Mutations du gène HFE dans le cancer épithélial de l'ovaire

Le cancer épithélial de l’ovaire est le cancer gynécologique le plus agressif avec le plus haut taux de mortalité. La croissance des cellules cancéreuses de l’ovaire est limitée par les nutriments de l’environnement, le fer étant un des éléments indispensables à leur prolifération. L’hémochromatose héréditaire est une maladie associée à une accumulation corporelle de fer. Cette maladie est liée à deux mutations majeures du gène HFE soit H63D et C282Y. Étant donnée l’influence de la protéine HFE sur l’entrée du fer dans la cellule, des mutations du gène HFE pourraient être associées à une croissance rapide des cellules cancéreuses. Des études de génotypage du gène HFE effectuées chez 526 patientes avec cancer épithélial de l’ovaire, ont révélées une fréquence allélique de la mutation C282Y significativement plus élevées chez les patientes avec tumeur ovarienne comparativement aux patientes du groupe contrôle (5.9% versus 1.3%, p = 0.02). De plus, le taux de survie des patientes avec mutations C282Y et tumeur ovarienne de G3, après 2 ans, est faible (20%) lorsque comparé à celui des patientes sans mutations (60%, p = 0.005). Une analyse de régression multivariée de Cox a démontrée un risque relatif de 3.1, suggérant que les patientes avec mutations C282Y ont 3 fois plus de chance d’avoir une faible survie (p=0.001). Également, des études de corrélation ont démontrées que les niveaux de ferritine du sérum étaient plus élevés chez les patientes avec grade avancé du cancer épithélial de l’ovaire (r = 0.445 et p= 0.00001), suggérant que ce paramètre pourrait servir comme marqueur tumoral. Afin de comprendre ces résultats, nous avons tout d’abord étudiés l’influence des mutations HFE sur les cellules cancéreuses. Pour ce faire, la lignée du cancer de l’ovaire TOV-112D, homozygote pour la mutation C282Y, a été transfectée avec les vecteurs HFEwt et HFEC282Y. Bien qu’aucune différence significative n’ait été trouvée en termes de TfR totaux, des analyses par FACS ont démontrées un phénotype de déficience de fer pour les clones stables HFEwt. In vitro, la restauration de la protéine HFE, dans la lignée TOV-112D du cancer de l’ovaire, n’influence pas la croissance cellulaire. Ensuite, nous avons étudiés l’influence des niveaux de fer sur la progression tumorale. Une expérience in vivo préliminaire a démontré une tendance à un volume tumoral supérieur dans un modèle de souris de surcharge de fer,HfeRag1-/-. De plus, les souris HfeRag1-/-, injectées avec la lignée du cancer de l’ovaire TOV-21G, ont montrées des niveaux significativement plus faibles de fer sérique comparativement à leur contrôle (fer sérique 40±7μM versus 27±6μM, p = 0.001). En conclusion, des études supplémentaires sont nécessaires afin de comprendre davantage le rôle des mutations HFE sur la progression tumorale. Notamment, les niveaux élevés de fer pourraient rendre les cellules tumorales résistantes aux traitements ou encore, augmenter la toxicité et ainsi, contribuer à un mauvais prognostique.

Réparation par excision de nucléotides spécifique au cycle cellulaire : implications pour la résistance à la chimiothérapie dans le cancer de l'ovaire humain

