Détection moléculaire des métastases des ganglions lymphatique dans le cancer du col de l'utérus

Le Cancer du Col Utérin (CCU) chez la femme est provoqué par le virus oncogénique VPH. La métastase lymphatique ganglionnaire est un facteur pronostique majeur pour l’évolution de ce cancer et sa présence influence la décision thérapeutique. En général, l’envahissement ganglionnaire est diagnostiqué par histologie, mais cette méthode est laborieuse et parfois prise en défaut pour détecter les micrométastases et les cellules cancéreuses isolées et pour donner des résultats rapides en per opératoire. L’outil moléculaire que nous désirons développer pour combler cette lacune est basé sur une analyse d’ARN des gènes du VPH exprimés par les cellules du CCU. Ceci sera fait par transcription réverse de l’ARN cellulaire couplé à une réaction quantitative en chaine par polymérase en temps réel (RT-qPCR). Cette technique devrait nous permettre une détection et une évaluation rapide des micrométastases pour aider à déterminer immédiatement un pronostic fiable et la thérapie associée. C’est un test précis, sensible et rapide pour détecter un envahissement ganglionnaire dans le CCU visant à améliorer la gestion thérapeutique. Le projet est basé sur trois objectifs. En premier lieu, valider les marqueurs moléculaires E6 et E7 de VPH16 et 18 à partir des échantillons frais et des échantillons fixés dans des blocs de paraffine. En deuxième lieu, déterminer la fiabilité et la sensibilité des marqueurs pour la détection des macrométastases, des micrométastases et les cellules tumorales isolées en utilisant la technique de RT-qPCR. En troisième lieu et parallèlement au travail présenté dans ce mémoire, il est nécessaire de constituer une base de données des patientes qui ont le virus VPH16 et 18 intégré dans leur génome, qui ont été traitées et dont nous connaissons déjà le diagnostic final afin de valider la méthode (biobanque). Nous avons réussi à extraire de l’ARNm de haute qualité à partir d’échantillons complexes, à détecter les gènes E6 et E7 de VPH16 et 18 en RT-qPCR, et à déterminer précisément la limite de détection de E6 et E7 dans les échantillons frais qui est une proportion de 0,008% de cellules cancéreuses. Dans les échantillons fixés dans la paraffine, cette limite est de 0,02% et 0,05% pour E6-E7-VPH16 et E6-E7-VPH18 respectivement. Ceci comparativement à une limite de détection histologique de 1% qui est déterminée par immunohistochimie de CK19. Enfin, notre protocole est validé pour VPH18 dans les ganglions lymphatiques du CCU.

