Selection of patients with germline MLH1 mutated Lynch syndrome by determination of MLH1 methylation and BRAF mutation.

Lynch syndrome is one of the most common hereditary colorectal cancer (CRC) syndrome and is caused by germline mutations of MLH1, MSH2 and more rarely MSH6, PMS2, MLH3 genes. Whereas the absence of MSH2 protein is predictive of Lynch syndrome, it is not the case for the absence of MLH1 protein. The purpose of this study was to develop a sensitive and cost effective algorithm to select Lynch syndrome cases among patients with MLH1 immunohistochemical silencing. Eleven sporadic CRC and 16 Lynch syndrome cases with MLH1 protein abnormalities were selected. The BRAF c.1799T> A mutation (p.Val600Glu) was analyzed by direct sequencing after PCR amplification of exon 15. Methylation of MLH1 promoter was determined by Methylation-Sensitive Single-Strand Conformation Analysis. In patients with Lynch syndrome, there was no BRAF mutation and only one case showed MLH1 methylation (6%). In sporadic CRC, all cases were MLH1 methylated (100%) and 8 out of 11 cases carried the above BRAF mutation (73%) whereas only 3 cases were BRAF wild type (27%). We propose the following algorithm: (1) no further molecular analysis should be performed for CRC exhibiting MLH1 methylation and BRAF mutation, and these cases should be considered as sporadic CRC; (2) CRC with unmethylated MLH1 and negative for BRAF mutation should be considered as Lynch syndrome; and (3) only a small fraction of CRC with MLH1 promoter methylation but negative for BRAF mutation should be true Lynch syndrome patients. These potentially Lynch syndrome patients should be offered genetic counselling before searching for MLH1 gene mutations.

Ataxia telangiectasia mutated (ATM) inhibition transforms human mammary gland epithelial cells.

Carriers of mutations in the cell cycle checkpoint protein kinase ataxia telangiectasia mutated (ATM), which represent 1-2% of the general population, have an increased risk of breast cancer. However, experimental evidence that ATM deficiency contributes to human breast carcinogenesis is lacking. We report here that in MCF-10A and MCF-12A cells, which are well established normal human mammary gland epithelial cell models, partial or almost complete stable ATM silencing or pharmacological inhibition resulted in cellular transformation, genomic instability, and formation of dysplastic lesions in NOD/SCID mice. These effects did not require the activity of exogenous DNA-damaging agents and were preceded by an unsuspected and striking increase in cell proliferation also observed in primary human mammary gland epithelial cells. Increased proliferation correlated with a dramatic, transient, and proteasome-dependent reduction of p21(WAF1/CIP1) and p27(KIP1) protein levels, whereas little or no effect was observed on p21(WAF1/CIP1) or p27(KIP1) mRNAs. p21(WAF1/CIP1) silencing also increased MCF-10A cell proliferation, thus identifying p21(WAF1/CIP1) down-regulation as a mediator of the proliferative effect of ATM inhibition. Our findings provide the first experimental evidence that ATM is a human breast tumor suppressor. In addition, they mirror the sensitivity of ATM tumor suppressor function and unveil a new mechanism by which ATM might prevent human breast tumorigenesis, namely a direct inhibitory effect on the basal proliferation of normal mammary epithelial cells.

TRPM1 is mutated in patients with autosomal-recessive complete congenital stationary night blindness.

Night vision requires signaling from rod photoreceptors to adjacent bipolar cells in the retina. Mutations in the genes NYX and GRM6, expressed in ON bipolar cells, lead to a disruption of the ON bipolar cell response. This dysfunction is present in patients with complete X-linked and autosomal-recessive congenital stationary night blindness (CSNB) and can be assessed by standard full-field electroretinography (ERG), showing severely reduced rod b-wave amplitude and slightly altered cone responses. Although many cases of complete CSNB (cCSNB) are caused by mutations in NYX and GRM6, in approximately 60% of the patients the gene defect remains unknown. Animal models of human diseases are a good source for candidate genes, and we noted that a cCSNB phenotype present in homozygous Appaloosa horses is associated with downregulation of TRPM1. TRPM1, belonging to the family of transient receptor potential channels, is expressed in ON bipolar cells and therefore qualifies as an excellent candidate. Indeed, mutation analysis of 38 patients with CSNB identified ten unrelated cCSNB patients with 14 different mutations in this gene. The mutation spectrum comprises missense, splice-site, deletion, and nonsense mutations. We propose that the cCSNB phenotype in these patients is due to the absence of functional TRPM1 in retinal ON bipolar cells.