Le cancer de l’ovaire est un cancer ayant un taux de décès particulièrement élevé. Les patientes répondent habituellement bien aux traitements chimiothérapeutiques mais la majorité connaîtront une rechute. Plusieurs mécanismes ont été identifiés comme partiellement responsables du développement de la résistance clinique à la chimiothérapie, dont la réparation plus efficace de l’ADN par la réparation par excision de nucléotides (NER). L'un des agents communément utilisés pour traiter ce cancer est le cisplatine, qui induit des dommages à l'ADN réparés par le NER. Une étude précédente de notre laboratoire a démontré qu'une déficience uniquement en phase S de la réparation par le NER peut se produire. Cette déficience est aussi dépendante de la kinase ATR. Nous avons choisi de déterminer si cette déficience est présente dans certains cas de cancer de l’ovaire et si cette déficience joue un rôle sur la résistance à la chimiothérapie. Nos objectifs sont donc : (i) vérifier la présence de cette déficience dans diverses lignées isolées du cancer de l’ovaire ; (ii) vérifier si le traitement chimiothérapeutique par des agents à base de platine peut favoriser la survie de cellules ayant une meilleure capacité de réparation par le NER; (iii) mesurer la sensibilité de ces lignées au cisplatine et vérifier si ceci corrèle avec leur capacité de réparation par le NER en phase S; (iv) déterminer si cette déficience est causée par la kinase ATR dans ces lignées. Nous avons déterminé qu’une déficience importante de la réparation par le GG-NER en phase S est présente dans de nombreuses lignées. De plus, des lignées isolées d’une même patiente pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie montrent une augmentation significative de leur capacité de réparation par le GG-NER en phase S, suggérant un rôle de ce processus dans la résistance à la chimiothérapie. Nous avons aussi démontré qu’il y a une corrélation entre la capacité de réparation en phase S par le GG-NER et la sensibilité des lignées au cisplatine. Toutefois, nos résultats suggèrent que cette déficience n’est pas causée par ATR dans ces lignées puisque la phosphorylation de H2AX en réponse aux UV est similaire dans toutes les lignées. En plus d’un important apport fondamental, cette étude permettra d’étudier un potentiel mécanisme de résistance aux traitements chimiothérapeutiques dans le cancer de l’ovaire humain.

Étude de Necdin par un modèle de carcinogénèse lié à l’antigène grand T du Virus du polyome

