Nuevas terapias basadas en dianas moleculares en cáncer colorrectal metastásico

El desarrollo de nuevas drogas en cáncer colorrectal ha pasado por una etapa previa indispensable, basada en el conocimiento de la biología tumoral de la enfermedad que median el crecimiento tumoral, ciclo celular, apoptosis, angiogénesis e invasión. Existen múltiples fármacos en fase de desarrollo que han sido diseñados de forma específica para bloquear distintos mecanismos biológicos fundamentales para la progresión tumoral. El objetivo de este trabajo, es llevar a cabo una revisión de la situación actual de los nuevos fármacos basados en dianas moleculares que se estan desarrollando en el cáncer colorrectal metastásico.

Development and evaluation of antibody-MHC/peptide conjugates as a new form of cancer immunotherapy

Summary One of the major goals of cancer immunotherapy is the induction of a specific and effective antitumor cytotoxic T lymphocyte (CTL) response. However, the downregulation of Class I Major Histocompatibility Complexes (MHC) expression and the low level of tumor peptide presentation on tumor cell surface, ás well as the low immunogenicity of tumor specific antigens, limit the effectiveness of anti-tumor CTL responses. On the other hand, monoclonal antibodies, which bind with high affinity to tumor cell surface markers, are powerful tumor targeting tools. However, their capacity to .kill cancer cells is limited and mAb cancer treatments usually require the addition of different form of chemotherapy. The new cancer immunotherapy strategy described herein combines the advantage of the high tumor targeting capacity of monoclonal antibodies (mAb) with the powerful cytotoxicity of CD8 T lymphocytes directed against highly antigenic peptide-MHC complexes. Monoclonal antibody Fab fragments directed against a cell surface tumor associated antigen (TAA) are chemically coupled to soluble MHC class I complexes carrying a highly antigenic peptide. Antibody guided targeting and oligomerization of numerous antigenic class IMHC/peptide complexes on tumor cell surfaces can redirect the cytotoxicity of peptide-specific CD8 T cells towards target cancer cells. After the description of the production of murine anti-tumor xMHC/peptide conjugates in the first part of this thesis, the therapeutic potential of such conjugates were sequentially investigated in different syngeneic tumor mouse models. As a first proof of principle, transgenic OT-1 mice and later CEA transgenic C57BL/6 (B6) mice, adoptively transferred with OT-1 spleen cells and immunized with ovalbumin, were used as a model of high frequency of ova peptide specific T cells. In these mice, growth inhibition and regression of palpable colon carcinoma expressing CEA, were obtained by systemic injection of anti-CEA Fab/H-2Kb/ova peptide conjugates. Next, LCMV virus and influenza virus infection of B6 mice were used as viral models to redirect natural antiviral CTL responses to tumors via conjugates loaded with viral peptides. We showed that in mice infected with the LCMV virus, subcutaneous CEA-expressing tumor cells were inhibited by the H2Db/GP33 restricted anti-viral CTL response when preincubated before grafting with anti-CEA Fab-H-2Db/GP33 peptide conjugates. In mice infected with the influenza virus, lung metastases expressing the HER2 antigen were inhibited by the H-2Db/NP366 restricted CTLs response when preincubated before injection with anti-Her2 Fab-H-2Db/NP366 peptide conjugates. In the last chapter, the stability of the peptide in the anti-CEA Fab-H-2Db/GP33 conjugates was improved by the covalent photocross-link of the GP33 peptide in the H-2Db MHC groove. Thus, LCMV immune mice could reject CEA expressing tumors when treated with systemic injections of anti-CEA FabH-2Db/GP33 cross-linked conjugates. These results are encouraging for the potential application of this strategy in clinic. Such conjugates could be used alone in patients boosted by the relevant virus, or used in combination with existing T cell based ìmmunotherapy. Résumé Une des principales approches utilisées dans l'immunothérapie contre le cancer consiste en l'induction d'une réponse T cytotoxique (CTL) spécifiquement dirigée contre la tumeur. Cependant, le faible niveau d'expression des complexes majeurs d'histocompatibilité de classe I (CMH I) et de présentation des peptides tumoraux à la surface des cellules cancéreuses ainsi que la faible immunogenicité des antigens tumoraux, limitent l'efficacité de la réponse CTL. D'autre part,. l'injection d'anticorps monoclonaux (mAb), se liant avec une haute affinité aux marqueurs de surface des cellules tumorales, a fourni des résultats cliniques encourageant. Cependant l'efficacité de ces mAbs contre des tumeur solides reste limitée et necessite souvent l'addition de chimiotherapie. La nouvelle stratégie thérapeutique décrite dans ce travail associe le fort pouvoir de localisation des anticorps monoclonaux et le fort pouvoir cytotoxique des lymphocytes T CD8+. Des fragments Fab d'anticorps monoclonaux, dirigés contre des antigènes surexprimés à la surface de cellules tumorales, ont été chimiquement couplés à des CMH I solubles, portant un peptide fortement antigénique. Le ciblage et l'oligomérisation à la surface des cellules tumorales de nombreux CMH I présentant un peptide antigénique, va réorienter la cytotoxicité des cellules T CD8+ spécifiques du peptide présenté, vers les cellules tumorales cibles. Après une description de la production de conjugé anti-tumeur x CMH Upeptide dans la première partie de cette thèse, le potentiel thérapeutique de tels conjugés a été successivement étudiés in vivo dans différents modèles de tumeur syngénéiques. Tout d'abord, des souris OT-1 transgéniques, puis des souris C57BL/6 (B6) transférées avec des cellules de rate OT-1 puis immunisées avec l'ovalbumine, ont été employées comme modèle de haute fréquence de cellules T CD8+ spécifiques du peptide ova. Chez ces souris, l'inhibition de la croissance et la régression de nodules palpables de carcinomes exprimant l'antigène caccino embryonaire (ACE), ont été obtenues par l'injection systémique de conjugés anti-ACE Fab/H-2Kb/ova. Par la suite, l'infection de souris B6 par le virus LCMV et par le virus de la grippe, ont été utilisés comme modèles viraux pour redirigées des réponses anti-virales naturelles vers les tumeurs, en utilisant des conjugés chargés avec des peptides viraux. Nous avons montré que .chez les souris infectées par le LCMV, la croissance de carcinome sous-cutané est empêchée par la réponse anti-virale, spécifique du complexe H2Db/GP33, lorsque les cellules tumorales greffées sont pré-incubées avec des conjugés anti-CEA Fab-H-2Db/GP33. Dans le cas de souris infectées par le virus de la grippe, la métastatisation de mélanomes pulmonaires exprimant l'antigène HER-2 est inhibée par la réponse anti-virale spécifique du complexe H-2Db/NP366, après pré-incubation des cellules tumorales avec des conjugés anti-Her2 FabxH-2Db/NP366. Dans le dernier chapitre, la liaison covalente du peptide GP33 dans le complexe H-2Db a amélioré la stabilité des conjugés correspondants et a permis le traitement systémique de souris greffées avec des tumeurs exprimant l'ACE et infectées par le LCMV. L'ensemble de ces résultats sont encourageant pour l'application de cette strategie en clinique. De tels conjugués pourraient être employés seuls ou en combinaison avec des protocols d'immunisation peptidique anti-tumoral. Résumé pour un large public Dans les pays industrialisés, le cancer se situe au deuxième rang des causes de mortalité après les maladies cardiovasculaires. Les principaux traitement de nombreux cancers sont la chirurgie, en association avec la radiothérapie et la chimiothérapie. L'immunothérapie est l'une des nouvelles approches mises en oeuvre pour la lutte contre le cancer. Elle peut être humorale, et s'appuyer alors sur la perfusion d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes tumoraux, par exemple les anticorps dirigés contre les protéines oncogéniques Her-2/neu dans le cancer du sein. Ces anticorps ont le grand avantage de spécifiquement se localiser à la tumeur et d'induire la lyse ou d'inhiber la proliferation des cellules tumorales exprimant l'antigène. Certains sont utilisés en clinique pour le traitement de lymphomes, de carcinomes de l'ovaire et du sein ou encore de carcinomes metastatiques du côlon. Cependant l'efficacité de ces anticorps contre des tumeurs solides reste limitée et les traitements exigent souvent d'être combiner avec de la chimiothérapie. L'immunothérapie spécifique peut également être cellulaire et reposer sur une démarche de type vaccinal, consistant à générer des lymphocytes T cytotoxiques (cytotoxic T lymphocytes :CTL) capables de détruire spécifiquement les cellules malignes. Pour obtenir une réponse lymphocytaire T cytotoxique antitumorale, la cellule T doit reconnaître un antigène associé à la tumeur, présenté sous forme de peptide dans un complexe majeur d'histocompatibilité de classe I. Or les cellules tumorales ne presentent pas efficacement les peptides antigèniques, car elles se caractérisent par une diminution ou une absence d'expression des antigènes d'histocompatibilité de classe I, des molécules d'adhésion et des cytokines costimulatrices, et par une faible expression des antigènes associés aux tumeurs. C'est en partie pourquoi, malgré l'induction de fortes réponses CTL specifiquement dirigés contre des antigens tumoraux, les régressions tumorales obtenus grace à ces vaccinations sont relativement rares. Alors que chez les personnes atteintes du cancer on observe l'instauration d'une tolérance immunitaire vis-à-vis de la tumeur, à l'inverse, notre systeme immunitaire reste parfaitement capable de combattre des infection virales classiques, tels que la grippe, qui font aussi appel à une réponse T cytotoxique. Notre groupe de recherche a donc eu l'idee de développer une nouvelle approche thérapeutique où une réponse immunitaire anti-virale très efficace serait redirigée vers les tumeurs par des anticorps monoclonaux. Concrètement, nous avons chimiquement couplés des fragments d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes surexprimés à la surface de cellules tumorales, à des CMH I portant un peptide viral antigénique. Les cellules tumorales, ciblées par le fragment anticorps et couvertes d' antigènes viraux présentés par des molécules de CMH I, peuvent ainsi tromper les lymphocytes cytotoxiques anti-viraux qui vont détruire les cellules tumorales comme si elles étaient infectées par le virus. Suite à des résultats prometteurs obtenus in vitro avec différents conjugués anticorps-CMH humain de type HLA.A2/peptide Flu, le but du projet était de tester in vivo des conjugués anticorps-CMH I murins sur des modèles expérimentaux de souris. Tout d'abord, des souris transgéniques pour un recepteur T specifique du peptide ova, puis des transferts adoptifs de ces cellules T specifiques dans des souris immunocompétentes, ont été choisi comme modèle de haute fréquence des cellules T spécifiques, et ont permi de valider le principe de la strategie in vivo. Puis, deux modèles viraux ont été elaboré avec le virus LCMV et le virus Influenza, pour réorienter des réponses antivirales naturelles vers les tumeurs grâce à des conjugés chargés avec des peptides viraux. Nous avons montré la grande capacité de nos conjugués à rediriger des réponses cytotoxiques vers les tumeurs et inhiber la croissance de tumeurs syngénéiques sous cutanés et pulmonaires. Ces résultats d'inhibition tumorales obtenus dans des souris immunocompétentes, grâce à l'injection de conjugués anticorps xCMH/peptide et réorientant deux réponses antivirales différentes vers deux modèles tumoraux syngeneiques, sont encourageant pour l'application de cette nouvelle stratégie en clinique.

