Caractérisation fonctionnelle de la GTPase Ran dans le cancer épithélial de l'ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire est le plus létal des cancers gynécologiques. Les tumeurs de l’ovaire se divisent en différentes classes reflétant l’étendue de la maladie. Les tumeurs à faible potentiel de malignité présentent une survie relative à 5 ans de 90%, alors que pour les tumeurs invasives, la survie à 5 ans chute drastiquement à 35-40%. Au laboratoire, nous avons précédemment identifié la protéine Ran, un membre de la superfamille des GTPases Ras, comme marqueur fortement exprimé dans les cancers épithéliaux de l’ovaire de haut grade et de haut stade dont la surexpression est associée à un mauvais pronostic. Ran est déjà connue pour contribuer au transport nucléocytoplasmique et à la progression du cycle cellulaire, mais son rôle dans le cancer ovarien n’est pas bien défini. En utilisant une approche de shRNA inductibles à la tétracycline basée sur les lentivirus, nous avons montré que la diminution de l’expression de Ran dans des lignées cellulaires agressives du cancer de l’ovaire affecte drastiquement la prolifération cellulaire par l’induction d’une apoptose caspase-3 dépendante. Par un essai de tumeurs en xénogreffes, nous avons démontré que la déplétion de Ran résulte en une diminution de la tumorigenèse et que la formation éventuelle de tumeurs est associée à une sélection des cellules tumorales ayant la capacité de ré-exprimer la protéine Ran. Ces résultats suggèrent un rôle critique pour Ran dans la survie et la tumorigénicité des cellules du cancer ovarien, indiquant que Ran pourrait être une cible thérapeutique intéressante.

Le cancer épithélial des ovaires à cellules claires et de type mucineux exprime un niveau élevé de HYAL-1 : corrélation inverse avec l’expression des récepteurs d’estrogène et de progestérone

Le cancer épithélial des ovaires (CEO) est classifié en sous types histopathologiques identifiés tel que séreux, endométrioide, à cellules claires et mucineux. Une analyse génétique réalisée au niveau moléculaire a suggéré un rôle pour des gènes suppresseurs de tumeur localisés sur le bras court du chromosome 3p21.3 dans la pathogénèse du CEO de type séreux. Notre objectif était d’évaluer le profil d’expression de HYAL-1, localisé dans cette même région, dans les différents sous types du CEO, et de vérifier une éventuelle corrélation avec l’expression des récepteurs d’hormones stéroïdiennes. Pour se faire, nous avons analysé par RT-PCR quantitative l’expression de l’ARNm de HYAL-1, des récepteurs d’estrogène (ER-α et ER-β) et du récepteur de progestérone (PR) dans des échantillons de tissus extraits de tumeurs du CEO provenant de deux cohortes indépendantes et dans des lignées cellulaires. Nous avons également réalisé des analyses bioinformatiques à partir de l’expression de ces gènes en ayant recours à une base de données de microarray disponible en ligne et ouverte au public. Par la suite, nous avons mesuré l’activité enzymatique de HYAL-1 dans des lignées cellulaires du CEO et dans des échantillons de plasma. Nos résultats ont montré que l’expression de l’ARNm de HYAL-1 était élevée dans le type à cellules claires et mucineux mais non dans les types séreux et endométrioides, autant dans les échantillons sains que de ceux provenant de tumeurs bénignes. De façon cohérente, le niveau d’ARNm et l’activité enzymatique de HYAL-1 étaient élevés dans les lignées cellulaires à cellules claires et mucineuses. Nous avons aussi démontré qu’il y avait une corrélation inverse entre les niveaux de l’ARNm de HYAL-1 et ceux d’ER-α et PR dans les échantillons de tissus de CEO du type mucineux et à cellules claires. De façon similaire, nous avons noté que l’activité de HYAL-1 était élevée dans le plasma de ces mêmes patients. En conséquence nos travaux proposent HYAL-1 en tant que biomarqueur potentiel dans le cas des CEO de type à cellules claires et mucineux présentant un faible niveau d’expression d’ER-α et PR.