Les virus sont utilisés depuis longtemps dans la recherche sur le cancer et ont grandement contribué à l’avancement des connaissances de même qu’à l’établissement de préceptes importants encore valables aujourd’hui dans le domaine. L’un des défis actuels est de mieux définir les étapes menant à la transition d’une cellule normale à une cellule transformée et c’est sur cette problématique que nous nous sommes penchés. Pour ce faire, nous avons tiré profit de l’utilisation de l’antigène grand-T du virus de polyome (PyLT), un virus capable d’induire des tumeurs chez les rongeurs. Cet oncogène viral à lui seul possède des propriétés intéressantes qui suggèrent que, en plus de l’immortalisation, il peut également contribuer aux événements précoces de la carcinogénèse. Ceci repose principalement sur la capacité de PyLT à induire des tumeurs en souris transgéniques et ce, avec une certaine latence ce qui suggère que des événements supplémentaires sont nécessaires. Ainsi, l’utilisation de PyLT dans un modèle de culture cellulaire permet de disséquer les changements qui lui sont attribuables. Dans un premier temps, l’établissement du profil d'expression génique associé à l'expression de PyLT dans un modèle murin nous a permis de sélectionner un bon nombre de gènes, parmi lesquels figurait Necdin. Nous avons choisi d’étudier Necdin plus en détail puisque peu d’attention était accordée à cette protéine dans le domaine du cancer, malgré que différentes données de la littérature lui suggèrent à la fois des fonctions suppresseurs de tumeur et oncogéniques. Nous avons démontré que, malgré sa fonction proposée de suppresseur de croissance, l’expression de Necdin n’est pas incompatible avec la prolifération dans la lignée cellulaire de souris NIH 3T3 et les cellules primaires humaines (IMR90), bien que l’inhibition de son expression par shARN confère un avantage prolifératif. Nous avons confirmé que Necdin est un gène cible de p53 induit par différents agents génotoxiques, toutefois son expression peut également être régulée de façon p53-indépendante. De plus, Necdin agit négativement sur l’arrêt du cycle cellulaire en réponse à l’activation de p53. Ceci suggère que Necdin est impliqué dans une boucle de régulation négative de la voie de p53 et que l’augmentation anormale de l’expression de Necdin pourrait contribuer à la perturbation la voie du suppresseur de tumeur p53. L’activation de p53 permet l’arrêt transitoire du cycle cellulaire en condition de stress, mais est aussi impliquée dans l’établissement d’un arrêt permanent nommé sénescence. La sénescence est un mécanisme de protection contre l’accumulation de mutations qui peut contribuer à l’initiation du cancer. Vu l’intéressante implication de Necdin dans la régulation de l’activité de p53, nous avons transposé les connaissances acquises du modèle murin à un modèle humain, plus adapté pour l’étude de la sénescence. La caractérisation de l’expression de Necdin dans des fibroblastes primaires humains à différents passages montre que les jeunes cellules en prolifération active expriment Necdin et que son niveau diminue avec l’établissement de la sénescence réplicative. Le même phénomène est observé lors de la sénescence prématurée provoquée par l’expression d’un oncogène et par l’exposition aux radiations ionisantes. De plus, dans des conditions normales de prolifération, la modulation de Necdin par des essais de gain et de perte de fonction n’affecte pas la durée de vie des cellules primaires. Toutefois, en condition de stress génotoxique dû à l’exposition aux irradiations, les cellules surexprimant Necdin présentent une radiorésistance accrue de la même façon que lorsque p53 est inactivé directement. Ce résultat en cellules humaines vient appuyer l’effet observé dans les cellules de souris sur l’impact qu’aura le niveau de Necdin sur la réponse de p53 en condition de stress. Un bref survol a été fait pour aborder de quelle façon nos résultats en culture cellulaire pouvaient se traduire dans des modèles de cancer chez l’humain. Nous avons caractérisé l’expression de Necdin dans deux types différents de cancer. D’abord, dans le cancer de l’ovaire, le niveau élevé de Necdin dans les tumeurs à faible potentiel de malignité (LMP) en comparaison aux cancers agressifs de l’ovaire de type séreux suggère que l’expression de Necdin se limite aux cellules de cancer LMP, qui présente généralement un p53 de type sauvage. Son expression est aussi retrouvée dans deux lignées cellulaires du cancer de l’ovaire non-tumorigéniques en xénogreffe de souris, dont l’une possède un p53 fonctionnel. De plus, la caractérisation de Necdin dans les lignées cellulaires du cancer de la prostate suggère une relation entre son expression et la présence de p53 fonctionnel. Dans le cancer de la prostate, tout comme pour le cancer de l’ovaire, Necdin semble être présent dans les lignées représentant un stade moins avancé de la maladie. L’utilisation de l’oncoprotéine virale PyLT nous a permis de révéler des propriétés intéressantes de Necdin. Nous proposons que dans certains contextes, l’expression constitutive de Necdin pourrait contribuer au cancer en retardant une réponse par p53 appropriée et possiblement en participant à l’augmentation de l’instabilité génomique. La fonction potentiellement oncogénique de Necdin quant à sa relation avec p53 que nous avons révélée requiert davantage d’investigation et les cancers caractérisés ici pourraient constituer de bons modèles à cette fin.

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.

Senescence-associated β-galactosidase activity in the in vitro ovarian stromal fibroblasts