Characterization of the effects of radiation therapy on the tumour microenvironment and their consequences on cancer progression

RESUME La radiothérapie est utilisée avec succès pour le traitement d'un grand nombre de pathologies tumorales (1). Cependant, les récidives post-actiniques sont associées à un risque accru de développer des métastases régionales et à distance (2, 3). La prise en charge de ce type de patients demeure insatisfaisante à l'heure actuelle, principalement parce que les mécanismes physio-pathologiques sous- sous-jacents restent mal compris. Etant donné le rôle primordial du stroma dans la progression tumorale (4) et l'importance des effets de la radiothérapie sur le micro-environnement des tumeurs (5), nous avons émis l'hypothèse que la radiothérapie pouvait engendrer des modifications stromales susceptibles de contribuer à l'émergence d'un phénotype tumoral plus agressif. Nous avons observé que l'exposition préalable d'un environnement tumoral à des radiations ionisantes engendre une inhibition locale et à long terme de l'angiogenèse. Cette inhibition conduit à la création d'un environnement tumoral hypoxique favorisant l'invasion et la métastatisation tumorale. Les mécanismes sous-jacents impliquent l'activation de gènes prométastatiques sous le contrôle du facteur de transcription HIF-1, ainsi que la sélection hypoxique de cellules hautement invasives et métastatiques. Par des analyses de profile d'expression génétique ainsi que par des analyses fonctionnelles, nous avons identifié la protéine matri-cellulaire CYR61 ainsi que ses partenaires d'interaction, les intégrines aVb5/aVb3, comme médiateurs importants de ces effets. De plus, une corrélation significative a également été trouvée entre le niveau d'expression de CYR61 et le taux d'hypoxie dans un grand nombre de carcinomes mammaires chez l'humain. Une association a aussi été observée entre le niveau d'expression de CYR61 et le pronostic de patientes souffrant d'un cancer du sein traité par chimiothérapie adjuvante. Globalement ces résultats identifient l'interaction entre la protéine CYR61 et ses récepteurs aVb5/aVb3 comme un mécanisme important du processus de métastatisation et en font une cible thérapeutique potentielle pour le traitement de patients souffrant d'une récidive tumorale après un traitement de radiothérapie. Finalement, bien que l'inhibition de l'angiogenèse soit locale dans ce cas particulier, nos résultats justifient une surveillance particulière des patients souffrant d'une pathologie tumorale et étant au bénéfice d'un traitement inhibiteur de l'angiogenèse. SUMMARY Radiotherapy is successfully used to treat a large variety of tumours (1 ). However, cancer patients experiencing local recurrent disease after radiation therapy are at increased risk of developing regional and distant metastasis (2, 3). The clinical management of this condition represents a difficult and challenging issue, mainly because the underlying physio-pathological mechanisms remain poorly understood. Given the well established role of the tumour stroma in promoting cancer progression (4) and since radiotherapy is known to persistently alter the tumour microenvironment (5), we hypothesized that ionising radiations may generate stromal modifications contributing to the metastatic spread of relapsing tumours. Here, we report that irradiation of the prospective tumour microenvironment promotes tumour invasion and metastasis through a mechanism of local and sustained impairment of angiogenesis leading to both HIF-1 dependent activation of pro-metastatic genes and hypoxia-mediated selection of highly metastatic tumour cell variants. Through gene expression profiling and functional experiments, we identified the matricellular signalling protein CYR61 and its interaction partners aVb5/ aVb3 integrins as critical mediators of these effects. Furthermore, we found a significant correlation between CYR61 expression and the hypoxic status of a large number of human mammary carcinomas. A positive correlation between increased levels of CYR61 expression and shorter relapse free survival was also identified in breast cancer patients treated with adjuvant chemotherapy. Together, these results identify CYR61 and aVb5/aVb3 integrins as critical mediators of metastasis and potential therapeutic targets to improve outcome in patients with post-radiation tumour recurrences. Finally, although inhibition of angiogenesis is local in this setting, our data warrant close monitoring of tumour progression in patients under anti-angiogenic therapy.

