The PD-1/PD-L1 Axis: An Immune-Mediated Mechanism of Chemoresistance in Cancer

The ability of tumour cells to avoid immune destruction (immune escape) and their acquired resistance to anti-cancer drugs constitute important barriers to the successful management of cancer. The interaction between specific molecules on the surface of tumour cells with their corresponding receptors on immune effector cells can result in inhibition of these effector cells, consequently allowing tumour cells to evade the host’s anti-tumour immune response. The interaction of the Programmed Death Ligand 1 (PD-L1) on the surface of tumour cells with the Programmed Death-1 (PD-1) receptor on cytotoxic T lymphocytes leads to inactivation of these immune effectors, and is a specific example of an immune escape mechanism tumour cells use to avoid immune destruction. Clinically, antibodies capable of blocking the PD-1/PD-L1 interaction have demonstrated significant therapeutic benefit, and are currently being used to help bolster patients’ immune response against malignant cells in a variety of cancer types. Here we show that the PD-1/PD-L1 interaction also leads to tumour cell resistance to conventional chemotherapeutic agents. Incubation of PD-L1-expressing human and mouse tumour cells with PD-1-expressing Jurkat T cells or purified recombinant PD-1 resulted in tumour cell resistance to doxorubicin and docetaxel. Interference with the PD-1/PD-L1 interaction using blocking anti-PD-1 or anti-PD-L1 antibody or shRNA-mediated gene silencing resulted in attenuation of PD-1/PD-L1-mediated drug resistance. Moreover, inhibition of the PD-1/PD-L1 signalling axis using anti-PD-1 antibody enhanced the effect of doxorubicin chemotherapy to inhibit 4T1 tumour cell metastasis in an in vivo mouse model of mammary carcinoma. These findings indicate that blockade of the PD-1/PD-L1 axis may be a useful approach to immunosensitize and chemosensitize tumours in cancer patients and provide a rationale for the use of anti-PD-1/PD-L1 antibodies as adjuvants to chemotherapy.

Comparisons between different polychemotherapy regimens for early breast cancer: meta-analyses of long-term outcome among 100,000 women in 123 randomised trials

Background Moderate di?erences in e?cacy between adjuvant chemotherapy regimens for breast cancer are plausible, and could a? ect treatment choices. We sought any such di?erences.

Methods We undertook individual-patient-data meta-analyses of the randomised trials comparing: any taxane-plusanthracycline-based regimen versus the same, or more, non-taxane chemotherapy (n=44 000); one anthracyclinebased regimen versus another (n=7000) or versus cyclo phosphamide, methotrexate, and ?uorouracil (CMF; n=18 000); and polychemotherapy versus no chemotherapy (n=32 000). The scheduled dosages of these three drugs and of the anthracyclines doxorubicin (A) and epirubicin (E) were used to de? ne standard CMF, standard 4AC, and CAF and CEF. Log-rank breast cancer mortality rate ratios (RRs) are reported.

Findings In trials adding four separate cycles of a taxane to a ?xed anthracycline-based control regimen, extending treatment duration, breast cancer mortality was reduced (RR 0·86, SE 0·04, two-sided signi?cance [2p]=0·0005). In trials with four such extra cycles of a taxane counterbalanced in controls by extra cycles of other cytotoxic drugs, roughly doubling non-taxane dosage, there was no signi?cant di?erence (RR 0·94, SE 0·06, 2p=0·33). Trials with CMF-treated controls showed that standard 4AC and standard CMF were equivalent (RR 0·98, SE 0·05, 2p=0·67), but that anthracycline-based regimens with substantially higher cumulative dosage than standard 4AC (eg, CAF or CEF) were superior to standard CMF (RR 0·78, SE 0·06, 2p=0·0004). Trials versus no chemotherapy also suggested greater mortality reductions with CAF (RR 0·64, SE 0·09, 2p<0·0001) than with standard 4AC (RR 0·78, SE 0·09, 2p=0·01) or
standard CMF (RR 0·76, SE 0·05, 2p<0·0001). In all meta-analyses involving taxane-based or anthracycline-based regimens, proportional risk reductions were little a? ected by age, nodal status, tumour diameter or di?erentiation (moderate or poor; few were well di?erentiated), oestrogen receptor status, or tamoxifen use. Hence, largely independently of age (up to at least 70 years) or the tumour characteristics currently available to us for the patients selected to be in these trials, some taxane-plus-anthracycline-based or higher-cumulative-dosage anthracycline-based regimens (not requiring stem cells) reduced breast cancer mortality by, on average, about one-third. 10-year overall mortality di?erences paralleled breast cancer mortality di?erences, despite taxane, anthracycline, and other toxicities.