Introduction: A growing biological research field is the cellular senescence, a mechanism that has been associated, under certain circumstances, with malignant transformation. Given the high incidence of ovarian cancer and its main origin from the ovarian surface epithelium, as well as the possibility that an epithelial-mesenchymal transition occurs, we evaluated both the in vitro growth of stromal fibroblasts from the ovarian cortex and their β-galactosidase activity at pH 6, enzyme whose expression is considered as a marker of replicative senescence. Methods: 48 samples of ovarian cortical fibroblasts from donors without a history of cancer were serially cultured until the end of their replicative life. β-galactosidase activity at pH 6 was quantified in each passage by the chemiluminiscent method. As control, we used ovarian epithelial cell cultures from the same donors. The enzyme activity was also evaluated in fibroblasts previously induced to senescence by exposure to hydrogen peroxide. Results: The analysis of the enzyme activity and the replicative capacity taken together showed that the fibroblast cultures reached the senescent state at passages 4-5, as what happened with the control epithelial cells. Fibroblasts induced to senescence showed high variability in the values of enzymatic activity. Conclusions: The similarity between both types of cells in reaching the senescent state deserves to be taken into account in relation to the epithelialmesenchymal transition that has been proposed to explain their behavior in the genesis of cancer arising from ovarian surface epithelium. Low β-galactosidase activity values at pH 6 would suggest possible inactivation of the response pathways to oxidative stress.

Melatonin attenuates Her-2, p38 MAPK, p-AKT, and mTOR levels in ovarian carcinoma of ethanol-preferring rats

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

Genetic engineering and preclinical evaluation of oncolytic herpes simplex viruses retargeted to cancer-specific receptors

Oncolytic virotherapy exploits the ability of viruses to infect and kill cells. It is suitable as treatment for tumors that are not accessible by surgery and/or respond poorly to the current therapeutic approach. HSV is a promising oncolytic agent. It has a large genome size able to accommodate large transgenes and some attenuated oncolytic HSVs (oHSV) are already in clinical trials phase I and II. The aim of this thesis was the generation of HSV-1 retargeted to tumor-specific receptors and detargeted from HSV natural receptors, HVEM and Nectin-1. The retargeting was achieved by inserting a specific single chain antibody (scFv) for the tumor receptor selected inside the HSV glycoprotein gD. In this research three tumor receptors were considered: epidermal growth factor receptor 2 (HER2) overexpressed in 25-30% of breast and ovarian cancers and gliomas, prostate specific membrane antigen (PSMA) expressed in prostate carcinomas and in neovascolature of solid tumors; and epidermal growth factor receptor variant III (EGFRvIII). In vivo studies on HER2 retargeted viruses R-LM113 and R-LM249 have demonstrated their high safety profile. For R-LM249 the antitumor efficacy has been highlighted by target-specific inhibition of the growth of human tumors in models of HER2-positive breast and ovarian cancer in nude mice. In a murine model of HER2-positive glioma in nude mice, R-LM113 was able to significantly increase the survival time of treated mice compared to control. Up to now, PSMA and EGFRvIII viruses (R-LM593 and R-LM613) are only characterized in vitro, confirming the specific retargeting to selected targets. This strategy has proved to be generally applicable to a broad spectrum of receptors for which a single chain antibody is available.

Gonadotropin-releasing hormone type II antagonist induces apoptosis in MCF-7 and triple-negative MDA-MB-231 human breast cancer cells in vitro and in vivo

Triple-negative breast cancer does not express estrogen and progesterone receptors, and no overexpression/amplification of the HER2-neu gene occurs. Therefore, this subtype of breast cancer lacks the benefits of specific therapies that target these receptors. Today chemotherapy is the only systematic therapy for patients with triple-negative breast cancer. About 50% to 64% of human breast cancers express receptors for gonadotropin-releasing hormone (GnRH), which might be used as a target. New targeted therapies are warranted. Recently, we showed that antagonists of gonadotropin-releasing hormone type II (GnRH-II) induce apoptosis in human endometrial and ovarian cancer cells in vitro and in vivo. This was mediated through activation of stress-induced mitogen-activated protein kinases (MAPKs) p38 and c-Jun N-terminal kinase (JNK), followed by activation of proapoptotic protein Bax, loss of mitochondrial membrane potential, and activation of caspase-3. In the present study, we analyzed whether GnRH-II antagonists induce apoptosis in MCF-7 and triple-negative MDA-MB-231 human breast cancer cells that express GnRH receptors. In addition, we ascertained whether knockdown of GnRH-I receptor expression affects GnRH-II antagonist-induced apoptosis and apoptotic signaling.