Impact de HOXB4 sur les cellules B

La greffe de cellules souches hématopoïétiques autologue est une thérapie de plus en plus utilisée. Cependant, les traitements de chimiothérapie ou de radiothérapie intensifs peuvent affecter les cellules souches et diminuer le nombre de ces cellules pouvant être mobilisées à des fins de transplantation. Il serait donc très utile de pouvoir expandre ces cellules souches afin de s’assurer qu’elles soient en quantité suffisante pour procéder à la greffe. Or, il a été démontré que la protéine HOXB4 a la capacité d’expandre les cellules souches hématopoïétiques humaines et murines. Lors d’une greffe autologue, la moelle osseuse est cependant colonisée par des cellules malignes. Notre objectif était donc de s’assurer que la protéine HOXB4 expand les cellules souches hématopoïétiques normales mais n’expand pas les cellules « souches » leucémiques. De plus, comme des expériences précédentes ont démontré que chez des souris transplantées avec des cellules souches surexprimant HOXB4, la reconstitution du système hématopoïétique pouvait favoriser les cellules myéloïdes aux dépends des cellules lymphoïdes, nous avons aussi voulu déterminer l’impact de HOXB4 sur la différenciation des cellules progénitrices lymphoïdes normales. Pour ce faire, nous avons exposé des cellules humaines et murines à la protéine HOXB4 afin de comparer la prolifération des cellules B malignes à celle des cellules B normales. De plus, nous avons évalué l’impact de HOXB4 sur les cellules B à leurs différents stades de différenciation. Nos résultats démontrent que HOXB4 ne favorise pas l’expansion des cellules leucémiques. De plus, nous avons observé que les cellules lymphoïdes surexprimant la protéine HOXB4 ont un ralentissement dans leur processus de différenciation. Aussi, la surexpression de HOXB4 entraîne une diminution de la fréquence et du nombre de progéniteurs lymphoïdes normaux. Ces résultats démontrent donc que la protéine HOXB4 ne produit pas d’expansion des cellules malignes. De plus, elle confère un désavantage prolifératif aux cellules lymphoïdes.

Effet de la surexpression du gène Hoxb4 sur la prolifération homéostatique des cellules T mémoires

Les cellules T mémoires (Tm) protègent l’organisme contre les réinfections de pathogènes qu’il a déjà combattu. Les Tm possèdent plusieurs propriétés en commun avec les cellules souches hématopoïétiques (CSH), notamment la capacité de se différencier, de s’auto-renouveler et de maintenir une population relativement constante au sein de l’organisme via des mécanismes homéostatiques. Il a été démontré que Hoxb4, un membre de la famille des facteurs de transcription Hox, était capable d’induire l’expansion des CSH in vivo et in vitro de façon rapide. Au vu de ces parallèles, nous avons posé l’hypothèse que la surexpression de Hoxb4 pourrait induire l’expansion de populations de Tm. Nous avons analysé les populations de Tm et lymphocytes T naïfs (Tn) dans les organes lymphoïdes de souris transgéniques surexprimant Hoxb4 et les avons comparées à des souris de type sauvage (wt). Alors que la fréquence des cellules T matures Hoxb4 diminuait avec l’âge, leur phénotype ainsi que leur viabilité demeuraient inchangés. Ensuite, nous avons procédé à des transplantations en compétition de Tm (CD4+CD44hi) Hoxb4 et wt chez des hôtes dépourvus de lymphocytes T (CD3-/-) dans le but d’évaluer leur contribution à la reconstitution du compartiment T après 2 mois. Au final, les Tm wt avait contribué un peu plus que les Tm Hoxb4 à la reconstitution (~60%). Des analyses fonctionnelles et phénotypiques ont montré que les Tm Hoxb4 possédaient une fonctionnalité normale, mais se distinguaient des Tm wt par la présence d’une faible population qui présentait un phénotype « mémoire central » (Tcm), conférant habituellement une longévité accrue. Les cellules des ganglions lymphatiques totaux des hôtes furent transplantées de façon sérielle chez trois générations de nouveaux hôtes. Le phénotype Tcm observés chez les Tm Hoxb4 était récapitulé chez les hôtes secondaires uniquement. Les ratios sont demeurés en faveur des Tm wt lors des deux transplantations suivantes, mais les Tm Hoxb4 ont commencé à montrer un avantage compétitif chez certains hôtes quaternaires. Une transplantation en compétition à court terme de Tm Hoxb4 et wt marqués avec un marqueur cytoplasmique ont démontré la présence chez les Tm Hoxb4 seulement d’une faible population CD62Lhi proliférant lentement. Ainsi, l’expansion préférentielle de Tcm CD4 par le biais d’une sélection ou d’une différenciation induite par la surexpression de Hoxb4 pourrait potentiellement leur permettre de maintenir un état de quiescence leur permettant de persister plus longtemps suite à des transplantations sérielles.

