ADAM23 Negatively Modulates alpha(v)beta(3) Integrin Activation during Metastasis

The ADAM23 gene is frequently silenced in different types of tumors, and, in breast tumors, silencing is correlated with tumor progression, suggesting that it might be associated with the acquisition of a metastatic phenotype. ADAM23 exerts its function mainly through the disintegrin domain, because its metalloprotease domain is inactive. Analysis of ADAM23 binding to integrins has revealed a specific interaction with alpha(v)beta(3) integrin mediated by the disintegrin domain. Altered expression of alpha(v)beta(3) integrin has been observed in different types of tumors, and expression of this integrin in the activated form has been shown to promote metastasis formation. Here, we investigated the possibility that interaction between ADAM23 and alpha(v)beta(3) integrin might negatively modulate alpha(v)beta(3) activation during metastatic progression. ADAM23 expression was knocked down using short hairpin RNA in the MDA-MB-435 cell line, which has been extensively used as a model for alpha(v)beta(3) integrin activation. Ablation of ADAM23 enhanced alpha(v)beta(3) integrin activation by at least 2- to 4-fold and ADAM23 knockdown cells showed enhanced migration and adhesion to classic alpha(v)beta(3) integrin ligands. Ablation of ADAM23 expression also enhanced pulmonary tumor cell arrest in immunodeficient mice. To complement our findings with clinical evidence, we showed that silencing of ADAM23 gene by DNA promoter hypermethylation in a collection of 94 primary breast tumors was significantly associated with lower distant metastases-free and disease-specific survivals and was an independent prognostic factor for poor disease outcome. Our results strongly support a functional role of ADAM23 during metastatic progression by negatively modulating alpha(v)beta(3) integrin activation. [Cancer Res 2009;69(13):5546-52]

Meningiomas and schwannomas: Molecular subgroup classification found by expression arrays

Microarray gene expression profiling is a high-throughput system used to identify differentially expressed genes and regulation patterns, and to discover new tumor markers. As the molecular pathogenesis of meningiomas and schwannomas, characterized by NF2 gene alterations, remains unclear and suitable molecular targets need to be identified, we used low density cDNA microarrays to establish expression patterns of 96 cancer-related genes on 23 schwannomas, 42 meningiomas and 3 normal cerebral meninges. We also performed a mutational analysis of the NF2 gene (PCR, dHPLC, Sequencing and MLPA), a search for 22q LOH and an analysis of gene silencing by promoter hypermethylation (MS-MLPA). Results showed a high frequency of NF2 gene mutations (40%), increased 22q LOH as aggressiveness increased, frequent losses and gains by MLPA in benign meningiomas, and gene expression silencing by hypermethylation. Array analysis showed decreased expression of 7 genes in meningiomas. Unsupervised analyses identified 2 molecular subgroups for both meningiomas and schwannomas showing 38 and 20 differentially expressed genes, respectively, and 19 genes differentially expressed between the two tumor types. These findings provide a molecular subgroup classification for meningiomas and schwannomas with possible implications for clinical practice.

Methylation of O-6-methylguanine DNA methyltransferase characterizes a subset of colorectal cancer with low-level DNA microsatellite instability

The significance of low-level DNA microsatellite instability (MSI-L) is not well understood. K-ras mutation is associated with MSI-L colorectal cancer and with the silencing of the DNA repair gene O-6-methylguanine DNA methyltransferase (MGMT) by methylation of its promoter region. MGMT methylation was studied in sporadic colorectal cancers stratified as DNA microsatellite instability-high (n = 23), MSI-L (n = 44), and microsatellite-stable (n = 23). Methylation-specific PCR was used to detect MGMT-promoter hypermethylation in 3 of 23 (13%) microsatellite instability-high, in 28 of 44 (64%) MSI-L, and in 6 of 23 (26%) microsatellite-stable cancers (P = 0.0001). K-ras was mutated in 20 of 29 (69%) methylated MSI-L cancers and in 2 of 15 (13%) unmethylated MSI-L cancers (P = 0.001), indicating a relationship between MGMT-methylation and mutation of K-ras. Loss of nuclear expression of MGMT was demonstrated immunohistochemically in 23 of 31 (74%) cancers with methylated MGMT and in 10 of 49 (20%) cancers with nonmethylated MGMT (P < 0.0001). Loss of expression of MGMT was also demonstrated in 9 of 31 serrated polyps. Silencing of MGMT may predispose to mutation by overwhelming the DNA mismatch repair system and occurs with greatest frequency in MSI-L colorectal cancers.