Analyzing Bivariate Survival Data with Interval Sampling and Application to Cancer Epidemiology

In medical follow-up studies, ordered bivariate survival data are frequently encountered when bivariate failure events are used as the outcomes to identify the progression of a disease. In cancer studies interest could be focused on bivariate failure times, for example, time from birth to cancer onset and time from cancer onset to death. This paper considers a sampling scheme where the first failure event (cancer onset) is identified within a calendar time interval, the time of the initiating event (birth) can be retrospectively confirmed, and the occurrence of the second event (death) is observed sub ject to right censoring. To analyze this type of bivariate failure time data, it is important to recognize the presence of bias arising due to interval sampling. In this paper, nonparametric and semiparametric methods are developed to analyze the bivariate survival data with interval sampling under stationary and semi-stationary conditions. Numerical studies demonstrate the proposed estimating approaches perform well with practical sample sizes in different simulated models. We apply the proposed methods to SEER ovarian cancer registry data for illustration of the methods and theory.

THE ROLE OF PLATELETS IN OVARIAN CARCINOMA

Platelets represent one of the largest storage pools of angiogenic and oncogenic growth factors in the human body. The observation that thrombocytosis (platelet count >450,000/uL) occurs in patients with solid malignancies was made over 100 years ago. However, the clinical and biological implications as well as the underlying mechanism of paraneoplastic thrombocytosis associated with ovarian carcinoma remains unknown and were the focus of the current study. Following IRB approval, patient data were collected on 619 patients from 4 U.S. centers and used to test associations between platelet count at initial diagnosis, clinicopathologic factors, and outcome. In vitro effects of plasma-purified platelets on ovarian cancer cell proliferation, docetaxel-induced apoptosis, and migration were evaluated using BrdU-PI flow cytometric and two-chamber chemotaxis assays. In vivo effects of platelet depletion on tumor growth, proliferation, apoptosis, and angiogenesis were examined using an anti-platelet antibody (anti-mouse glycoprotein 1ba, Emfret) to reduce platelets by 50%. Complete blood counts and number of mature megakaryocytes in the spleen and bone marrow were compared between control mice and ovarian cancer-bearing mice. Plasma levels of key megakaryo- and thrombopoietic factors including thrombopoietin (TPO), IL-1a, IL-3, IL-4, IL-6, IL-11, G-CSF, GM-CSF, stem cell factor, and FLT-3 ligand were assayed in a subset of 150 patients at the time of initial diagnosis with advanced stage, high grade epithelial ovarian cancer using immunobead-based cytokine profiling coupled with the Luminex® xMAP platform. Plasma cytokines significantly associated with thrombocytosis in ovarian cancer patients were subsequently evaluated in mouse models of ovarian cancer using ELISA immunoassays. The results of human and mouse plasma cytokine profiling were used to inform subsequent in vivo studies evaluating the effect of siRNA-induced silencing of select megakaryo- and thrombopoietic cytokines on paraneoplastic thrombocytosis. Thirty-one percent of patients had thrombocytosis at initial diagnosis. Compared to patients with normal platelet counts, women with thrombocytosis were significantly more likely to have advanced stage disease (p<0.001) and poor median progression-free (0.94 vs 1.35 years, p<0.001) and overall survival (2.62 vs 4.65 years, p<0.001). On multivariate analysis, thrombocytosis remained an independent predictor of decreased overall survival. Our analysis revealed that thrombocytosis significantly increases the risk of VTE in ovarian cancer patients and that thrombocytosis is an independent predictor of increased mortality in women who do develop a blood clot. Platelets increased ovarian cancer cell proliferation and migration by 4.1- and 2.8-fold (p<0.01), respectively. Platelets reduced docetaxel-induced apoptosis in ovarian cancer cells by 2-fold (p<0.001). In vivo, platelet depletion reduced tumor growth by 50%. Staining of in vivo specimens revealed decreased tumor cell proliferation (p<0.001) and increased tumor and endothelial cell apoptosis (p<0.01). Platelet depletion also significantly decreased microvessel density and pericyte coverage (p<0.001). Platelet counts increase by 31-130% in mice with invasive ovarian cancer compared to controls (p<0.01) and strongly correlate with mean megakaryocyte counts in the spleen and bone marrow (r=0.95, p<0.05). Plasma levels of TPO, IL-6, and G-CSF were significantly increased in ovarian cancer patients with thrombocytosis. Plasma levels of the same cytokines were found to be significantly elevated in orthotopic mouse models of ovarian cancer, which consistently develop paraneoplastic thromocytosis. Silencing TPO, IL-6, and G-CSF significantly abrogated paraneoplastic thrombocytosis in vivo. This study provides new understanding of the clinical and biological significance of paraneoplastic thrombocytosis in ovarian cancer and uncovers key humoral factors driving this process. Blocking the development of paraneoplastic thrombocytosis and interfering with platelet-cancer cell interactions could represent novel therapeutic strategies.