Detecting uterine cervical cancer cells using molecular biomarkers

Arrière-plan: les cellules tumorales circulantes (CTC) sont détectables dans de nombreux cancers et peuvent être utiles cliniquement pour le pronostic de la maladie, pour mesurer la récidive et pour prédire la sensibilité aux medicaments chimiothérapeutiques. Au cours des dernières années, l’études des CTC dans de nombreux cancers tels que le cancer du sein, du poumon, du côlon et de la prostate a grandement évolué. Alternativement, il y peu d'études à ce sujet concernant le cancer du col de l’utérus (CCU). Objectifs: Notre objectif est d’optimiser le processus d'enrichissement des CTC dans le CCU et la détection moléculaire des biomarqueurs E6 et E7. Matériel et Méthodes: Dans l’optique de mimer la présence de CTC dans le sang, nous avons dilué des cellules cancéreuses CaSki VPH16-positif provenant d’un CCU dans du sang humain prélevé sur des volontaires sains. Les CaSki ont été collectées suite à une centrifugation par densité avec le Ficoll, la lyse des globules rouges (RBC) et la lyse des RBC combinée avec un enrichissement positif et négatif à l’aide de marqueurs de surface cellulaire. Les CTC ont été détectées par la mesure d’expression des oncogènes E6 et E7 du virus du papillome humain (VPH), de la cytokératine 19 (CK19) et de la cycline p16INK4 en utilisant la technique quantitative en temps réel de Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR). Pour valider notre méthode de détection des CTC in vivo, nous avons recruté dix patientes atteintes d’un CCU VPH16 positif et six contrôles sains. Résultats: Dans le modèle de dilutions de cellules CaSki, la lyse des RBC seule ou combinée avec l'enrichissement négatif ou positif suggèrent des limites de détection de 1 CTC par mL de sang pour tous les biomarqueurs moléculaires utilisés. La sensibilité de détection est accrue lors de l'utilisation de l’enrichissement positif et négatif en réduisant le bruit de fond causé par les monocytes sanguins. Contrairement aux oncogènes E6 et E7, les marqueurs CK19 et p16INK4A ont été détectés chez des individus sains, les niveaux d'expression de base appropriés doivent donc être déterminés avec précision par rapport aux patientes CCU. Le gradient de densité par Ficoll a une limite de détection de seulement environ 1000 cellules par mL de sang. Enfin, les CTC ont été détectées dans 2/10 patientes en utilisant le marqueur CK19. Cependant, ces patientes étaient négatives pour les oncogènes E6/E7. Le marqueur p16INK4A était exprimé au même niveau dans tous les échantillons (CCU et normaux). Conclusion: Notre étude suggère que les oncogènes E6 et E7 du VPH16 sont les marqueurs biologiques les plus sensibles et spécifiques en qRT-PCR pour détecter les CTC dans le modèle de dilution de cellules de CCU dans le sang. Chez les patientes atteintes d’un CCU de stade précoce, seulement CK19 a révélé la présence potentielle de CTC, ce qui suggère que ces cellules sont rares à ce stade de la maladie. Mots clés: cancer du col de l’utérus, cellules tumorales circulantes, RT-qPCR, E6 et E7, CK19, p16INK4A, enrichissement immunomagnétique, détection moléculaire.

Développement d'une nouvelle méthode de caractérisation tissulaire basée sur l'élastographie ultrasonore : application pour le dépistage précoce du cancer du sein