Interpretation 10-year gains from a one-third breast cancer mortality reduction depend on absolute risks without chemotherapy (which, for oestrogen-receptor-positive disease, are the risks remaining with appropriate endocrine therapy). Low absolute risk implies low absolute bene?t, but information was lacking about tumour gene expression markers or quantitative immunohistochemistry that might help to predict risk, chemosensitivity, or both.

Local recurrence in patients with large and locally advanced breast cancer treated with primary chemotherapy

Background: Primary chemotherapy is being given in the treatment of large and locally advanced breast cancers, but a major concern is local relapse after therapy. This paper has examined patients treated with primary chemotherapy and surgery (either breast-conserving surgery or mastectomy) and has examined the role of factors which may indicate those patients who are subsequently more likely to experience local recurrence of,disease.

Methods: A consecutive series of 173 women, with data available for 166 of these, presenting with large and locally advanced breast cancer (T2 >4 cm, T3, T4, or N2) were treated with primary chemotherapy comprising cyclophosphamide, vincristine, doxorubicin, and prednisolone and then surgery (either conservation or mastectomy with axillary surgery) followed by radiotherapy were examined.

Results: The clinical response rate of these patients was 75% (21% complete and 54% partial), with a complete pathological response rate of 15%. A total of 10 patients (6%) experienced local disease relapse, and the median time to relapse was 14 months (ranging from 3 to 40). The median survival in this group was 27 months (ranging from 13 to 78). In patients having breast conservation surgery, local recurrence occurred in 2%, and in those undergoing mastectomy 7% experience local relapse of disease. Factors predicting patients most likely to experience local recurrence were poor clinical response and residual axillary nodal disease after chemotherapy.

Conclusions: Excellent local control of disease can be achieved in patients with large and locally advanced breast cancers using a combination of primary chemotherapy, surgery and radiotherapy. However, the presence of residual tumor in the axillary lymph nodes after chemotherapy is a predictor of local recurrence and patients with a better clinical response were also less likely to experience local disease recurrence. The size and degree of pathological response did not predict patients most likely to experience recurrence of disease. (C) 2003 Excerpta Medica, Inc. All rights reserved.

Freehand core biopsy in breast cancer: an accurate predictor of tumour grade following neoadjuvant chemotherapy?

Core biopsy is an increasingly used technique in the pre-operative diagnosis of breast carcinoma, as it provides useful prognostic information with respect to tumour type and grade. Neoadjuvant chemotherapy is being used in the treatment of large and locally advanced breast cancers but little is known regarding the correlation between tumour histology on pre-treatment core biopsy and that in residual tumour following primary chemotherapy and surgery. This study aimed to evaluate the accuracy of core biopsy in predicting these features in patients treated with primary chemotherapy. One hundred and thirty-three patients with carcinoma of the breast diagnosed on clinical, radiological and cytological examination underwent core biopsy, followed by primary chemotherapy (with cyclophosphamide, vincristine, doxorubicin and prednisolone) and surgery. The false-negative rate for pre-treatment core biopsy was 14%, with 91% agreement between the grade demonstrated on core biopsy and that in the residual tumour following completion of chemotherapy. Tumour type in the residual post-chemotherapy tumour was predicted by core biopsy in 84%. This study suggests that pre-treatment core biopsy histology accurately predicts residual tumour histology following primary chemotherapy and surgery in patients with breast cancer. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Genome-wide characterization reveals complex interplay between TP53 and TP63 in response to genotoxic stress