Expansion des mégacaryocytes par HoxB4 pour accélérer la reconstitution plaquettaire

La greffe de cellules souches hématopoïétiques est parfois le seul traitement efficace contre les cancers hématologiques ainsi que plusieurs autres désordres reliés au système hématopoïétique. La greffe autologue est souvent le traitement de choix pour les patients atteints de lymphome ou de myélome. Dans ce cas, les cellules souches hématopoïétiques (CSH) du patient sont récoltées et congelées. Le patient subit ensuite des traitements de chimiothérapie et/ou radiothérapie qui éliminent les cellules malignes, mais détruisent aussi son système hématopoïétique. Ce dernier sera ensuite reconstitué par la greffe de CSH. Ces traitements ont pour conséquence de plonger le patient en état d’aplasie pour une période variant de 2 à 4 semaines. La thrombocytopénie (faible taux de plaquettes) est une complication majeure nécessitant des transfusions plaquettaires répétées et associée à une augmentation de la mortalité hémorragique post-transplantation. Il serait particulièrement intéressant de développer une thérapie accélérant la reconstitution des mégacaryocytes (MK), ce qui aurait pour effet de raccourcir la période de thrombopénie et donc de diminuer les besoins transfusionnels en plaquettes et potentiellement augmenter la survie. HOXB4 est un facteur de transcription qui a déjà démontré sa capacité à expandre les CSH et les progéniteurs multipotents (CFU-GEMM) donnant naissance aux MK. Il est donc un bon candidat pour l’expansion des progéniteurs MK. Comme la protéine HoxB4 a par contre une courte demi-vie (~1.1h), des protéines HoxB4 de deuxième génération avec une plus grande stabilité intracellulaire ont été créées (1423 (HoxB4L7A), 1426 (HoxB4Y23A) et 1427 (HoxB4Y28A)). Nous avons donc étudié la capacité d’HoxB4 sauvage et de deuxième génération à expandre les CSH, ainsi que les MK donnant naissance aux plaquettes. La surexpression rétrovirale de ces protéines HoxB4Y23A et HoxB4Y28A conduit à une expansion des progéniteurs MK murins in vitro supérieure à HoxB4-wt, 1423 et au contrôle GFP. La reconstitution plaquettaire in vivo dans un modèle murin a ensuite été évaluée par des transplantations primaires et secondaires. Les résultats révèlent que la surexpression rétrovirale des différents HoxB4 n’apporte pas de bénéfice significatif à la reconstitution plaquettaire des souris. Lorsque cultivées dans un milieu favorisant la différenciation mégacaryocytaire, le traitement de cellules CD34+ dérivées du sang de cordon ombilical avec les protéines recombinantes TATHoxB4WT ou de seconde génération n’a pas augmenté la production plaquettaire. Par contre, de manière intéressante, les cellules CD34+ provenant de sang mobilisé de patients atteints de myélome et mises en culture dans un milieu favorisant l’expansion des CSH ont montré des différences significatives dans la différenciation des progéniteurs MK en présence de la protéine recombinante TATHoxB4. La protéine HOXB4 possède donc un avenir prometteur quant à une amélioration de l’état thrombocytopénique chez les patients.

Mutated bodies: stage performances of Beckett's late prose texts by Mabou Mines (1984) and Gare St. Lazare Players, Ireland (2005)

An exploration of the stage adaptations of Beckett's fictional texts by the New York based Mabou Mines theatre company.