Evolution of colorectal cancer: Change of pace and change of direction

This review compiles evidence for an alternative to the classical adenoma-carcinoma sequence in the evolution of colorectal cancer. It is suggested that between 30 and 50% of colorectal cancers are not initiated by mutation of the tumor suppressor gene APC, but through the epigenetic silencing of genes implicated in the control of differentiation, cell cycle control and DNA repair proficiency. The precursor polyps are often characterized by a serrated architecture, and include hyperplastic polyps, admixed polyps and serrated adenomas. The alternative pathway is heterogeneous and may culminate in cancers showing low or high level DNA microsatellite instability (MSI-L and MSI-H, respectively), and in cancers that are microsatellite stable (MSS). Cancers showing DNA MSI may be characterized by an accelerated evolution. Cancers in hereditary non-polyposis colorectal cancer show features of both classical (adenoma and APC mutation) and alternative pathways (rapid evolution, MSI-H and lack of chromosomal instability). (C) 2001 Blackwell Science Asia Pty Ltd.

Reciprocal relationship between methylation status and loss of heterozygosity at the p14 (ARF) locus in Australian and South African hepatocellular carcinomas

Chromosome 9p21, a locus comprising the tumor suppressor genes (TSG) p16(INK4) (a) and p14(ARF) , is a common region of loss of heterozygosity (LOH) in hepatocellular carcinoma (HCC). p14(ARF) shares exon 2 with p16 in a different reading frame. p14 binds to MDM2 resulting in a stabilization of functional p53 . This study examined the roles of p14, p16 and p53 in hepatocarcinogenesis, in 37 Australian and 24 South African patients. LOH at 9p21 and 17p13.1, p14 and p16 mutation analysis, p14 and p16 promoter methylation and p14, p16 and p53 protein expression was examined. LOH at 9p21 was detected more frequently in South African HCC (P = 0.04). Comparable rates of p53 LOH were observed in Australian and South African HCC (10/22, 45%vs 13/22, 59%, respectively). Hypermethylation of the p14 promoter was more prevalent in Australian HCC than in South African HCC (17/37, 46%vs 7/24, 29%, respectively). In Australian HCC the prevalence of p14 methylation increased with age (P = 0.03). p16 promoter methylation was observed in 12/37 (32%) and 6/24 (25%) in Australian and South African HCC, respectively. Loss of p16 protein expression was detected in 14/36 Australian HCC whereas p53 protein expression was detected in 9/36. Significantly, a reciprocal relationship between 9p21 LOH and p14 promoter hypermethylation was observed (P less than or equal to0.05 ). No significant association between p14 and p53 was seen in this study. The reciprocal relationship identified indicates different pathways of tumorigenesis and likely reflects different etiologies of HCC in the two countries. (C) 2002 Blackwell Science Asia Pty Ltd.