Polimorfismos Genéticos do Vegf, Rage, Pon1 e Pon2 na Retinopatia Diabética em Indivíduos com Diabetes Tipo 2

A diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é responsável por uma elevada morbilidade e mortalidade em todo o Mundo, essencialmente devido às suas complicações, entre as quais a retinopatia diabética (RD), considerada uma das mais graves, e responsável por 4,8% dos casos de cegueira. Estudos sugerem uma componente genética como um dos principais factores para o desenvolvimento da RD. O gene do VEGF (vascular endothelial growth factor) é um dos mais estudados, por promover a angiogénese e a neovascularização. Outro importante gene candidato é o RAGE (receptor for advanced glycation end products), e, mais recentemente, os genes da paraoxonase, PON1 e PON2. Objectivou-se avaliar a influência dos polimorfismos VEGF -634C/G, RAGE -374T/A, PON1Gln192Arg e PON2Cys310Ser no aparecimento e progressão da RD em indivíduos com DM2 e a sua influência no aparecimento da DM2. Analisaram-se 129 indivíduos, 86 com DM2 e 43 indivíduos saudáveis. Os polimorfismos foram avaliados em todos os indivíduos por PCR-FRLP. A caracterização clínica e a determinação da actividade enzimática da PON1 foram avaliadas em 47 diabéticos. Não se obtiveram diferenças para o polimorfismo do VEGF-634 G/C. O alelo A do polimorfismo RAGE -374A/T mostrou-se mais frequente em indivíduos sem RD ou EMD quando comparados com indivíduos com RD ou EMD. O alelo Q (Gln) e o alelo S (Ser) dos polimorfismos PON1Gln192Arg e PON2Cys310Ser, respectivamente, mostraram-se mais frequentes em indivíduos com DM2 quando comparados com indivíduos saudáveis. Não houve quaisquer diferenças relativamente à actividade enzimática da PON1, nem em relação ao polimorfismo da PON1 nem em relação à presença ou ausência de RD ou EMD. Conclui-se que o alelo A do polimorfismo RAGE -374A/T é factor protector para o aparecimento da RD e do EMD, enquanto os alelos Q e S dos polimorfismos PON1Gln192Arg e PON2Cys310Ser, respectivamente, são factores de risco para o aparecimento da DM2

The Bcl-2/Bcl-XL inhibitor ABT-737 promotes death of retinoblastoma cancer cells.