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme. Il demeure la cause de mortalité la plus importante chez les femmes âgées entre 35 et 55 ans. Au Canada, plus de 20 000 nouveaux cas sont diagnostiqués chaque année. Les études scientifiques démontrent que l'espérance de vie est étroitement liée à la précocité du diagnostic. Les moyens de diagnostic actuels comme la mammographie, l'échographie et la biopsie comportent certaines limitations. Par exemple, la mammographie permet de diagnostiquer la présence d’une masse suspecte dans le sein, mais ne peut en déterminer la nature (bénigne ou maligne). Les techniques d’imagerie complémentaires comme l'échographie ou l'imagerie par résonance magnétique (IRM) sont alors utilisées en complément, mais elles sont limitées quant à la sensibilité et la spécificité de leur diagnostic, principalement chez les jeunes femmes (< 50 ans) ou celles ayant un parenchyme dense. Par conséquent, nombreuses sont celles qui doivent subir une biopsie alors que leur lésions sont bénignes. Quelques voies de recherche sont privilégiées depuis peu pour réduire l`incertitude du diagnostic par imagerie ultrasonore. Dans ce contexte, l’élastographie dynamique est prometteuse. Cette technique est inspirée du geste médical de palpation et est basée sur la détermination de la rigidité des tissus, sachant que les lésions en général sont plus rigides que le tissu sain environnant. Le principe de cette technique est de générer des ondes de cisaillement et d'en étudier la propagation de ces ondes afin de remonter aux propriétés mécaniques du milieu via un problème inverse préétabli. Cette thèse vise le développement d'une nouvelle méthode d'élastographie dynamique pour le dépistage précoce des lésions mammaires. L'un des principaux problèmes des techniques d'élastographie dynamiques en utilisant la force de radiation est la forte atténuation des ondes de cisaillement. Après quelques longueurs d'onde de propagation, les amplitudes de déplacement diminuent considérablement et leur suivi devient difficile voir impossible. Ce problème affecte grandement la caractérisation des tissus biologiques. En outre, ces techniques ne donnent que l'information sur l'élasticité tandis que des études récentes montrent que certaines lésions bénignes ont les mêmes élasticités que des lésions malignes ce qui affecte la spécificité de ces techniques et motive la quantification de d'autres paramètres mécaniques (e.g.la viscosité). Le premier objectif de cette thèse consiste à optimiser la pression de radiation acoustique afin de rehausser l'amplitude des déplacements générés. Pour ce faire, un modèle analytique de prédiction de la fréquence de génération de la force de radiation a été développé. Une fois validé in vitro, ce modèle a servi pour la prédiction des fréquences optimales pour la génération de la force de radiation dans d'autres expérimentations in vitro et ex vivo sur des échantillons de tissu mammaire obtenus après mastectomie totale. Dans la continuité de ces travaux, un prototype de sonde ultrasonore conçu pour la génération d'un type spécifique d'ondes de cisaillement appelé ''onde de torsion'' a été développé. Le but est d'utiliser la force de radiation optimisée afin de générer des ondes de cisaillement adaptatives, et de monter leur utilité dans l'amélioration de l'amplitude des déplacements. Contrairement aux techniques élastographiques classiques, ce prototype permet la génération des ondes de cisaillement selon des parcours adaptatifs (e.g. circulaire, elliptique,…etc.) dépendamment de la forme de la lésion. L’optimisation des dépôts énergétiques induit une meilleure réponse mécanique du tissu et améliore le rapport signal sur bruit pour une meilleure quantification des paramètres viscoélastiques. Il est aussi question de consolider davantage les travaux de recherches antérieurs par un appui expérimental, et de prouver que ce type particulier d'onde de torsion peut mettre en résonance des structures. Ce phénomène de résonance des structures permet de rehausser davantage le contraste de déplacement entre les masses suspectes et le milieu environnant pour une meilleure détection. Enfin, dans le cadre de la quantification des paramètres viscoélastiques des tissus, la dernière étape consiste à développer un modèle inverse basé sur la propagation des ondes de cisaillement adaptatives pour l'estimation des paramètres viscoélastiques. L'estimation des paramètres viscoélastiques se fait via la résolution d'un problème inverse intégré dans un modèle numérique éléments finis. La robustesse de ce modèle a été étudiée afin de déterminer ces limites d'utilisation. Les résultats obtenus par ce modèle sont comparés à d'autres résultats (mêmes échantillons) obtenus par des méthodes de référence (e.g. Rheospectris) afin d'estimer la précision de la méthode développée. La quantification des paramètres mécaniques des lésions permet d'améliorer la sensibilité et la spécificité du diagnostic. La caractérisation tissulaire permet aussi une meilleure identification du type de lésion (malin ou bénin) ainsi que son évolution. Cette technique aide grandement les cliniciens dans le choix et la planification d'une prise en charge adaptée.

Detection of microcalcifications in mammograms using local maxima andadaptive wavelet transform analysis

A method for computer- aided diagnosis of micro calcification clusters in mammograms images presented . Micro calcification clus.eni which are an early sign of bread cancer appear as isolated bright spots in mammograms. Therefore they correspond to local maxima of the image. The local maxima of the image is lint detected and they are ranked according to it higher-order statistical test performed over the sub band domain data

Fast Fractal Coding Method for the Detection of Microcalcification in Mammograms

The presence of microcalcifications in mammograms can be considered as an early indication of breast cancer. A fastfractal block coding method to model the mammograms fordetecting the presence of microcalcifications is presented in this paper. The conventional fractal image coding method takes enormous amount of time during the fractal block encoding.procedure. In the proposed method, the image is divided intoshade and non shade blocks based on the dynamic range, andonly non shade blocks are encoded using the fractal encodingtechnique. Since the number of image blocks is considerablyreduced in the matching domain search pool, a saving of97.996% of the encoding time is obtained as compared to theconventional fractal coding method, for modeling mammograms.The above developed mammograms are used for detectingmicrocalcifications and a diagnostic efficiency of 85.7% isobtained for the 28 mammograms used.