Développement et caractérisation de nouveaux modèles du cancer épithélial de l’ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire (EOC) est le plus mortel des cancers gynécologiques. Cette maladie complexe progresse rapidement de façon difficilement décelable aux stades précoces. De plus, malgré une chirurgie cytoréductive et des traitements de chimiothérapie le taux de survie des patientes diagnostiquées aux stades avancées demeurt faible. Dans le but d’étudier l’EOC dans un contexte ex vivo, l’utilisation de modèles cellulaires est indispensable. Les lignées cellulaires d’EOC sont un outil pratique pour la recherche cependant, la façon dont l'expression des gènes est affectée en culture par comparaison à la tumeur d'origine n'est pas encore bien élucidée. Notre objectif était donc de développer et de caractériser de nouveaux modèles de culture in vitro qui réflèteront plus fidèlement la maladie in vivo. Nous avons tout d’abord utiliser des lignées cellulaires disponibles au laboratoire afin de mettre au point un modèle 3D de culture in vitro d’EOC. Des sphéroïdes ont été générés à l’aide de la méthode des gouttelettes inversées, une méthode pionnière pour la culture des cellules tumorales. Nous avons ensuite procédé à une analyse des profils d’expression afin de comparer le modèle sphéroïde au modèle de culture en monocouche et le modèle xénogreffe in vivo. Ainsi, nous avons identifié des gènes stratifiant les modèles tridimensionnels, tant in vivo qu’in vitro, du modèle 2D monocouche. Parmi les meilleurs candidats, nous avons sélectionné S100A6 pour une caractérisation ultérieure. L’expression de ce gène fût modulée afin d’étudier l’impact de son inhibition sur les paramètres de croissance des sphéroïdes. L’inhibition de ce gène a comme effet de réduire la motilité cellulaire mais seulement au niveau du modèle sphéroïde. Finalement, toujours dans l’optique de développer des modèles d’EOC les plus représentatifs de la maladie in vivo, nous avons réussi à développer des lignées cellulaires uniques dérivées de patientes atteintes d’EOC du type séreux, soit le plus commun des EOC. Jusque là, très peu de lignées cellulaires provenant de ce type de cancer et de patientes n’ayant pas reçu de chimiothérapie ont été produites. De plus, nous avons pour la première fois caractérise des lignées d’EOC de type séreux provenant à la fois de l’ascite et de la tumeur solide de la même patiente.

Caractérisation de nouvelles lignées cellulaires pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie du cancer épithélial de l'ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire (CÉO) est le cancer gynécologique le plus létal. Le CÉO de type séreux, la forme la plus commune avec plus de 50% des cas, est souvent diagnostiqué tardivement et associé à un mauvais pronostic. Le CÉO avancé, surtout traité par chimiothérapie, va devenir chimiorésistant chez la majorité des patientes traitées. Bien que des lignées cellulaires du CÉO aient été dérivées à partir de tumeurs solides et d’ascites de patientes ayant ou non subi une chimiothérapie, aucune des lignées cellulaires du CÉO provenant d’une même patiente avant et après ses traitements de chimiothérapie n’ont été établies précédemment. Notre laboratoire est le premier à développer de telles lignées cellulaires. Nos nouvelles lignées cellulaires sont dérivées de trois patientes différentes (1369, 2295 et 3133) et classées selon leur provenance, soit la tumeur solide (TOV) ou l’ascite (OV). Nous avons donc caractérisé ces nouvelles lignées de cellules pré-chimiothérapie (TOV1369TR, OV2295, TOV3133D et TOV3133G) et post-chimiothérapie (OV1369(2), OV2295(2), TOV2295, OV3133 et OV3133(2)) par diverses approches. Par immunohistochimie et immunobuvardage de type Western, nous avons caractérisé les niveaux d’expression de marqueurs épithéliaux typiques de kératines (KRT7, KRT8, KRT18, KRT19, KRT20) pour confirmer l’origine épithéliale et ovarienne des cellules. Nous avons également analysé le niveau d’expression de HER2 et p53, deux marqueurs importants dans le CÉO. Cependant, il ne semble pas y avoir d’expression différentielle évidente de ces marqueurs entre les lignées pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie. Plus encore, nous avons étudié plusieurs caractéristiques tumorigéniques des lignées cellulaires, dont la prolifération cellulaire (par compte cellulaire), la migration cellulaire (par recouvrement de plaie), la capacité à former des sphéroïdes en 3D (par la méthode des gouttelettes inversées), et la formation de tumeurs in vivo dans des souris SCID (xénogreffes sous-cutanées). En général, il ne semble pas y avoir de différences claires entre les cellules pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie au niveau du comportement cellulaire, à l’exception du fait qu’aucune des lignées post-chimiothérapie semblent être en mesure de former des structures tridimensionnelles compactes, contrairement à certaines lignées post-chimiothérapie. Nos résultats pourront servir à mieux comprendre les différents mécanismes régissant les tumeurs malignes du CÉO de type séreux et à mieux comprendre la progression de la maladie à travers les différents traitements, ce qui nous permettra d’acquérir des informations essentielles pour mieux évaluer et traiter différentes patientes.