Anti-tumoral effect of the non-nucleoside DNMT inhibitor RG108 in human prostate cancer cells

Background: Current therapeutic strategies for advanced prostate cancer (PCa) are largely ineffective. Because aberrant DNA methylation associated with inappropriate gene-silencing is a common feature of PCa, DNA methylation inhibitors might constitute an alternative therapy. In this study we aimed to evaluate the anti-cancer properties of RG108, a novel non-nucleoside inhibitor of DNA methyltransferases (DNMT), in PCa cell lines. Methods: The anti-tumoral impact of RG108 in LNCaP, 22Rv1, DU145 and PC-3 cell lines was assessed through standard cell viability, apoptosis and cell cycle assays. Likewise, DNMT activity, DNMT1 expression and global levels of DNA methylation were evaluated in the same cell lines. The effectiveness of DNA demethylation was further assessed through the determination of promoter methylation and transcript levels of GSTP1, APC and RAR-β2, by quantitative methylation-specific PCR and RT-PCR, respectively. Results: RG108 led to a significant dose and time dependent growth inhibition and apoptosis induction in LNCaP, 22Rv1 and DU145. LNCaP and 22Rv1 also displayed decreased DNMT activity, DNMT1 expression and global DNA methylation. Interestingly, chronic treatment with RG108 significantly decreased GSTP1, APC and RAR-β2 promoter hypermethylation levels, although mRNA re-expression was only attained GSTP1 and APC. Conclusions: RG108 is an effective tumor growth suppressor in most PCa cell lines tested. This effect is likely mediated by reversion of aberrant DNA methylation affecting cancer related-genes epigenetically silenced in PCa. However, additional mechanism might underlie the anti-tumor effects of RG108. In vivo studies are now mandatory to confirm these promising results and evaluate the potential of this compound for PCa therapy.

Methylation profile of TP53 regulatory pathway and mtDNA alterations in breast cancer patients lacking TP53 mutations.

The present study investigated promoter hypermethylation of TP53 regulatory pathways providing a potential link between epigenetic changes and mitochondrial DNA (mtDNA) alterations in breast cancer patients lacking a TP53 mutation. The possibility of using the cancer-specific alterations in serum samples as a blood-based test was also explored. Triple-matched samples (cancerous tissues, matched adjacent normal tissues and serum samples) from breast cancer patients were screened for TP53 mutations, and the promoter methylation profile of P14(ARF), MDM2, TP53 and PTEN genes was analyzed as well as mtDNA alterations, including D-loop mutations and mtDNA content. In the studied cohort, no mutation was found in TP53 (DNA-binding domain). Comparison of P14(ARF) and PTEN methylation patterns showed significant hypermethylation levels in tumor tissues (P < 0.05 and <0.01, respectively) whereas the TP53 tumor suppressor gene was not hypermethylated (P < 0.511). The proportion of PTEN methylation was significantly higher in serum than in the normal tissues and it has a significant correlation to tumor tissues (P < 0.05). mtDNA analysis revealed 36.36% somatic and 90.91% germline mutations in the D-loop region and also significant mtDNA depletion in tumor tissues (P < 0.01). In addition, the mtDNA content in matched serum was significantly lower than in the normal tissues (P < 0.05). These data can provide an insight into the management of a therapeutic approach based on the reversal of epigenetic silencing of the crucial genes involved in regulatory pathways of the tumor suppressor TP53. Additionally, release of significant aberrant methylated PTEN in matched serum samples might represent a promising biomarker for breast cancer.