In response to genotoxic stress the TP53 tumour suppressor activates target gene expression to induce cell cycle arrest or apoptosis depending on the extent of DNA damage. These canonical activities can be repressed by TP63 in normal stratifying epithelia to maintain proliferative capacity or drive proliferation of squamous cell carcinomas, where TP63 is frequently overexpressed/amplified. Here we use ChIP-sequencing, integrated with microarray analysis, to define the genome-wide interplay between TP53 and TP63 in response to genotoxic stress in normal cells. We reveal that TP53 and TP63 bind to overlapping, but distinct cistromes of sites through utilization of distinctive consensus motifs and that TP53 is constitutively bound to a number of sites. We demonstrate that cisplatin and adriamycin elicit distinct effects on TP53 and TP63 binding events, through which TP53 can induce or repress transcription of an extensive network of genes by direct binding and/or modulation of TP63 activity. Collectively, this results in a global TP53-dependent repression of cell cycle progression, mitosis and DNA damage repair concomitant with activation of anti-proliferative and pro-apoptotic canonical target genes. Further analyses reveal that in the absence of genotoxic stress TP63 plays an important role in maintaining expression of DNA repair genes, loss of which results in defective repair.

Achieving optimal dose intensity with adjuvant chemotherapy in elderly breast cancer patients:A 10-year retrospective study in a UK institution

The study was to determine if breast cancer patients aged 65 and above could be given adjuvant chemotherapy safely while achieving an acceptable relative dose intensity of at least 85%. We identified all patients aged 65 and over who received adjuvant chemotherapy over the 10 year period, November 1999 to October 2009, and determined the proportion that achieved a relative dose intensity of at least 85% as well as the tolerability of their treatment. A total of 101 patients were identified, with a median age of 69 years (range 65-78).Of these, 25.7% of patients had at least one major comorbidity, 84.2% had a tumor size of 5 cm or less, 73.3% were node positive and 58.4% were hormone receptor positive. The chemotherapy regimens used were AC (Doxorubicin and Cyclophosphamide), FEC (Fluorouracil, Epirubicin, and Cyclophosphamide), CMF (Cyclophosphamide, Methotrexate, and Fluorouracil) and ECMF (Epirubicin followed by CMF). Seventy-nine patients (78.2%) achieved the relative dose intensity of at least 85%. With respect to toxicity, 11.9% of patients developed febrile neutropenia and 23.8% of patients required hospital admission during the treatment period, but there were no treatment-related deaths in the group. A significant proportion of patients aged 65 and above achieved the intended dose intensity of at least 85% over this 10-year period, with manageable toxicity levels. This supports the use of these regimens as adjuvant chemotherapy for breast cancer in this age group. © 2011 Wiley Periodicals, Inc.

Evaluation of the matabolic response of osteosarcoma cells to conventional and new anticancer drugs by NMR metabolomics

The main scope of this work was to evaluate the metabolic effects of anticancer agents (three conventional and one new) in osteosarcoma (OS) cells and osteoblasts, by measuring alterations in the metabolic profile of cells by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy metabolomics. Chapter 1 gives a theoretical framework of this work, beginning with the main metabolic characteristics that globally describe cancer as well as the families and mechanisms of action of drugs used in chemotherapy. The drugs used nowadays to treat OS are also presented, together with the Palladium(II) complex with spermine, Pd2Spm, potentially active against cancer. Then, the global strategy for cell metabolomics is explained and the state of the art of metabolomic studies that analyze the effect of anticancer agents in cells is presented. In Chapter 2, the fundamentals of the analytical techniques used in this work, namely for biological assays, NMR spectroscopy and multivariate and statistical analysis of the results are described. A detailed description of the experimental procedures adopted throughout this work is given in Chapter 3. The biological and analytical reproducibility of the metabolic profile of MG-63 cells by high resolution magic angle spinning (HRMAS) NMR is evaluated in Chapter 4. The metabolic impact of several factors (cellular integrity, spinning rate, temperature, time and acquisition parameters) on the 1H HRMAS NMR spectral profile and quality is analysed, enabling the definition of the best acquisition parameters for further experiments. The metabolic consequences of increasing number of passages in MG-63 cells as well as the duration of storage are also investigated. Chapter 5 describes the metabolic impact of drugs conventionally used in OS chemotherapy, through NMR metabolomics studies of lysed cells and aqueous extracts analysis. The results show that MG-63 cells treated with cisplatin (cDDP) undergo a strong up-regulation of lipid contents, alterations in phospholipid constituents (choline compounds) and biomarkers of DNA degradation, all associated with cell death by apoptosis. Cells exposed to doxorubicin (DOX) or methotrexate (MTX) showed much slighter metabolic changes, without any relevant alteration in lipid contents. However, metabolic changes associated with altered Krebs cycle, oxidative stress and nucleotides metabolism were detected and were tentatively interpreted at the light of the known mechanisms of action of these drugs. The metabolic impact of the exposure of MG-63 cells and osteoblasts to cDDP and the Pd2Spm complex is described in Chapter 6. Results show that, despite the ability of the two agents to bind DNA, the metabolic consequences that arise from exposure to them are distinct, namely in what concerns to variation in lipid contents (absent for Pd2Spm). Apoptosis detection assays showed that, differently from what was seen for MG-63 cells treated with cDDP, the decreased number of living cells upon exposure to Pd2Spm was not due to cell death by apoptosis or necrosis. Moreover, the latter agent induces more marked alterations in osteoblasts than in cancer cells, while the opposite seemed to occur upon cDDP exposure. Nevertheless, the results from MG-63 cells exposure to combination regimens with cDDP- or Pd2Spm-based cocktails, described in Chapter 7, revealed that, in combination, the two agents induce similar metabolic responses, arising from synergy mechanisms between the tested drugs. Finally, the main conclusions of this thesis are summarized in Chapter 8, and future perspectives in the light of this work are presented.