Purpose: Retinoblastoma is a malignant tumor that usually develops in early childhood. During retinoblastoma spreading, RB1 gene inactivation is followed by additional genomic modifications which progressively lead to resistance of tumor cells to death. Drugs that act at downstream levels of death signaling pathways should therefore be interesting in killing retinoblastoma cells. ABT-737, a BH3 mimetic molecule effective at the mitochondrial level, has been shown to induce apoptosis in different human tumoral cell lines as well as in primary patient-derived cells, and in a mouse xenograph model. Methods: In this report, we analyzed the pro-death effect of ABT-737 on two human retinoblastoma cell lines, Y79 and WERI-Rb, as well as on the mouse photoreceptor cell line 661W. Results: We observed that ABT-737 was very effective as a single agent in inducing human WERI-Rb cells apoptosis without affecting the mouse 661W photoreceptor cells. However human Y79 cells were resistant to ABT-737, as a probable consequence of the absence of Bax. The high sensitivity of WERI-Rb to ABT-737 can be increased by downregulating Mcl-1 using the proteasome inhibitor MG-132. Preliminary analysis in primary mouse retinoblastoma tumoral cell lines predicts high sensitivity to ABT-737. Conclusion: Our data suggest that ABT-737 or related compounds could be a highly effective drug in the treatment of some retinoblastomas.

Evaluation of uptake and transport of cationic and anionic ultrasmall iron oxide nanoparticles by human colon cells

Nanoparticles (NPs) are in clinical use or under development for therapeutic imaging and drug delivery. However, relatively little information exists concerning the uptake and transport of NPs across human colon cell layers, or their potential to invade three-dimensional models of human colon cells that better mimic the tissue structures of normal and tumoral colon. In order to gain such information, the interactions of biocompatible ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles (USPIO NPs) (iron oxide core 9-10 nm) coated with either cationic polyvinylamine (aminoPVA) or anionic oleic acid with human HT-29 and Caco-2 colon cells was determined. The uptake of the cationic USPIO NPs was much higher than the uptake of the anionic USPIO NPs. The intracellular localization of aminoPVA USPIO NPs was confirmed in HT-29 cells by transmission electron microscopy that detected the iron oxide core. AminoPVA USPIO NPs invaded three-dimensional spheroids of both HT-29 and Caco-2 cells, whereas oleic acid-coated USPIO NPs could only invade Caco-2 spheroids. Neither cationic aminoPVA USPIO NPs nor anionic oleic acid-coated USPIO NPs were transported at detectable levels across the tight CacoReady? intestinal barrier model or the more permeable mucus-secreting CacoGoblet? model.

Estudio prospectivo de la cefalea en pacientes con hemopatías malignas

Objetivo: describir las cefaleas en pacientes ingresados con neoplasias hematológicas, identificar los factores asociados a cefaleas secundarias graves. Estudio observacional prospectivo. Se incluyen 30 casos de cefalea correspondientes a 23 pacientes. Ocho cefaleas son primarias y 22 secundarias. Diez de estas, son secundarias a patología grave o potencialmente grave: encefalopatía hipertensiva, neoplasia intracraneal, hemorragia intracraneal, infección cefálica, trombosis venosa, fiebre tumoral e hipertensión sin encefalopatía. El riesgo de que una cefalea sea secundaria a patología grave es mayor en los casos que presentan esa cefalea por primera vez y en los que coincide con el debut de la enfermedad hematológica.

The Lausanne experience with the Wichita fusion nail for arthrodesis of the knee

Background: Arthrodesis of the knee by intramedullary fixation hasbeen reported to have a higher rate of success than external fixationor compression plating. Antegrade nailing however can lead to complicationsdue to the different diameters of the medullary canals, fracturesduring insertion, poor rotational stability, breakage of the IM-nailand insufficient compression at the fusion site.Method: This retrospective study reports all knee fusions performedby the same orthopaedic surgeon with the Wichita (Stryker) fusion nail(WFN) from 2004 to 2010. The Wichita nail is a short nail with a deviceat the knee which allows for coupling of differently sized and interlockedfemoral and tibial components and at the same time for compression.Results: We report of 18 patients with a mean follow up of 28 months(range 3-71 months). Infected TKA was the most common indicationfor arthrodesis in 9 cases. The remaining reasons included asepticfailed TKA in 3 cases, 2 patients after fracture, 1 patient with neurologicalinstability after knee dislocation, 1 patient after tumoral resectionand 1 non union after failed arthrodesis with long antegrade nail.Finally 1 patient with bilateral congenital knee dislocation operated onboth sides. As expected, patients receiving the WFN had undergonea large number of previous knee surgeries with a mean of 3.8 (range0-8) procedures per patient. The complication rate was 27% (5 of 18).Two patients had persistent pain requiring revision surgery to increasestability with plating. One case of periprosthetic fracture needed openreduction and internal fixation. 2 patients with superficial hematomawere treated one with open drainage and the other with physiotherapy.Infection was erradicated in all septic cases, we found no new infectionand the fusion rate was 100%.Conclusion: The results in these often difficult cases are satisfyingand we think that this technique is a valid alternative to the otherknown techniques of knee fusion in patients with a poor bone stockand fragile soft tissues.