Methylation of GpG Island promoters in uveal melanoma

ABSTRACT : Background: Inactivation of tumour-related genes by promoter hypermethylation is a common epigenetic event in the development of a variety of tumours. Aim: To investigate in primary uveal melanoma the status of promoter methylation of genes thought to be involved in tumour development: p16, TIMP3, RASSF1, RARB, FHIT, hTERT and APC. Methods: Gene promoter methylation was studied by methylation-sensitive single-strand conformation analysis and dot-blot assay in a series of 23 primary uveal melanomas. All DNA samples were obtained from paraffin-embedded formalin-fixed tissue blocks. Results: hTERT promoter methylation was found with a relatively high frequency (52%). Promoter methylation of p16, TIMP3, RASSF1, RARB, FHIT and APC was a rare event. For none of these genes did promoter methylation exceed 15% of tumour samples, and, for some genes (FHIT and APC), no methylation was found at all. Furthermore, promoter methylation was absent in 39% (9/ 23) of cases. In only 22% (5/23) of cases was hypermethylation of at least two promoters observed. Conclusions: Promoter methylation of hTERT is a regular event in uveal melanoma. Hypermethylation of the other genes studied does not seem to be an essential element in the development of this tumour. As promoter methylation of APC, RASSF1 and RARB is often observed in cutaneous melanoma, these results suggest that different epigenetic events occur in the development of cutaneous and uveal melanoma. RAPPORT DE SYNTHESE : L'inactivation de gènes par une hyperméthylation de leur promoteur apparaît être un événement épigénétique fréquent, se retrouvant dans de nombreuses tumeurs. Dans cette étude, nous avons investigué dans des mélanomes primaires de l'uvée l'état de méthylation du promoteur de gènes fréquemment impliqués dans le développent tumoral tels que p16, TIMP3, RASSFI, RARB, FHIT, hTERT et APC. La méthylation des promoteurs de gènes a été étudiée par methylationsensitive single-strand conformation analysis (MS-SSCA) et dot blot assay (MS-DBA) dans une série de 23 mélanomes primaires de l'uvée. Tous les échantillons tissulaires provenaient de matériel fixé dans le formol et conservé dans des blocs de parraffine. Nous avons identifié une fréquence relativement élevée (52%) pour la méthylation du promoteur de hTERT. En ce qui concerne le reste des gènes étudiés, nous avons retrouvé des fréquences de méthylation de promoteurs relativement basses avec 13% pour RASSF1, 13% pour RARB 13%, 9% pour TIMP3 et 4% pour p16. Nous n'avons pas retrouvé d'hyperméthylation des promoteurs des gènes APC et FRIT. La méthylation de hTERT apparaît être un événement important dans la biologie du mélanome de l'uvée. L'hyperméthylation des autres gènes évalués ne semble pas être cruciale dans le développent de cette tumeur. Comme la méthylation des promoteurs des gènes APC, RASSF1 et RARB a été fréquemment observée dans le mélanome de la peau, notre étude tend à démontrer que des mécanismes épigénétiques différents surviennent dans le développement respectif de ces tumeurs.

Cancer genes hypermethylated in human embryonic stem cells.

Developmental genes are silenced in embryonic stem cells by a bivalent histone-based chromatin mark. It has been proposed that this mark also confers a predisposition to aberrant DNA promoter hypermethylation of tumor suppressor genes (TSGs) in cancer. We report here that silencing of a significant proportion of these TSGs in human embryonic and adult stem cells is associated with promoter DNA hypermethylation. Our results indicate a role for DNA methylation in the control of gene expression in human stem cells and suggest that, for genes repressed by promoter hypermethylation in stem cells in vivo, the aberrant process in cancer could be understood as a defect in establishing an unmethylated promoter during differentiation, rather than as an anomalous process of de novo hypermethylation.

The Wnt inhibitory factor 1 (WIF1) is targeted in glioblastoma and has a tumor suppressing function potentially by induction of senescence.

Gene expression-based prediction of genomic copy number aberrations in the chromosomal region 12q13 to 12q15 that is flanked by MDM2 and CDK4 identified Wnt inhibitory factor 1 (WIF1) as a candidate tumor suppressor gene in glioblastoma. WIF1 encodes a secreted Wnt antagonist and was strongly downregulated in most glioblastomas as compared with normal brain, implying deregulation of Wnt signaling, which is associated with cancer. WIF1 silencing was mediated by deletion (7/69, 10%) or epigenetic silencing by promoter hypermethylation (29/110, 26%). Co-amplification of MDM2 and CDK4 that is present in 10% of glioblastomas was associated in most cases with deletion of the whole genomic region enclosed, including the WIF1 locus. This interesting pathogenetic constellation targets the RB and p53 tumor suppressor pathways in tandem, while simultaneously activating oncogenic Wnt signaling. Ectopic expression of WIF1 in glioblastoma cell lines revealed a dose-dependent decrease of Wnt pathway activity. Furthermore, WIF1 expression inhibited cell proliferation in vitro, reduced anchorage-independent growth in soft agar, and completely abolished tumorigenicity in vivo. Interestingly, WIF1 overexpression in glioblastoma cells induced a senescence-like phenotype that was dose dependent. These results provide evidence that WIF1 has tumor suppressing properties. Downregulation of WIF1 in 75% of glioblastomas indicates frequent involvement of aberrant Wnt signaling and, hence, may render glioblastomas sensitive to inhibitors of Wnt signaling, potentially by diverting the tumor cells into a senescence-like state.