MicroRNA-34 induces cardiomyocyte apoptosis and accounts for the anti-apoptotic effect of Tanshinone IIA in myocardial infarction

MicroARN (miARN) ont récemment émergé comme un acteur central du gène réseau de régulation impliqués dans la prise du destin cellulaire. L'apoptose, un actif processus, par lequel des cellules déclenchent leur auto-destruction en réponse à un signal, peut être contrôlé par les miARN. Il a également été impliqué dans une variété de maladies humaines, comme les maladies du cœur, et a été pensé comme une cible pour le traitement de la maladie. Tanshinone IIA (TIIA), un monomère de phenanthrenequinones utilisé pour traiter maladies cardiovasculaires, est connu pour exercer des effets cardioprotecteurs de l'infarctus du myocarde en ciblant l'apoptose par le renforcement de Bcl-2 expression. Pour explorer les liens potentiels entre le miARN et l'action anti-apoptotique de TIIA, nous étudié l'implication possible des miARN. Nous avons constaté que l'expression de tous les trois membres de la famille miR-34, miR-34a, miR-34b et miR-34c ont été fortement régulée à la hausse après l'exposition soit à la doxorubicine, un agent endommageant l'ADN ou de pro-oxydant H2O2 pendant 24 heures. Cette régulation à la hausse causé significativement la mort cellulaire par apoptose, comme déterminé par fragmentation de l'ADN, et les effets ont été renversés par les ARNs antisens de ces miARN. Le prétraitement des cellules avec TIIA avant l'incubation avec la doxorubicine ou H2O2 a empêché surexpression de miR-34 et a réduit des apoptose. Nous avons ensuite établi BCL2L2, API5 et TCL1, en plus de BCL2, comme les gènes nouveaux cibles pour miR-34. Nous avons également élucidé que la répression des ces gènes par MiR-34 explique l'effet proapoptotique dans les cardiomyocytes. Ce que la régulation positive de ces gènes par TIIA realisée par la répression de l'expression de miR-34 est probable le mécanisme moléculaire de son effet bénéfique contre ischémique lésions cardiaques.

Les répercussions de l’insuffisance rénale chronique sur le transport des médicaments