rIFN-gamma-mediated growth suppression of platinum-sensitive and -resistant ovarian tumor cell lines not dependent upon arginase inhibition.

BACKGROUND: Arginine metabolism in tumor cell lines can be influenced by various cytokines, including recombinant human interferon-gamma (rIFN-gamma), a cytokine that shows promising clinical activity in epithelial ovarian cancer (EOC). METHODS: We examined EOC cell lines for the expression of arginase in an enzymatic assay and for transcripts of arginase I and II, inducible nitric oxide synthase (iNOS), and indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) by reverse transcription-polymerase chain reaction. The effects of rIFN-gamma on arginase activity and on tumor cell growth inhibition were determined by measuring [3H]thymidine uptake. RESULTS: Elevated arginase activity was detected in 5 of 8 tumor cell lines, and analysis at the transcriptional level showed that arginase II was involved but arginase I was not. rIFN-gamma reduced arginase activity in 3 EOC cell lines but increased activity in the 2008 cell line and its platinum-resistant subline, 2008.C13. iNOS transcripts were not detected in rIFN-gamma-treated or untreated cell lines. In contrast, IDO activity was induced or increased by rIFN-gamma. Suppression of arginase activity by rIFN-gamma in certain cell lines suggested that such inhibition might contribute to its antiproliferative effects. However, supplementation of the medium with polyamine pathway products did not interfere with the growth-inhibitory effects of rIFN-gamma EOC cells. CONCLUSIONS: Increased arginase activity, specifically identified with arginase II, is present in most of the tested EOC cell lines. rIFN-gamma inhibits or stimulates arginase activity in certain EOC cell lines, though the decrease in arginase activity does not appear to be associated with the in vitro antiproliferative activity of rIFN-gamma. Since cells within the stroma of EOC tissues could also contribute to arginine metabolism following treatment with rIFN-gamma or rIFN-gamma-inducers, it would be helpful to examine these effects in vivo.

Therapeutic Targeting of ATP7B in Ovarian Carcinoma.