Clinicopathologic and molecular analysis of a choroidal pigmented schwannoma in the context of a PTEN hamartoma tumor syndrome.

PURPOSE: To report the first case of choroidal schwannoma in a patient affected by PTEN hamartoma tumor syndrome (PHTS) and investigate the molecular involvement of the phosphatase and tensin homolog (PTEN) and neurofibromin 2 (NF2) genes in this rare intraocular tumor. DESIGN: Observational case report. PARTICIPANT: A 10-year-old girl diagnosed with PHTS. METHODS: The enucleated specimen underwent histologic, immunohistochemical, and transmission electronic microscopy. The expression of PTEN and NF2 and their protein products were evaluated by reverse transcription-polymerase chain reaction and immunohistochemistry. Somatic mutations of PTEN and NF2, as well as allelic loss, were investigated by direct sequencing of DNA extracted from the tumor. PTEN epigenetic silencing was investigated by pyrosequencing. MAIN OUTCOME MEASURES: Histopathologic and molecular characterization of a choroidal pigmented schwannoma. RESULTS: Histopathologic, immunohistochemical, and electron microscopic analysis demonstrated features consistent with a pigmented cellular schwannoma of the choroid. We found no loss of heterozygosity at the genomic level for the PTEN germline mutation and no promoter hypermethylation or other somatic intragenic mutations. However, we observed an approximate 40% reduction of PTEN expression at both the mRNA and the protein level, indicating that the tumor was nonetheless functionally deficient for PTEN. Although DNA sequencing of NF2 failed to identify any pathologic variants, its expression was abolished within the tumor. CONCLUSIONS: We report the first description of a pigmented choroidal schwannoma in the context of a PHTS. This rare tumor showed a unique combination of reduction of PTEN and absence of NF2 expression.