L’insuffisance rénale chronique (IRC) affecte 13 % de la population américaine et son incidence ne cesse d’augmenter. Malgré un ajustement des doses de médicaments administrés en fonction du taux de filtration glomérulaire du patient urémique, près de 40 % des patients reçoivent une dose trop élevée en raison de modifications de l’élimination extrarénale des médicaments chez ces patients. Il est connu que l’IRC affecte l’élimination métabolique des médicaments par les cytochromes P450 et les enzymes de biotransformation de phase II. Nous avons aussi démontré, chez le rat, que l’IRC affecte l’expression et l’activité de transporteurs de médicaments intestinaux entraînant une augmentation de la biodisponibilité de certains médicaments. On retrouve des transporteurs de médicaments dans de nombreux organes comme le foie, les reins et la barrière hématoencéphalique (BHE) où ils jouent des rôles importants dans les éliminations biliaire et rénale et la pénétration des médicaments au cerveau. Le but de ce travail était de mesurer, chez des rats néphrectomisés, les impacts de l’IRC sur l’expression protéique et génique et l’activité des transporteurs de médicaments hépatiques, rénaux et cérébraux. Les transporteurs étudiés sont de la famille des transporteurs ABC (P-glycoprotéine, multidrug-resistance related protein, breast cancer resistance protein) ou des solute carriers (organic anion transporter, organic anion transporting protein). Aussi, une étude réalisée chez l’humain visait à évaluer la pharmacocinétique de deux médicaments : la fexofénadine, un médicament majoritairement transporté, et le midazolam, un substrat du cytochrome P450 3A4, chez des sujets dialysés. Nos résultats montrent que, chez le rat, l’IRC entraîne des modulations de l’expression des transporteurs d’influx et d’efflux hépatiques pouvant entraîner des diminutions du métabolisme hépatique et de l’excrétion biliaire des médicaments. Dans le rein, nous avons démontré des modulations de l’expression des transporteurs de médicaments. Nous avons aussi démontré que l’IRC diminue l’élimination urinaire de la rhodamine 123 et favorise l’accumulation intrarénale de médicaments transportés comme la benzylpénicilline et la digoxine. À la BHE, nous avons démontré des diminutions de l’expression des transporteurs de médicaments. Toutefois, nous n’avons pas observé d’accumulation intracérébrale de trois substrats utilisés (digoxine, doxorubicine et vérapamil) et même une diminution de l’accumulation intracérébrale de la benzylpénicilline. Il semble donc que, malgré les modulations de l’expression des différents transporteurs de médicaments, l’intégrité et la fonction de la BHE soient conservées en IRC. Chez l’humain, nous avons démontré une augmentation de la surface sous la courbe de la fexofénadine chez les sujets dialysés, comparativement aux témoins, suggérant une altération des mécanismes de transport des médicaments chez ces patients. Nous n’avons, toutefois, pas observé de modification de la pharmacocinétique du midazolam chez les patients dialysés, suggérant une activité métabolique normale chez ces patients. Un ou des facteurs s’accumulant dans le sérum des sujets urémiques semblent responsables des modulations de l’expression et de l’activité des transporteurs de médicaments observées chez le rat et l’humain. Ces travaux mettent en évidence une nouvelle problématique chez les sujets urémiques. Nous devons maintenant identifier les mécanismes impliqués afin d’éventuellement développer des stratégies pour prévenir la toxicité et la morbidité chez ces patients.

Novel non phospholipid liposomes with high sterol content : development and characterization

Les liposomes sont des nanovecteurs polyvalents et prometteurs quant à leur utilisation dans plusieurs domaines. Il y a une décennie, un nouveau type de liposome constitué d’amphiphiles monoalkylés et de stérols est né fortuitement dans notre groupe. Ils sont nommés Stérosomes puisqu’ils contiennent une grande proportion de stérols, entre 50 et 70 mol %. Les objectifs de cette thèse sont de développer de nouvelles formulations de Stérosomes ayant des caractéristiques spécifiques et d’acquérir une compréhension plus profonde des règles physicochimiques qui dictent leur comportement de phase. Nous avons spécifiquement examiné le rôle de motifs moléculaires des stérols, de la charge interfaciale et de la capacité à former des liaisons H dans les interactions intermoléculaires menant à l’autoassemblage. Le comportement de phase a été caractérisé par calorimétrie différentielle à balayage (DSC), par spectroscopie infrarouge (IR) et par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du deutérium (²H NMR). Premièrement, nous avons établi certaines corrélations entre la structure des stérols, leur tendance à former des bicouches fluides en présence d'amphiphile monoalkylé et la perméabilité des grandes vésicules unilamellaires (LUV) formées. La nature des stérols module les propriétés de mélange avec de l’acide palmitique (PA). Les stérols portant une chaîne volumineuse en position C17 sont moins aptes à induire des bicouches fluides que ceux qui ont une chaîne plus simple, comme celle du cholestérol. Un grand ordre de la chaîne alkyle de PA est un effet commun à tous les stérols investigués. Il a été démontré que la perméabilité des LUV peut être contrôlée en utilisant des stérols différents. Cependant, ces stérols n’ont aucun impact significatif sur la sensibilité des Stérosomes au pH. Afin de créer des liposomes qui sont sensibles au pH et qui ont une charge positive à la surface, des Stérosomes composés de stéarylamine et de cholestérol (Chol) ont été conçus et caractérisés. Il a été conclu que l’état de protonation de l’amine, dans ce travail, ou du groupe carboxylique, dans un travail précédent, confère une sensibilité au pH et détermine la charge à la surface du liposome. Les premiers Stérosomes complètement neutres ont été fabriqués en utilisant un réseau de fortes liaisons H intermoléculaires. Le groupe sulfoxyde est capable de former de fortes liaisons H avec le cholestérol et les molécules d’eau. Une bicouche fluide métastable a été obtenue, à la température de la pièce, à partir d'un mélange équimolaire d’octadécyl méthyl sulfoxyde (OMSO) et de Chol. Ce comportement distinct a permis d’extruder le mélange pour former des LUV à la température de la pièce. Après 30 h, le temps de vie de la phase métastable, des Stérosomes stables et imperméables existaient toujours sous une forme solide. Un diagramme de température-composition a été proposé afin de résumer le comportement de phase des mélanges d’OMSO/Chol. Finalement, nous avons élaboré des Stérosomes furtifs en incorporant du polyéthylène glycol (PEG) avec une ancre de cholestérol (PEG-Chol) à l’interface de Stérosomes de PA/Chol. Jusqu’à 20 mol % de PEG-Chol peut être introduit sans perturber la structure de la bicouche. La présence du PEG-Chol n’a aucun impact significatif sur la perméabilité de la LUV. L'encapsulation active de la doxorubicine, un médicament contre le cancer, a été réalisée malgré la faible perméabilité de ces LUV et la présence du PEG à l’interface. L’inclusion de PEG a modifié considérablement les propriétés de l’interface et a diminué la libération induite par la variation de pH observée avec des LUV nues de PA/Chol. Cette formulation inédite est potentiellement utile pour l’administration intraveineuse de médicaments.