A New Fast Fractal Modeling Approach for the Detection of Microcalcifications in Mammograms

In this paper, a novel fast method for modeling mammograms by deterministic fractal coding approach to detect the presence of microcalcifications, which are early signs of breast cancer, is presented. The modeled mammogram obtained using fractal encoding method is visually similar to the original image containing microcalcifications, and therefore, when it is taken out from the original mammogram, the presence of microcalcifications can be enhanced. The limitation of fractal image modeling is the tremendous time required for encoding. In the present work, instead of searching for a matching domain in the entire domain pool of the image, three methods based on mean and variance, dynamic range of the image blocks, and mass center features are used. This reduced the encoding time by a factor of 3, 89, and 13, respectively, in the three methods with respect to the conventional fractal image coding method with quad tree partitioning. The mammograms obtained from The Mammographic Image Analysis Society database (ground truth available) gave a total detection score of 87.6%, 87.6%, 90.5%, and 87.6%, for the conventional and the proposed three methods, respectively.

Human papillomavirus detection from human immunodeficiency virus-infected colombian women's paired urine and cervical samples

Infection, coinfection and type-specific human papillomavirus (HPV) distribution was evaluated in human immunodeficiency virus (HIV)-positive women from paired cervical and urine samples. Paired cervical and urine samples (n = 204) were taken from HIV-positive women for identifying HPV-DNA presence by using polymerase chain reaction (PCR) with three generic primer sets (GP5+/6+, MY09/11 and pU1M/2R). HPV-positive samples were typed for six high-risk HPV (HR-HPV) (HPV-16, -18, -31, -33, -45 and -58) and two low-risk (LR-HPV) (HPV-6/11) types. Agreement between paired sample results and diagnostic performance was evaluated. HPV infection prevalence was 70.6% in cervical and 63.2% in urine samples. HPV-16 was the most prevalent HPV type in both types of sample (66.7% in cervical samples and 62.0% in urine) followed by HPV-31(47.2%) in cervical samples and HPV-58 (35.7%) in urine samples. There was 55.4% coinfection (infection by more than one type of HPV) in cervical samples and 40.2% in urine samples. Abnormal Papanicolau smears were observed in 25.3% of the women, presenting significant association with HPV-DNA being identified in urine samples. There was poor agreement of cervical and urine sample results in generic and type-specific detection of HPV. Urine samples provided the best diagnosis when taking cytological findings as reference. In conclusion including urine samples could be a good strategy for ensuring adherence to screening programs aimed at reducing the impact of cervical cancer, since this sample is easy to obtain and showed good diagnostic performance.

Primary Prevention and Screening Strategies for Colorectal Cancer: Which Strategy Should Take?

Objective: To explore and define the utility of different strategies for primary prevention (ASA, diet, physical activity) and strategies of screening test (FOBT, sigmoidoscopy, colonoscopy, etc.) for colorectal cancer. Data source: Databases consulted were MEDLINE (1966 to 2006), DARE (1980 to 2006), Cochrane Central Register of Controlled Trials, Cochrane Collaboration’s Registry of Clinical Trials, Cochrane Database of Systematic Reviews and LILACS. Study selection: Studies such clinical trial, cohort and case-control studies of the effectiveness of tests for screening and primary prevention adenoma and colorectal cancer were identified by two reviewers. Data Extraction: The extraction of data and its evaluation is done in most of the process so paired. Limitations: Not strictly complies with the methodology of a systematic review and therefore reproducibility is questionable, the conclusions of this study should be extrapolated with caution. Conclusions: The major strategy of screening on the effectiveness of early detection of premalignant lesions or cancer is colonoscopy every 5 years, however it is necessary to evaluate this measure cost-effectiveness studies. For primary prevention, aspirin and cyclooxygenase-2 inhibitors reduce the incidence of colorectal adenomas. Aspirin can reduce colorectal cancer incidence. However, these medications may be associated with a significant risk of cardiovascular events and gastrointestinal bleeding. The balance between risks and benefits must be evaluated in future studies.