The tumor suppressive role of WIF1 in glioblastoma

Expression based prediction of gene alterations identified WNT inhibitory factor I (WIF1) as a new candidate tumor suppressor gene involved in glioblastoma. WIF1 encodes a secreted WNT antagonist and it is strongly down-regulated in most glioblastoma as compared to normal brain both by genomic deletion and WIF1 promoter hypermethylation. WIF1 expression in glioblastoma cell lines inhibited cell proliferation in vitro and in vivo and strongly reduced migration capability. Interestingly, WIF1 expression induced a senescence-like phenotype characterized by the appearance of enlarged, flattened and multinucleated cells positive for the presence of senescence associated ß-galactosidase, a late marker of senescence. It is of note that WIF1 induced senescence, in glioma cell lines, is independent of either p53 or pRB, two pathways that have been widely associated with this process. The analysis of the signaling pathways downstream of WIF1 brought some interesting results. WIF1 expression inhibited the canonical pathway but alteration of this pathway alone couldn't explain all the WIFl-induced effects. Some WIF1-related changes were attributed to inhibition of the non-canonical pathway, as we could prove by downregulation of WNT5a, the main ligand of the non-canonical WNT pathway. For example, a drastic reduction of phosphorylation of both ERK and p38 was detected when either overexpressing WIF1 or downregulating WNT5a. Due to the complexity of the non-canonical pathway is difficult to define the precise mechanism of signal transduction. We have excluded the involvement of the WNT5a-JNK-APl pathway and preliminary results suggest the implication of the WNT-calcium signaling, but further evidence is needed. Moreover, from the analysis of the gene expression profile of WIF1 expressing cells we could select a very interesting candidate: MALATI, a non-coding RNA widely associated with migratory capability in many different types of tumors. We found MALATI to be overexpressed in glioblastoma specimens compared to normal brain and to be associated with total tumor volume. The downregulation of MALATI by RNAi (RNA interference] drastically impairs migration, thus it is a very interesting potential target in the context of invasive tumors such as glioblastoma. Résumé WIFl a été sélectionné en tant que putatif suppresseur de tumeurs dans le cadre des glioblastomes par une analyse qui a était conduit à partir des données d'expression de gènes provenant d'environ 80 glioblastomes. WIF1 code pour une protéine destinée à la sécrétion qui antagonise la voie de WNT et son expression est fortement sous-exprimé dans la plupart des glioblastome par rapport à tissu cérébral normal. Cette sous-expression est due à deux mécanismes différents: à la délétion de la partie génomique codant pour WIF1 et à l'hyper méthylation de son promoteur. La surexpression de WIF1 réduit la capacité de prolifération des cellules de glioblastome in vitro ainsi que in vivo et elle réduit aussi leur capacité migratoire. Il est intéressant de remarquer que l'espression de WIF1 induit un phénotype sénescent caractérisé par l'apparition de cellules aplaties, multi nucléées et positives pour l'activité de l'enzyme ß-galactosidase associée à la sénescence, un marqueur tardif de la sénescence. Il est à noter que le phénotype sénescent qui est induit par WIF1 est indépendant de p53 et pRB, deux voies qui ont été largement associées à ce processus. L'analyse des les voies de signalisation en aval de WIFl a apporté des résultats intéressants. L'expression de WIF1 inhibe la voie canonique de WNT, mais l'altération de cette voie seule ne pouvait pas expliquer tous les effets induits par WIF1. Nous avons pu prouver que certains changements sont liés à l'inhibition de la voie non-canonique qui est activée par WNT5cc. Par exemple, une réduction drastique de la phosphorylation de ERK et p38 à la fois a été détectée lorsque WIFl a été surexprimé ou WNT5a sous- exprimé. En raison de la complexité de la voie non-canonique, il est difficile de définir le mécanisme précis de la transduction du signal. Nous avons exclu l'implication de la voie JNK-WNT5a-APl et les résultats préliminaires suggèrent l'implication de la voie de signalisation appelée WNT-calcium. En plus, l'analyse du profil d'expression génique de cellules sur-exprimant WIF1 nous a permis d'identifier un candidat très intéressant: MALATI, un ARN non- codants largement associés à la capacité migratoire dans nombreux types de tumeurs. Nous avons trouvé que MALATI est surexprimé dans les échantillons de glioblastome par rapport à tissu cérébral normal et il est associé au volume total de la tumeur. La sous-expression de MALATI altère considérablement la migration des cellules tumorales. Donc, MALATI, est une cible potentielle très intéressante dans le cadre d'une tumeur invasive telle que le glioblastome.

Methylation of CpG island promoters in uveal melanoma.

BACKGROUND: Inactivation of tumour-related genes by promoter hypermethylation is a common epigenetic event in the development of a variety of tumours. AIM: To investigate in primary uveal melanoma the status of promoter methylation of genes thought to be involved in tumour development: p16, TIMP3, RASSF1, RARB, FHIT, hTERT and APC. METHODS: Gene promoter methylation was studied by methylation-sensitive single-strand conformation analysis and dot-blot assay in a series of 23 primary uveal melanomas. All DNA samples were obtained from paraffin-embedded formalin-fixed tissue blocks. RESULTS: hTERT promoter methylation was found with a relatively high frequency (52%). Promoter methylation of p16, TIMP3, RASSF1, RARB, FHIT and APC was a rare event. For none of these genes did promoter methylation exceed 15% of tumour samples, and, for some genes (FHIT and APC), no methylation was found at all. Furthermore, promoter methylation was absent in 39% (9/23) of cases. In only 22% (5/23) of cases was hypermethylation of at least two promoters observed. CONCLUSIONS: Promoter methylation of hTERT is a regular event in uveal melanoma. Hypermethylation of the other genes studied does not seem to be an essential element in the development of this tumour. As promoter methylation of APC, RASSF1 and RARB is often observed in cutaneous melanoma, these results suggest that different epigenetic events occur in the development of cutaneous and uveal melanoma.