L'implication de l'autophagie dans la chimiorésistance du neuroblastome et l'intérêt de son inhibition

Le neuroblastome (NB) est une tumeur fréquente et agressive du jeune enfant. Les tumeurs de haut grade de forme métastatique, généralement développées chez l'enfant de plus de 1 an, sont associées à une importante mortalité malgré un traitement lourd incluant une chimiothérapie à haute dose. La chimiorésistance est donc un problème majeur qui caractérise ces NB de haut grade. Une des hypothèses pour expliquer cette chimiorésistance est celle de l’activation de l’autophagie, un mécanisme auquel recourent les cellules afin de faire face aux situations de stress. D’ailleurs, plusieurs études ont démontré que l'autophagie était activée à la suite des thérapies anticancéreuses. Son inhibition pourrait donc représenter une stratégie thérapeutique très intéressante pour le traitement de cancers. Le but de ce projet de recherche a été de mettre en évidence l'importance de l'autophagie dans les cellules du NB ainsi que l'effet de son inhibition sur la sensibilité des cellules du NB à la chimiothérapie conventionnelle. La présence d'autophagie dans les cellules de NB et sa valeur pronostic ont été évaluées par une étude immunohistochimique et par western blot sur 184 tumeurs patient. Ensuite, dans le but de déterminer l'effet de la chimiothérapie conventionnelle sur le niveau d'autophagie, des études in vitro sur 6 lignées cellulaires ont été effectuées utilisant des tests de mesure d'autophagie (MDC, monodanylcadaverine), de viabilité cellulaire (MTT) et de western blot. Celles ci ont été suivies par des tests d'inhibition de l'autophagie par deux méthodes: l’inactivation du gène ATG5 par un lentivirus contenant un shRNA ciblant ATG5 ou de l'hydroxychloroquine (HCQ), un inhibiteur pharmacologique de l’autophagie. Cette inhibition a été testée seule ou en combinaison avec une chimiothérapie conventionnelle dans le but de déterminer le rôle de l'autophagie dans la sensibilisation des cellules de NB à la chimiothérapie. Ensuite, l’intérêt de l’inhibition de l’autophagie a été évalué sur des modèles murins. Enfin, le niveau d'autophagie a été testé dans des cellules souches de NB. Notre étude a démonté que l'autophagie est présente à un niveau basal dans une majorité des NB mais qu'elle ne représentait pas un facteur pronostic dans ce type de tumeur. Les différentes chimiothérapies testées induisent une augmentation de l'autophagie dans les cellules du NB. Les deux tests d'inhibition ont démontré in vitro que l'autophagie participe à la résistance des cellules aux traitements chimiothérapeutiques classiques du NB. Le blocage de l’autophagie in vivo augmente l’efficacité de la chimiothérapie, cependant certaines données associées au traitement par HCQ devront être complétées. Cette étude démontre que l'inhibition de l'autophagie en combinaison avec la chimiothérapie classique représente une approche thérapeutique prometteuse dans le traitement du NB.