Breast cancer incidence and overdiagnosis in Catalonia (Spain)

Early detection of breast cancer (BC) with mammography may cause overdiagnosis and overtreatment, detecting tumors which would remain undiagnosed during a lifetime. The aims of this study were: first, to model invasive BC incidence trends in Catalonia (Spain) taking into account reproductive and screening data; and second, to quantify the extent of BC overdiagnosis. We modeled the incidence of invasive BC using a Poisson regression model. Explanatory variables were: age at diagnosis and cohort characteristics (completed fertility rate, percentage of women that use mammography at age 50, and year of birth). This model also was used to estimate the background incidence in the absence of screening. We used a probabilistic model to estimate the expected BC incidence if women in the population used mammography as reported in health surveys. The difference between the observed and expected cumulative incidences provided an estimate of overdiagnosis.Incidence of invasive BC increased, especially in cohorts born from 1940 to 1955. The biggest increase was observed in these cohorts between the ages of 50 to 65 years, where the final BC incidence rates more than doubled the initial ones. Dissemination of mammography was significantly associated with BC incidence and overdiagnosis. Our estimates of overdiagnosis ranged from 0.4% to 46.6%, for women born around 1935 and 1950, respectively.Our results support the existence of overdiagnosis in Catalonia attributed to mammography usage, and the limited malignant potential of some tumors may play an important role. Women should be better informed about this risk. Research should be oriented towards personalized screening and risk assessment tools

MS-based clinical proteomics: biomarker discovery in men’s cancer

Importance of biomarker discovery in men’s cancer diagnosis and prognosis Each year around 10,000 men in the UK die as a result of prostate cancer (PCa) making it the 3rd most common cancer behind lung and breast cancer; worldwide more than 670,000 men are diagnosed every year with the disease [1]. Current methods of diagnosis of PCa mainly rely on the detection of elevated prostate-specific antigen (PSA) levels in serum and/or physical examination by a doctor for the detection of an abnormal prostate. PSA is a glycoprotein produced almost exclusively by the epithelial cells of the prostate gland [2]. Its role is not fully understood, although it is known that it forms part of the ejaculate and its function is to solubilise the sperm to give them the mobility to swim. Raised PSA levels in serum are thought to be due to both an increased production of PSA from the proliferated prostate cells, and a diminished architecture of affected cells, allowing an easier distribution of PSA into the wider circulatory system.

The aluminium content of breast tissue taken from women with breast cancer

The aetiology of breast cancer is multifactorial. While there are known genetic predispositions to the disease it is probable that environmental factors are also involved. Recent research has demonstrated a regionally specific distribution of aluminium in breast tissue mastectomies while other work has suggested mechanisms whereby breast tissue aluminium might contribute towards the aetiology of breast cancer. We have looked to develop microwave digestion combined with a new form of graphite furnace atomic absorption spectrometry as a precise, accurate and reproducible method for the measurement of aluminium in breast tissue biopsies. We have used this method to test the thesis that there is a regional distribution of aluminium across the breast in women with breast cancer. Microwave digestion of whole breast tissue samples resulted in clear homogenous digests perfectly suitable for the determination of aluminium by graphite furnace atomic absorption spectrometry. The instrument detection limit for the method was 0.48 μg/L. Method blanks were used to estimate background levels of contamination of 14.80 μg/L. The mean concentration of aluminium across all tissues was 0.39 μg Al/g tissue dry wt. There were no statistically significant regionally specific differences in the content of aluminium. We have developed a robust method for the precise and accurate measurement of aluminium in human breast tissue. There are very few such data currently available in the scientific literature and they will add substantially to our understanding of any putative role of aluminium in breast cancer. While we did not observe any statistically significant differences in aluminium content across the breast it has to be emphasised that herein we measured whole breast tissue and not defatted tissue where such a distribution was previously noted. We are very confident that the method developed herein could now be used to provide accurate and reproducible data on the aluminium content in defatted tissue and oil from such tissues and thereby contribute towards our knowledge on aluminium and any role in breast cancer.