Evaluation of uptake and transport of cationic and anionic ultrasmall iron oxide nanoparticles by human colon cells.

Nanoparticles (NPs) are in clinical use or under development for therapeutic imaging and drug delivery. However, relatively little information exists concerning the uptake and transport of NPs across human colon cell layers, or their potential to invade three-dimensional models of human colon cells that better mimic the tissue structures of normal and tumoral colon. In order to gain such information, the interactions of biocompatible ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles (USPIO NPs) (iron oxide core 9-10 nm) coated with either cationic polyvinylamine (aminoPVA) or anionic oleic acid with human HT-29 and Caco-2 colon cells was determined. The uptake of the cationic USPIO NPs was much higher than the uptake of the anionic USPIO NPs. The intracellular localization of aminoPVA USPIO NPs was confirmed in HT-29 cells by transmission electron microscopy that detected the iron oxide core. AminoPVA USPIO NPs invaded three-dimensional spheroids of both HT-29 and Caco-2 cells, whereas oleic acid-coated USPIO NPs could only invade Caco-2 spheroids. Neither cationic aminoPVA USPIO NPs nor anionic oleic acid-coated USPIO NPs were transported at detectable levels across the tight CacoReady? intestinal barrier model or the more permeable mucus-secreting CacoGoblet? model.