Mutations impliquées dans la progression du cancer épithélial de l'ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) est le cancer gynécologique le plus létal. Plus de 70% des patientes diagnostiquées avec une tumeur de stade avancé rechutent suite aux traitements chimiothérapeutiques de première ligne, la survie à cinq ans étant ainsi très faible. Afin de mieux comprendre l’évolution de la maladie, nous avons recherché de nouveaux gènes, responsables de l’initiation et de la progression du CEO. Précédemment, des lignées cellulaires ont été dérivées à partir de la tumeur primaire et récurrente et/ou d’ascites de trois patientes. Le séquençage de l’ARN de ces lignées par la technologie de séquençage de nouvelle génération (TSNG) nous a permis d’identifier des mutations ponctuelles qui pourraient nous indiquer des gènes dérégulés dans le CEO. La TSNG est un bon outil qui permet d’identifier et de cribler à grande échelle des mutations. Nous avons sélectionné PLEC1, SCRIB, NCOR2, SEMA6C, IKBKB, GLCE et ITGAE comme gènes candidats présentant des mutations dans nos lignées et ayant une relation fonctionnelle avérée avec le cancer. Étant donné que la TSNG est une technique à taux de fiabilité limité, nous avons validé ces mutations par séquençage Sanger. Ensuite, nous avons étudié l’effet de ces mutations sur la structure protéique et l’expression de PLEC1, de SCRIB et de SEMA6C. Seules certaines mutations dans les gènes PLEC1, SCRIB et SEMA6C ont pu être confirmées. PLEC1 et SCRIB sont deux protéines d’échafaudage dont la mutation, rapportée dans plusieurs cancers, pourrait induire des changements de leurs conformations et affecter leurs interactions et leurs fonctions. Les conséquences de ces mutations sur la tumorigenèse de l’ovaire devront être étudiées.

Peptides generated ex vivo from serum proteins by tumor-specific exopeptidases are not useful biomarkers in ovarian cancer

BACKGROUND: The serum peptidome may be a valuable source of diagnostic cancer biomarkers. Previous mass spectrometry (MS) studies have suggested that groups of related peptides discriminatory for different cancer types are generated ex vivo from abundant serum proteins by tumor-specific exopeptidases. We tested 2 complementary serum profiling strategies to see if similar peptides could be found that discriminate ovarian cancer from benign cases and healthy controls. METHODS: We subjected identically collected and processed serum samples from healthy volunteers and patients to automated polypeptide extraction on octadecylsilane-coated magnetic beads and separately on ZipTips before MALDI-TOF MS profiling at 2 centers. The 2 platforms were compared and case control profiling data analyzed to find altered MS peak intensities. We tested models built from training datasets for both methods for their ability to classify a blinded test set. RESULTS: Both profiling platforms had CVs of approximately 15% and could be applied for high-throughput analysis of clinical samples. The 2 methods generated overlapping peptide profiles, with some differences in peak intensity in different mass regions. In cross-validation, models from training data gave diagnostic accuracies up to 87% for discriminating malignant ovarian cancer from healthy controls and up to 81% for discriminating malignant from benign samples. Diagnostic accuracies up to 71% (malignant vs healthy) and up to 65% (malignant vs benign) were obtained when the models were validated on the blinded test set. CONCLUSIONS: For ovarian cancer, altered MALDI-TOF MS peptide profiles alone cannot be used for accurate diagnoses.

