suppression; IC(50) 58±10 µg/ml) androstenedione secretion by TC. VPA reduced CYP17A1 mRNA abundance (>99% decrease; P<0.0001) with lesser effects on LHR, STAR, CYP11A1 and HSD3B1 mRNA (<90% decrease; P<0.05). VPA only reduced TC progesterone secretion induced by the highest (luteinizing) LH dose tested; TC number was unaffected by VPA. At higher concentrations (125-500 µg/ml) VPA inhibited basal, FSH- and IGF-stimulated estradiol secretion (P<0.0001) by GC without affecting progesterone secretion or cell number. VPA reversed FSH-induced upregulation of CYP19A1 and HSD17B1 mRNA abundance (P<0.001). The potent histone deacetylase (HDAC) inhibitors trichostatin A and scriptaid also suppressed TC androstenedione secretion and granulosal cell oestrogen secretion suggesting that the action of VPA reflects its HDAC inhibitory properties. In conclusion, these findings refute the hypothesis that VPA has a direct stimulatory action on TC androgen output. On the contrary, VPA inhibits both LH-dependent androgen production and FSH/IGF-dependent estradiol production in this in vitro bovine model, likely by inhibition of HDAC.