Interactions between cells and functionalized nanoparticles

In this present thesis Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPIONs) with 9 nm in diameter were selected as nanocarriers in order to study their potential application as drug delivery systems. Therefore the aim of the study was to demonstrate the proof of concept by establishing an efficient system of drug delivery, which would be a valuable tool in biomedical applications, such as the treatement of cancer, by reducing the side effects due to administration of a high concentration of therapeutic agents. As demonstrated in a previous study, the uptake of SPIONs by tumoral human cells was enhanced by the presence of amino groups on their surface. The stabilization of SPIONs were then performed and optimized by the coating of poly(vinylalcohol) and poly(vinylalcohol/vinylamine). Such nanoparticles were known as aminoPVA-SPIONs. The toxicity and the inflammatory reaction of aminoPVA-SPIONs were evaluated in order to establish their potentiel use in the human body. The results demonstrated that the human cells were able to invaginate aminoPVA-SPIONS without revealing any toxicity and inflammatory reaction. The analysis by transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), cryo-TEM, confocal microscopy and histological staining (i.e. Prussian Blue) showed that the iron oxide core of SPIONs were located in the cytoplasm of cells and concentrated in vesicles. The evaluation of the mechanism of uptake of aminoPVA-SPIONs revealed that their uptake by monolayer cell culture was performed via an active mechanism, which was achieved by a clathrin-mediated endocytosis. Consequently, it was suggested that aminoPVA-SPIONs were good candidates as nanocarriers in drug delivery systems, which were able to reach the cytoplasm of cells. Their incubation with three-dimensional models mimicing tissues, such as differentiated rat brain cell-derived aggregates and spheroids, revealed that aminoPVA-SPIONs were able to invade into deep cell layers according to the stage of growth of these models. In the view of these promising results, drug-SPIONs were prepared by the functionalization of aminoPVA-SPIONs via a biological labile chemical bond by one of these three antineoplastic agents, which are widely used in clinical practice: 5-fluorourdine (Fur) (an antimetabolite), or camptothecin (CPT) (a topoisomerase inhibitor) or doxorubicin (DOX) (an anthracycline which interfere with DNA). The results shown that drug-SPIONs were internalized by human melanoma cells, as it was expected due the previous results with aminoPVA-SPIONs, and in addition they were active as anticancer agents, suggesting the efficient release of the drug from the drug-SPIONs. The results with CPT-SPIONs were the most promising, whereas DOX- SPIONs did not demonstrate a prononced activity of DOX. In conclusion, the results demonstrated that functionalized iron oxide nanoparticles are a promising tool in order to deliver therapeutic agents. - Dans le cadre de ce travail de thèse, les nanoparticules superparamagnétiques d'oxyde de fer (SPIONs) ayant un diamètre de 9 nm ont été choisies, afin d'étudier leur éventuelle utilisation dans un système de délivrance d'agents thérapeutiques. Ainsi le but de la thèse est de démontrer la faisabilité de fabriquer un système efficace de délivrance d'agents thérapeutiques, qui serait un outil intéressant dans le cadre d'une utilisation biomédicale, par exemple lors du traitement du cancer, qui pourrait réduire les effets secondaires provoqués par le dosage trop élevé de médicaments. Comme il a été démontré dans une précédente étude, l'invagination des SPIONs par des cellules humaines cancéreuses est améliorée par la présence de groupes fonctionnels amino à leur surface. La stabilisation des SPIONs est ainsi effectuée et optimisée par l'enrobage de poly(vinylalcool) et de (poly(vinylalcool/vinylamine), qui sont connues sous le nom de aminoPVA-SPIONs. La toxicité et la réaction inflammatoire des aminoPVA-SPIONs ont été évaluées dans le but de déterminer leur potentielle utilisation dans le corps humain. Les résultats démontrèrent que les cellules humaines sont capables d'invaginer les aminoPVAS-SPIONs sans induire une réaction toxique ou inflammatoire. L'analyse par la microscopie électronique en transmission électronique (TEM), la microscopie électronique à balayage (SEM), le cryo-microscopie électronique (SEM), la microscopie confocale et la coloration histologique (par ex, le bleu de Prusse) a montré que l'oxyde de fer des SPIONs est localisé dans le cytoplasme des cellules et est concentré dans des vesicules. L'évaluation du méchanisme d'invagination des aminoPVA-SPIONs ont révélé que leur invagination par des monocultures de cellules est effectué par un méchanisme actif, contrôlé par une endocytose induite par les clathrins. Par conséquent, les aminoPVA-SPIONs sont de bons candidats en tant que transporteurs (nanocamers) dans un système de délivrance d'agents thérapeuthique, capable d'atteindre le cytoplasme des cellules. Leur incubation avec des modèles tridimenstionnels imitant les tissues, tels que les aggrégats de cellules de cerveau différenciées et les sphéroïdes, a montré que les aminoPVA-SPIONs sont capable de pénétrer dans les couches profondes des modèles, selon l'état d'avancement de leur croissance. En vue de ces résultats prometteurs, les drug-SPIONs ont été préparés en fonctionalisant les aminoPVA-SPIONs par le biai d'une liaison chimique labile par un des trois agents thérapeutiques, déjà utilisé en pratique : 5-fluorourdine (Fur) (un antimétabolite), or camptothecin (CPT) (un inhibiteur de la topoisomerase) or doxorubicin (DOX) (un anthracycline qui interfère avec le DNA). Les résultats ont montré que les drug-SPIONs sont capable d'être internalisés par les mélanomes, comme il a été attendu d'après les résultats obtenus précédemment avec les aminoPVA-SPIONs, et de plus, les drug-SPIONs sont actifs, ce qui suggère un relargage efficace de l'agent thérapeutique du drug-SPIONs. Les résultats obtenus avec les CPT-SPIONs sont les plus prometteurs, tandis que ceux avec les DOX-SPIONs, ce n'est pas le cas, dont l'activité thérapeutique de DOX n'a pas été aussi efficace. En conclusion, les résultats ont pu démontrer que les nanoparticules d'oxyde de fer fonctionnalisées sont un outil prometteur dans la délivrance d'agents thérapeutiques.