Serum proteomic abnormality predating screen detection of ovarian cancer

Ovarian cancer is characterized by vague, non-specific symptoms, advanced stage at diagnosis and poor overall survival. A nested case control study was undertaken on stored serial serum samples from women who developed ovarian cancer and healthy controls (matched for serum processing and storage conditions as well as attributes such as age) in a pilot randomized controlled trial of ovarian cancer screening. The unique feature of this study is that the women were screened for up to 7 years. The serum samples underwent prefractionation using a reversed-phase batch extraction protocol prior to MALDI-TOF MS data acquisition. Our exploratory analysis shows that combining a single MS peak with CA125 allows statistically significant discrimination at the 5% level between cases and controls up to 12 months in advance of the original diagnosis of ovarian cancer. Such combinations work much better than a single peak or CA125 alone. This paper demonstrates that mass spectra from the low molecular weight serum proteome carry information useful for early detection of ovarian cancer. The next step is to identify the specific biomarkers that make early detection possible.

Early detection of ovarian cancer in samples pre-diagnosis using CA125 and MALDI-MS peaks

Aim: A nested case-control discovery study was undertaken 10 test whether information within the serum peptidome can improve on the utility of CA125 for early ovarian cancer detection. Materials and Methods: High-throughput matrix-assisted laser desorption ionisation mass spectrometry (MALDI-MS) was used to profile 295 serum samples from women pre-dating their ovarian cancer diagnosis and from 585 matched control samples. Classification rules incorporating CA125 and MS peak intensities were tested for discriminating ability. Results: Two peaks were found which in combination with CA125 discriminated cases from controls up to 15 and 11 months before diagnosis, respectively, and earlier than using CA125 alone. One peak was identified as connective tissue-activating peptide III (CTAPIII), whilst the other was putatively identified as platelet factor 4 (PF4). ELISA data supported the down-regulation of PF4 in early cancer cases. Conclusion: Serum peptide information with CA125 improves lead time for early detection of ovarian cancer. The candidate markers are platelet-derived chemokines, suggesting a link between platelet function and tumour development.

AN EXTREMELY LARGE, CAULIFLOWER-TYPE, CUTANEOUS METASTASIS OF OVARIAN-CANCER ASSOCIATED WITH GOOD PROGNOSIS

We report an unusual case of a 37-year-old woman who presented in 1980 with a serous papillary cystadenocarcinoma of the ovary. The patient refused any treatment and the patient was lost to follow-up for 6 years. After this period of time she returned with an extremely large, cutaneous, cauliflower-type of metastasis located in the lower abdominal wall and measuring 20 x 20 cm. She received two courses of chemotherapy treatment consisting of intraperitoneal cisplatin (100 mg/m2) and intravenous epirubicin (50 mg/m2) every 3 weeks. After the second course of chemotherapy she received cobalt radiotherapy (5000 cGy). Subsequently, she received four more courses of chemotherapy with dramatic remission of the cutaneous metastasis. Shortly after chemotherapy, the patient underwent a laparotomy consisting of the resection of the abdominal wall including the cutaneous metastasis completed by total abdominal hysterectomy, bilateral salpingo-oophorectomy, and omentectomy. The patient is well after the surgery and without any evidence of residual disease after 6 years of follow up. This description illustrates a rare example of ovarian cancer with skin metastases and favorable outcome. (C) 1994 Academic Press, Inc.

Epigenetic and expression analysis of TRAIL-R2 and BCL2: on the TRAIL to knowledge of apoptosis in ovarian tumors

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Association among XRCC1, XRCC3, and BLHX gene polymorphisms and chromosome instability in lymphocytes from patients with endometriosis and ovarian cancer

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Melatonin attenuates the TLR4-mediated inflammatory response through MyD88-and TRIF-dependent signaling pathways in an in vivo model of ovarian cancer

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Prevalence of the BRCA1 founder mutation c.5266dupin Brazilian individuals at-risk for the hereditary breast and ovarian cancer syndrome