O6-Methylguanine-DNA-Methyltransferase methylation: prevalence and predictive value in head and neck squamous cell carcinoma

Introduction: Le gène O6-méthylguanine-ADN méthyltransferase (MGMT) code pour une enzyme spécifique réparatrice de l’ADN qui protège les cellules de la toxicité des agents alkylants. Ainsi, l’activité du MGMT est un mécanisme majeur de résistance aux agents alkylants. Il a été démontré qu’une diminution de l’expression du gène MGMT par une hyperméthylation du promoteur résulte en une amélioration de la survie chez les patients avec certains types de tumeurs qui sont traitées avec des agents chimiothérapeuthique alkylants. Objectifs: Déterminer la prévalence de la méthylation du gène MGMT chez des patients avec des cancers épidermoïdes localement avancés de la sphère ORL traités avec chimioradiothérapie et évaluer l’impact de cette méthylation sur la survie. Méthodes: Sur 428 patients consécutifs, traités avec chimioradiothérapie à notre institution et suivis pour un période médiane de 37 mois, 199 spécimens chirurgicaux paraffinés ont été récupérés. L’ADN était extrait et modifié par le traitement au bisulfite. Une réaction en chaîne de la polymérase, spécifique à la méthylation était entreprise pour évaluer l’état de méthylation du promoteur du gène du MGMT. Les résultats de laboratoire étaient corrélés avec la réponse clinique. L’analyse statistique était exécutée à l’aide du test de Fisher pour les données catégoriques et à l’aide des courbes de Kaplan-Meier pour les échecs au traitement. Résultats : Des 199 extraits d’ADN initiaux, 173 (87%) étaient modifiés au bisulfite avec succès. Des ces spécimens modifiés, 71 (41%) ont démontré une hyperméthylation du MGMT. Pour les cas de méthylation et nonméthylation du MGMT, les caractéristiques des patients n’étaient pas significativement différentes. Les taux de réponse étaient 71 et 73% (p=NS) respectivement. Le contrôle locorégional était respectivement 87 et 77% (p=0.26), la survie sans maladie était 80 et 60% (p=0.38), la survie sans métastase à distance était 92 et 78% (p=0.08) et la survie globale était 64 et 62% (p=0.99) à 3 ans. Conclusions : L’état de méthylation du MGMT est fortement prévalent (41%) et semble avoir un possible impact bénéfique sur la survie quand la chimioradiothérapie est administrée aux patients avec des stades avancés de cancers tête et cou.

Le rôle du stress oxydant dans les changements épigénétiques contribuant aux complications du syndrome métabolique.