PURPOSE: Resistance to platinum chemotherapy remains a significant problem in ovarian carcinoma. Here, we examined the biological mechanisms and therapeutic potential of targeting a critical platinum resistance gene, ATP7B, using both in vitro and in vivo models. EXPERIMENTAL DESIGN: Expression of ATP7A and ATP7B was examined in ovarian cancer cell lines by real-time reverse transcription-PCR and Western blot analysis. ATP7A and ATP7B gene silencing was achieved with targeted small interfering RNA (siRNA) and its effects on cell viability and DNA adduct formation were examined. For in vivo therapy experiments, siRNA was incorporated into the neutral nanoliposome 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (DOPC). RESULTS: ATP7A and ATP7B genes were expressed at higher levels in platinum-resistant cells compared with sensitive cells; however, only differences in ATP7B reached statistical significance. ATP7A gene silencing had no significant effect on the sensitivity of resistant cells to cisplatin, but ATP7B silencing resulted in 2.5-fold reduction of cisplatin IC(50) levels and increased DNA adduct formation in cisplatin-resistant cells (A2780-CP20 and RMG2). Cisplatin was found to bind to the NH(2)-terminal copper-binding domain of ATP7B, which might be a contributing factor to cisplatin resistance. For in vivo therapy experiments, ATP7B siRNA was incorporated into DOPC and was highly effective in reducing tumor growth in combination with cisplatin (70-88% reduction in both models compared with controls). This reduction in tumor growth was accompanied by reduced proliferation, increased tumor cell apoptosis, and reduced angiogenesis. CONCLUSION: These data provide a new understanding of cisplatin resistance in cancer cells and may have implications for therapeutic reversal of drug resistance.

ATM Signaling to TSC2: Mechanisms and Implications for Cancer Therapy

Ataxia telangiectasia mutated (ATM) is a critical component of the cellular response to DNA damage, where it acts as a damage sensor, and signals to a large network of proteins which execute the important tasks involved in responding to the damage, namely inducing cell cycle checkpoints, inducing DNA repair, modulating transcriptional responses, and regulating cell death pathways if the damage cannot be repaired faithfully. We have now discovered that an additional novel component of this ATM-dependent damage response involves induction of autophagy in response to oxidative stress. In contrast to DNA damage-induced ATM activation however, oxidative stress induced ATM, occurs in the cytoplasm, and does not require nuclear-to-cytoplasmic shuttling of ATM. Using several cell culture systems including MCF7 breast carcinoma cells, SKOV3 ovarian cancer cells, and various lineages of mouse embryonic fibroblasts, we showed that once activated by reactive oxygen species (ROS), ATM signals to mTORC1 to induce autophagy via the LKB1-AMPK-TSC2 pathway. Targeting dysregulation of mTORC1 in Atm-deficient mice, which succumb to lymphomagenesis within 3-4 months of age with daily administration of rapamycin, could significantly extend survival and cause regression of tumors, suggesting that pharmacologically targeting this pathway has therapeutic implications in cancer. We also identified a second contrasting pathway for DNA damage-induced mTORC1 repression which does not require AMPK activation, but does require ATM and TSC2. Several potential mechanisms including mTOR localization and p53-mediated pathways were ruled out however we identified that TSC2 may be an additional cytoplasmic direct ATM substrate that is engaged in response to DNA damage specifically. Lastly, a study was performed to examine whether autophagy induced by ovarian cancer therapeutics (focusing on cisplatin, since paclitaxel does not induce autophagy in the SKOV3 cell line model we used) plays a role in resistance to therapy since autophagy can play both pro-survival mechanisms or be a mechanism of cell death. Using a genetic approach to knock-down Atg5 expression with shRNA in SKOV3 ovarian carcinoma cells, we compared the cytotoxicity of cisplatin in vector or Atg5 knock-down cells, and demonstrated that autophagy does not play any significant role in the response to cisplatin in this cell line.

The prognostic significance of sialyl-Tn antigen in women treated with adjuvant chemotherapy for breast cancer