Analyse préliminaire du rôle des "Ubiquitin specific peptidases" et de l'axe USP7-MDM2-TP53-CDKN1A dans les leucémies myéloïdes aiguës

On note un taux élevé de résistance aux traitements dans la leucémie myéloïde aiguë (LMA). Cette résistance peut être associée aux altérations de TP53. Les « ubiquitin specific peptidases » (USP) sont impliquées dans plusieurs cancers mais leurs rôles ne sont pas élucidés dans les LMA. L’analyse de l’expression génique par RT-PCR quantitative de 21 USP et des gènes de l’axe USP7-MDM2-TP53-CDKN1A dans 111 échantillons de LMA a montré une dérégulation de USP44, USP1, USP28 et CDKN1A dans respectivement 72%, 44%, 25% et 42% des cas. CDKN1A, une cible importante de TP53, pourrait avoir un rôle dans la résistance au traitement. Nous avons développé un modèle expérimental pour évaluer la réponse des cellules leucémiques à la doxorubicine et au nutlin 3, un modulateur non génotoxique de TP53, selon l’expression initiale de CDKN1A. Ce travail préliminaire suggère que certains membres de la famille des USP et CDKN1A pourraient représenter de nouvelles cibles thérapeutiques dans les LMA.

Role of E3-ligase parkin in mitochondrial quality control in a cardiotoxicity model to anthracyclines

Dues à leur importance croissante dans la dégénérescence musculaire, les mitochondries sont de plus en plus étudiées en relation à diverses myopathies. Leurs mécanismes de contrôle de qualité sont reconnus pour leur rôle important dans la santé mitochondrial. Dans cette étude, nous tentons de déterminer si le déficit de mitophagie chez les souris déficiente du gène Parkin causera une exacerbation des dysfonctions mitochondriales normalement induite par la doxorubicine. Nous avons analysé l’impact de l’ablation de Parkin en réponse à un traitement à la doxorubicine au niveau du fonctionnement cardiaque, des fonctions mitochondriales et de l’enzymologie mitochondriale. Nos résultats démontrent qu’à l’état basal, l’absence de Parkin n’induit pas de pathologie cardiaque mais est associé à des dysfonctions mitochondriales multiples. La doxorubicine induit des dysfonctions respiratoires, du stress oxydant mitochondrial et une susceptibilité à l’ouverture du pore de transition de perméabilité (PTP). Finalement, contrairement à notre hypothèse, l’absence de Parkin n’accentue pas les dysfonctions mitochondriales induites par la doxorubicine et semble même exercer un effet protecteur.

Exploratory Study on Occupational Health Exposure to Chemical Agents, in a Public Hospital in Valencia, Venezuela. Preliminar Assessment

Descriptive study that identified chemical agents (AQ) use and training on risk management and waste disposal techniques in a public Hospital in Valencia. A questionnaire was answered by 48 workers. Information obtained was: personal data, occupational history, AQ used; knowledge of risk management and waste disposal. There were 16 occupations from 12 “High Risk” areas. “Adult emergency” was the one with more workers (11 individuals), followed by “sterilization” and “clinical laboratory” (7 each) and oncology (5). The remained areas had less than 8.3% workers. The most used anesthetic agents were: Halothane, Enfluorane and Isofluorane 4.17% each and main antineoplastics used were: Doxorubicin 16.67% and Paclitaxel, 5-Fluoracil and Etoposide, 8.33% each. The most mentioned substances were: alcohol (70.8%) and Chlorine (64.6%). None of the answers regarding knowledge of AQ’ risk management and waste disposal was satisfactory. Statistical associations between training and several variables such as age, time in their job and being or not a professional, resulted non-significant. The correlation between training and the knowledge of AQ’s management was significant (p < 0.001). Participants showed that their knowledge about chemical occupational risk factors they are exposed to is still insufficient. Therefore, this theme should be included in graduate course curricula. These results provide important data and will serve as a pilot research for the follow up Phase II study that will include clinical aspects and environmental and biological monitoring.

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.