About 5-10% of breast and ovarian carcinomas are hereditary and most of these result from germline mutations in the BRCA1 and BRCA2 genes. In women of Ashkenazi Jewish ascendance, up to 30% of breast and ovarian carcinomas may be attributable to mutations in these genes, where 3 founder mutations, c.68_69del (185delAG) and c.5266dup (5382insC) in BRCA1 and c.5946del (6174delT) in BRCA2, are commonly encountered. It has been suggested by some authors that screening for founder mutations should be undertaken in all Brazilian women with breast cancer. Thus, the goal of this study was to determine the prevalence of three founder mutations, commonly identified in Ashkenazi individuals in a sample of non-Ashkenazi cancer-affected Brazilian women with clearly defined risk factors for hereditary breast and ovarian cancer (HBOC) syndrome. Among 137 unrelated Brazilian women from HBOC families, the BRCA1c.5266dup mutation was identified in seven individuals (5%). This prevalence is similar to that encountered in non-Ashkenazi HBOC families in other populations. However, among patients with bilateral breast cancer, the frequency of c.5266dup was significantly higher when compared to patients with unilateral breast tumors (12.1% vs 1.2%, p = 0.023). The BRCA1 c.68_69del and BRCA2 c.5946del mutations did not occur in this sample. We conclude that screening non-Ashkenazi breast cancer-affected women from the ethnically heterogeneous Brazilian populations for the BRCA1 c.68_69del and BRCA2 c.5946del is not justified, and that screening for BRCA1c.5266dup should be considered in high risk patients, given its prevalence as a single mutation. In high-risk patients, a negative screening result should always be followed by comprehensive BRCA gene testing. The finding of a significantly higher frequency of BRCA1 c.5266dup in women with bilateral breast cancer, as well as existence of other as yet unidentified founder mutations in this population, should be further assessed in a larger well characterized high-risk cohort.

Development and optimisation of novel 68 Ga-folates - towards early diagnosis of ovarian cancer

Der Folsäure-basierte Radiotracer Etarfolatide (99mTc-EC 20) hat in der Vergangenheit sehr vielversprechende Ergebnisse im Bereich der frühzeitigen Diagnostik von Ovarialkarzinomen gezeigt. Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) erlaubt dabei eine Visualisierung der Krankheit in einem sehr frühen Stadium – ermöglicht wird dies durch Folsäure, welche als Target Vektor dient. Um das erfolgreiche Prinzip der Radiofolate auf die Positronen-Emissionstomographie (PET) zu übertragen, welche eine noch höhere räumliche Auflösung ermöglicht, wurden in den letzten fünf Jahren bereits 18F-folate entwickelt. Deren hepatobiliären Exkretionsmuster, verursacht durch die relativ hohe Lipophilie der Strukturen, entsprachen jedoch nicht den Anforderungen. Eine optimierte Bioverteilung der Tracer in vivo kann durch eine generelle Erhöhung der Polarität erfolgen. Die Kombination aus einem polaren 68Ga-Komplex mit Folsäure als Target Vektor stellte den Fokus dieses Projektes dar. Ziel war die Entwicklung eines Radiofolates mit der Tendenz einer raschen renalen Ausscheidung und verringerter hepatobiliärer Anreicherung. Dazu wurde Folsäure regiospezifisch über ihre y-Säure an verschiedene bifunktionelle Chelatoren (BFCs) gekoppelt. Vier verschiedene Reaktionstypen wurden gewählt und durchgeführt: Cu-katalysierte sowie Cu-freie Click Reaktion, Amindbindung und Thioharnstoff Bildung. Es wurden sechs verschiedene Derivate erhalten und mit 68Ga radiomarkiert.

Stromal cell-associated expression of kallikrein-related peptidase 6 (KLK6) indicates poor prognosis of ovarian cancer patients

Several members of the human kallikrein-related peptidase family, including KLK6, are up-regulated in ovarian cancer. High KLK6 mRNA or protein expression, measured by quantitative polymerase chain reaction and enzyme-linked immunoassay, respectively, was previously found to be associated with a shortened overall and progression-free survival (OS and PFS, respectively). In the present study, we aimed at analyzing KLK6 protein expression in ovarian cancer tissue by immunohistochemistry. Using a newly developed monospecific polyclonal antibody, KLK6 immunoexpression was initially evaluated in normal tissues. We observed strong staining in the brain and moderate staining in the kidney, liver, and ovary, whereas the pancreas and the skeletal muscle were unreactive, which is in line with previously published results. Next, both tumor cell- and stromal cell-associated KLK6 immunoexpression were analyzed in tumor tissue specimens of 118 ovarian cancer patients. In multivariate Cox regression analysis, only stromal cell-associated expression, besides the established clinical parameters FIGO stage and residual tumor mass, was found to be statistically significant for OS and PFS [high vs. low KLK6 expression; hazard ratio (HR), 1.92; p=0.017; HR, 1.80; p=0.042, respectively]. These results indicate that KLK6 expressed by stromal cells may considerably contribute to the aggressiveness of ovarian cancer.