ADCK3, an ancestral kinase, is mutated in a form of recessive ataxia associated with coenzyme Q(10) deficiency

Muscle coenzyme Q(10) (CoQ(10) or ubiquinone) deficiency has been identified in more than 20 patients with presumed autosomal-recessive ataxia. However, mutations in genes required for CoQ(10) biosynthetic pathway have been identified only in patients with infantile-onset multisystemic diseases or isolated nephropathy. Our SNP-based genome-wide scan in a large consanguineous family revealed a locus for autosomal-recessive ataxia at chromosome 1q41. The causative mutation is a homozygous splice-site mutation in the aarF-domain-containing kinase 3 gene (ADCK3). Five additional mutations in ADCK3 were found in three patients with sporadic ataxia, including one known to have CoQ(10) deficiency in muscle. All of the patients have childhood-onset cerebellar ataxia with slow progression, and three of six have mildly elevated lactate levels. ADCK3 is a mitochondrial protein homologous to the yeast COQ8 and the bacterial UbiB proteins, which are required for CoQ biosynthesis. Three out of four patients tested showed a low endogenous pool of CoQ(10) in their fibroblasts or lymphoblasts, and two out of three patients showed impaired ubiquinone synthesis, strongly suggesting that ADCK3 is also involved in CoQ(10) biosynthesis. The deleterious nature of the three identified missense changes was confirmed by the introduction of them at the corresponding positions of the yeast COQ8 gene. Finally, a phylogenetic analysis shows that ADCK3 belongs to the family of atypical kinases, which includes phosphomositide and choline kinases, suggesting that ADCK3 plays an indirect regulatory role in ubiquinone biosynthesis possibly as part of a feedback loop that regulates ATP production.

Effect of the anti-neoplastic drug doxorubicin on XPD-mutated DNA repair-deficient human cells

Doxorubicin (DOX), a member of the anthracycline group, is a widely used drug in cancer therapy. The mechanisms of DOX action include topoisomerase II-poisoning, free radical release, DNA adducts and interstrand cross-link (ICL) formation. Nucleotide excision repair(NER) is involved in the removal of helix-distorting lesions and chemical adducts, however, little is known about the response of NER-deficient cell lines to anti-tumoral drugs like DOX. Wild type and XPD-mutated cells, harbouring mutations in different regions of this gene and leading to XP-D, XP/CS or TTD diseases, were treated with this drug and analyzed for cell cycle arrest and DNA damage by comet assay. The formation of DSBs was also investigated by determination of gamma H2AX foci. Our results indicate that all three NER-deficient cell lines tested are more sensitive to DOX treatment, when compared to wild type cells or XP cells complemented by the wild type XPD cDNA, suggesting that NER is involved in the removal of DOX-induced lesions. The cell cycle analysis showed the characteristic G2 arrest in repair-proficient MRC5 cell line after DOX treatment, whereas the repair-deficient cell lines presented significant increase in sub-G1 fraction. The NER-deficient cell lines do not show different patterns of DNA damage formation as assayed by comet assay and phosphorylated H2AX foci formation. Knock-down of topoisomerase II alpha with siRNA leads to increased survival in both MRC5 and XP cells, however, XP cell line still remained significantly more sensitive to the treatment by DOX. Our study suggests that the enhanced sensitivity is due to DOX-induced DNA damage that is subject to NER, as we observed decreased unscheduled DNA synthesis in XP-deficient cells upon DOX treatment. Furthermore, the complementation of the XPD-function abolished the observed sensitivity at lower DOX concentrations, suggesting that the XPD helicase activity is involved in the repair of DOX-induced lesions. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Mutated MESP2 causes spondylocostal dysostosis in humans

Spondylocostal dysostosis (SCD) is a term given to a heterogeneous group of disorders characterized by abnormal vertebral segmentation (AVS). We have previously identified mutations in the Delta-like 3 (DLL3) gene as a major cause of autosomal recessive spondylocostal dysostosis. DLL3 encodes a ligand for the Notch receptor and, when mutated, defective somitogenesis occurs resulting in a consistent and distinctive pattern of AVS affecting the entire spine. From our study cohort of cases of AVS, we have identified individuals and families with abnormal segmentation of the entire spine but no mutations in DLL3, and, in some of these, linkage to the DLL3 locus at 19q13.1 has been excluded. Within this group, the radiological phenotype differs mildly from that of DLL3 mutation–positive SCD and is variable, suggesting further heterogeneity. Using a genomewide scanning strategy in one consanguineous family with two affected children, we demonstrated linkage to 15q21.3-15q26.1 and furthermore identified a 4-bp duplication mutation in the human MESP2 gene that codes for a basic helix-loop-helix transcription factor. No MESP2 mutations were found in a further 7 patients with related radiological phenotypes in whom abnormal segmentation affected all vertebrae, nor in a further 12 patients with diverse phenotypes.

Toxicogenomic activity of gemcitabine in two TP53-mutated bladder cancer cell lines: special focus on cell cycle-related genes

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