La méthylation de l'ADN est l'une des modifications épigénétiques au niveau des îlots CpG. Cette modification épigénétique catalysée par les ADN méthyltransférases (DNMTs) consiste en la méthylation du carbone 5' d’une cytosine ce qui aboutit à la formation de 5-méthylcytosine. La méthylation de l'ADN est clairement impliquée dans l'inactivation des gènes et dans l'empreinte génétique. Elle est modulée par la nutrition, en particulier par les donneurs de méthyle et par une restriction protéique. Ces modifications épigénétiques persistent plus tard dans la vie et conduisent au développement de nombreuses pathologies telles que le syndrome métabolique et le diabète de type 2. En fait, de nombreux gènes clés subissent une modification de leur état de méthylation en présence des composants du syndrome métabolique. Cela montre que la méthylation de l'ADN est un processus important dans l'étiologie du syndrome métabolique. Le premier travail de ce doctorat a porté sur la rédaction d’un article de revue qui a examiné le cadre central du syndrome métabolique et analyser le rôle des modifications épigénétiques susceptibles d'influer sur l'apparition du stress oxydant et des complications cardiométaboliques. D’autre part, les cellules intestinales Caco-2/15, qui ont la capacité de se différencier et d’acquérir les caractéristiques physiologiques de l'intestin grêle, ont été utilisées et traitées avec du Fer-Ascorbate pour induire un stress oxydant. Le Fer-Ascorbate a induit une augmentation significative de l’inflammation et de la peroxydation des lipides (malondialdehyde) ainsi que des altérations de de la défense antioxydante (SOD2 et GPx) accompagnées de modifications épigénétiques. De plus, la pré-incubation des cellules avec de la 5-aza-2'-désoxycytidine, un agent de déméthylation et/ou l’antioxydant Trolox a normalisé la défense antioxydante, réduit la peroxydation des lipides et prévenu l'inflammation. Ce premier travail a démontré que les modifications du redox et l’inflammation induites par le Fer-Ascorbate peuvent impliquer des changements épigénétiques, plus particulièrement des changements dans la méthylation de l’ADN. Pour mieux définir l’impact du stress oxydant au niveau nutritionnel, des cochons d’Inde âgés de trois jours ont été séparés en trois groupes : 1) Témoins: alimentation régulière; 2) Nutrition parentérale (NP) 3) H2O2 : Témoins + 350 uM H2O2. Après quatre jours, pour un groupe, les perfusions ont été stoppées et les animaux sacrifiés pour la collecte des foies. Pour l’autre groupe d’animaux, les perfusions ont été arrêtées et les animaux ont eu un accès libre à une alimentation régulière jusqu'à la fin de l’étude, huit semaines plus tard où ils ont été sacrifiés pour la collecte des foies. Ceci a démontré qu’à une semaine de vie, l'activité DNMT et les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient inférieurs pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. A neuf semaines de vie, l’activité DNMT est restée basse pour le groupe NP alors que les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient plus faibles pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. Ce travail a démontré que l'administration de NP ou de H2O2, tôt dans la vie, induit une hypométhylation de l'ADN persistante en raison d'une inhibition de l'activité DNMT. Finalement, des souris ayant reçu une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ont été utilisées comme modèle in vivo de syndrome métabolique. Les souris ont été nourris soit avec un régime standard chow (témoins), soit avec une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ou avec une diète HFHS en combinaison avec du GFT505 (30 mg/kg), un double agoniste de PPARα et de PPARδ, pendant 12 semaines. La diète HFHS était efficace à induire un syndrome métabolique étant donnée l’augmentation du poids corporel, du poids hépatique, des adiposités viscérales et sous-cutanées, de l’insensibilité à l’insuline, des lipides plasmatiques et hépatiques, du stress oxydant et de l’inflammation au niveau du foie. Ces perturbations étaient accompagnées d’une déficience dans l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ concomitant avec une hyperméthylation de leurs promoteurs respectifs. L’ajout de GFT505 à la diète HFHS a empêché la plupart des effets cardiométaboliques induits par la diète HFHS via la modulation négative de l’hyperméthylation des promoteurs, résultant en l’augmentation de l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ. En conclusion, GFT505 exerce des effets métaboliques positifs en améliorant le syndrome métabolique induit par l'alimentation HFHS via des modifications épigénétiques des gènes PPARs. Ensemble, les travaux de cette thèse ont démontré que le stress oxydant provenant de la nutrition induit d’importants changements épigénétiques pouvant conduire au développement du syndrome métabolique. La nutrition apparait donc comme un facteur crucial dans la prévention de la reprogrammation fœtale et du développement du syndrome métabolique. Puisque les mécanismes suggèrent que le stress oxydant agit principalement sur les métabolites du cycle de la méthionine pour altérer l’épigénétique, une supplémentation en ces molécules ainsi qu’en antioxydants permettrait de restaurer l’équilibre redox et épigénétique.