Objective Detection and Delineation of Oral Neoplasia Using Autofluorescence Imaging

Although the oral cavity is easily accessible to inspection, patients with oral cancer most often present at a late stage, leading to high morbidity and mortality. Autofluorescence imaging has emerged as a promising technology to aid clinicians in screening for oral neoplasia and as an aid to resection, but current approaches rely on subjective interpretation. We present a new method to objectively delineate neoplastic oral mucosa using autofluorescence imaging. Autofluorescence images were obtained from 56 patients with oral lesions and 11 normal volunteers. From these images, 276 measurements from 159 unique regions of interest (ROI) sites corresponding to normal and confirmed neoplastic areas were identified. Data from ROIs in the first 46 subjects were used to develop a simple classification algorithm based on the ratio of red-to-green fluorescence; performance of this algorithm was then validated using data from the ROIs in the last 21 subjects. This algorithm was applied to patient images to create visual disease probability maps across the field of view. Histologic sections of resected tissue were used to validate the disease probability maps. The best discrimination between neoplastic and nonneoplastic areas was obtained at 405 nm excitation; normal tissue could be discriminated from dysplasia and invasive cancer with a 95.9% sensitivity and 96.2% specificity in the training set, and with a 100% sensitivity and 91.4% specificity in the validation set. Disease probability maps qualitatively agreed with both clinical impression and histology. Autofluorescence imaging coupled with objective image analysis provided a sensitive and noninvasive tool for the detection of oral neoplasia.

Recovery of DNA for the detection and genotyping of human papillomavirus from clinical cervical specimens stored for up to 2 years in a universal collection medium with denaturing reagent

The recovery and stability of DNA for the detection and genotyping of HPV in UCM-containing specimens, after exposure to denaturing reagents and stored for up to 2 years were evaluated. Samples were collected from 60 women who had cervical cytology specimens harboring cervical intraepithelial neoplasia (CIN) 2 or 3. All samples were stored in UCM and had been frozen at -20 degrees C following the addition of the denaturing reagent (sodium hydroxide) and the removal of the aliquot required for Hybrid Capture 2 testing for the identification of HPV DNA. The samples had been stored for 6, 12 and 24 months (20 samples for each storage time). HPV DNA extraction was performed according to a protocol designed specifically and the presence and quality of DNA was confirmed by human P-globin detection using the consensus primers G73 and G74. HPV DNA was amplified using the consensus primers PGMY09 and PGMY11, and reverse line-blot hybridization was used to detect type-specific amplicons for 37 HPV types. The DNA extracted from the denatured specimen was recovered in 57/60 (95%) of the samples. HPV DNA was detected in 56/57 (98%) of the recovered samples. Twenty-six of the 56 samples recovered (48%) were genotyped successfully. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of message framing on breast-cancer-related beliefs and behaviours: the role of mediating factors

The effects of gain-loss message framing on breast-cancer-related cognitions and behaviors were assessed among 539 women aged 30 to 70 years. The design involved a prebrochure telephone interview, followed by a brochure mailout, and a postbrochure telephone interview. The brochures contained information about breast cancer and the risk of family history. Recommended behaviors were framed to emphasize gains, losses, or were neutral; and statistical risk information was presented either positively or negatively. Measures included demographics, family history, breast self-examination (BSE) performance, BSE intention, self-efficacy in performing BSE, perceived early detection risk of breast cancer, perceived susceptibility to breast cancer, and anxiety about breast cancer. A loss-framed message led to greater positive change in BSE behavior. Interactions between framing effects and variables of issue involvement, perceived early detection risk, and self-efficacy indicated effects on behavior, but not beliefs.