Background and purpose. Sialyl-Tn(STn) represents an aberrantly glycosylated mucin epitope which is expressed in breast cancer and other adenocarcinomas and is an important target for the development of novel immunotherapeutic approaches. It is a marker of adverse prognosis in colon and ovarian cancer, but information about its prognostic impact in breast cancer is limited. The primary aim of the present study was to investigate the influence of STn expression on outcome of invasive breast cancer in 207 women who received anthracyline-containing adjuvant chemotherapy in a prospective clinical trial.^ Methods. Expression of STn was determined by an immunohistochemical procedure using the B72.3 monoclonal antibody. The extent of staining was determined by two observers using a 0 through 4 point scale, with 0 representing $<$5% of cells staining; 1: 5-25%; 2: 26-50%; 3: 51-75%; and 4: $>$75%. Intraobserver and interobserver agreement was.78-.92 (kappa). Kaplan-Meier and Cox proportional regression survival analyses were used to compare STn-negative and STn-positive patients.^ Results. Forty-eight (23%) of the 207 specimens demonstrated positive staining of STn. With a median follow-up of five years, STn-positivity was associated with a higher 5-year recurrence-free survival time than STn-negativity (67% vs. 80%, respectively; p = 0.03). STn expression was significantly associated with menopausal status (p = 0.04) but not other conventional prognostic markers. The risk of breast cancer recurrence and death was assessed by multivariate Cox regression analyses with adjustment for lymph node status, tumor size, menopausal status, hormone receptor status, nuclear grade, S-phase fraction and ploidy. In the final multivariate model for recurrence-free survival, the three factors that showed prognostic significance were: lymph node status (hazard ratio (HR) 3.04, 95% confidence interval (CI) 1.08-8.49), STn expression (HR 2.02, 95% CI 1.09-3.73), and tumor size (HR 1.96, 95% CI 1.05-3.64). STn was also associated with worse overall survival (HR 2.16, 95% CI 0.95-4.92) in multivariate analysis.^ Conclusion. STn antigen was shown to be a predictor of poor outcome in breast cancer. This tumor-associated antigen may be a valuable marker for identifying individuals at high risk of developing recurrent disease who may benefit from adjuvant therapy targeted at STn following definitive local therapy. Further study is needed to clarify the biologic and prognostic role of STn in breast cancer. ^

A case-control study of bilateral compared with unilateral breast cancer

Approximately 10 to 15% of breast cancer patients develop a primary cancer in the contralateral breast. This study examined differences between women with unilateral compared with bilateral primary breast cancer. It focused on hormonal factors and family history, and evaluated the prevalences of invasive lobular histology and the replication error phenotype in the tumors. ^ Cases (n = 82) were patients at M.D. Anderson Cancer Center (MDACC) in Houston, Texas diagnosed with primary breast cancer in each breast between 1985 and 1994 inclusive. Controls (n = 82) were MDACC patients with primary cancer in a single breast diagnosed during the same interval, individually matched to cases. Data were obtained by in-person and/or telephone interview with the patient and/or proxy. Replication error phenotype was determined from archival tissue. ^ Diagnosis of breast, but not ovarian, cancer in a female first-degree relative (FFDR) was a strong risk factor for bilateral cancers. Cases had a significantly 3-fold higher excess of familial breast cancer than did controls (cases: O/E = 2.65, 95% CI = 1.85–3.69; controls: 0.86, 0.46–1.47; homogeneity: p = 0.00). Risk did not vary with menopausal status of the patient, but was greatest if a relative was diagnosed before age 45 (O/E = 38.9; 95% CI = 21.7–64.1). By implication, young first-degree relatives of patients with bilateral breast cancer are at very high risk of breast cancer themselves. Cases also had significantly fewer siblings than did controls. ^ Earlier menarche, and parity in the absence of lactation, were associated with bilateral cancers; age at menopause and parity with lactation were not. A history of alcohol consumption, particularly if heavy, carried a 3.4-fold risk (p = 0.03). The data suggested a slightly different pattern in risk factors according to menopausal status and interval between cancers. ^ Replication error phenotype was available for 59 probands. It was associated with bilateral cancers (particularly if diagnosed within one year of each other), increased age (p = 0.02) and negative nodal status. Invasive lobular histology was associated with bilateral disease but numbers were small. ^ These data suggest bilateral breast cancer arises in the context of a combination of familial and hormonal factors, and alcohol consumption. The relative importance of each factor may vary by age of the patient. ^