Antitumor activities of ATP-competitive inhibitors of mTOR in colon cancer cells

Le cancer colorectal est la 3ème cause de décès liée au cancer dans l'Europe de l'Ouest et nécessite une prise en charge pluridisciplinaire. Les thérapies anticancéreuses récentes développées visent à inhiber les voies de signalisation cellulaires responsables de la prolifération des cellules tumorales. L'inhibition de la voie de signalisation cellulaire mTOR, est une stratégie prometteuse. En effet, mTOR est souvent suractivé dans les cellules du cancer colorectal et régule la croissance, la prolifération et la survie cellulaire. De nombreuses études récentes ont démontrés l'importance de l'activité de mTOR dans le développement du cancer colorectal et l'efficacité anti-tumorale des inhibiteurs allostériques de mTOR, telle que la rapamycine. Récemment, une nouvelle classe d'inhibiteur de mTOR, notamment PP242 et NVP-BEZ235, agissant comme inhibiteur ATP- compétitif a été développée. L'efficacité de ces inhibiteurs n'a pas été démontrée dans le contexte du cancer colorectal. Dans cette étude, nous avons comparé l'effet de PP242, un inhibiteur ATP-compétitif de mTOR et NVP-BEZ235, un inhibiteur dual de PI3K/mTOR par rapport à la rapamycine. Nous avons étudié, in vitro, leur effet sur la croissance, la prolifération et la survie cellulaire sur des lignées cellulaires du cancer du colon (LS174, SW480 et DLD-1) et, in vivo, sur la croissance de xénogreffes dans un modèle murin. Nous avons émis l'hypothèse que l'effet des ces nouveaux inhibiteurs seraient plus importants qu'avec la rapamycine. Nous avons observé que le PP242 et le NVP-BEZ235 réduisent significativement et de façon plus marquée que la rapamycine la croissance, la prolifération et la survie cellulaire des cellules LS174T et DLD-1. Ces inhibiteurs réduisent également la prolifération et la survie cellulaire des cellules SW480 alors que celles-ci étaient résistantes à la rapamycine. Nous avons également observé que les inhibiteurs PP242 et NVP-BEZ235 réduisaient la croissance des xénogreffes avec les lignées cellulaires LS174 et SW480. Finalement, nous avons remarqué que l'effet anti-tumoral des inhibiteurs ATP-compétitifs de mTOR était potentialisé par l'U0126, un inhibiteur de MEK/MAPK, souvent activé dans les voies de signalisation cellulaire du cancer colorectal. En conclusion, nous avons observé que les inhibiteurs ATP-compétitifs de mTOR bloquent la croissance de cellules tumorales du cancer colorectal in vitro et in vivo. Ces résultats démontrent que ces inhibiteurs représentent une option thérapeutique prometteuse dans le traitement du cancer colorectal et méritent d'être évalués dans des études cliniques.

Convenient synthesis of C75, an inhibitor of FAS and CPT1

C75 is a synthetic racemic α-methylene-γ-butyrolactone exhibiting anti-tumoral properties in vitro and in vivo as well as inducing hypophagia and weight loss in rodents. These interesting properties are thought to be a consequence of the inhibition of the key enzymes FAS and CPT1 involved in lipid metabolism. The need for larger amounts of this compound for biological evaluation prompted us to develop a convenient and reliable route to multigram quantities of C75 from easily available ethyl penta-3,4-dienoate 6. A recently described protocol for the addition of 6 to a mixture of dicyclohexylborane and nonanal followed by acidic treatment of the crude afforded lactone 8, as a mixture of cis and trans isomers, in good yield. The DBU-catalyzed isomerization of the methyl esters 9 arising from 8 gave a 10:1 trans/cis mixture from which the trans isomer was isolated and easily transformed into C75. The temporary transformation of C75 into a phenylseleno ether derivative makes its purification, manipulation and storage easier.

Palliative portal vein stent placement in malignant and symptomatic extrinsic portal vein stenosis or occlusion.

This article evaluates the results of portal vein (PV) stent placement in patients with malignant extrinsic lesions stenosing or obstructing the PV and causing symptomatic PV hypertension (PVHT). Fourteen patients with bile duct cancer (n = 7), pancreatic adenocarcinoma (n = 4), or another cancer (n = 3) underwent percutaneous transhepatic portal venous stent placement because of gastroesophageal or jejunal varices (n = 9), ascites (n = 7), and/or thrombocytopenia (n = 2). Concurrent tumoral obstruction of the main bile duct was treated via the transhepatic route in the same session in four patients. Changes in portal venous pressure, complications, stent patency, and survival were evaluated. Mean +/- standard deviation (SD) gradient of portal venous pressure decreased significantly immediately after stent placement from 11.2 mmHg +/- 4.6 to 1.1 mmHg +/- 1.0 (P < 0.00001). Three patients had minor complications, and one developed a liver abscess. During a mean +/- SD follow-up of 134.4 +/- 123.3 days, portal stents remained patent in 11 patients (78.6%); stent occlusion occurred in 3 patients, 2 of whom had undergone previous major hepatectomy. After stent placement, PVHT symptoms were relieved in four (57.1%) of seven patients who died (mean survival, 97 +/- 71.2 days), and relieved in six (85.7%) of seven patients still alive at the end of follow-up (mean follow-up, 171.7 +/- 153.5 days). Stent placement in the PV is feasible and relatively safe. It helped to relieve PVHT symptoms in a single session.

Traitement des tumeurs maligne du foie par radiologie interventionnelle: techniques intra-artérielles [Interventional radiology procedures for malignancies of the liver treatment: Intraarterial procedures].

Intraarterial procedures such as chemoembolization and radioembolization aim for the palliative treatment of advanced hepatocellular carcinoma (stage BCLC B and C with tumoral portal thrombosis). The combination of hepatic intraarterial chemotherapy and systemic chemotherapy can increase the probability of curing colorectal cancer with hepatic metastases not immediately accessible to surgical treatment or percutaneous ablation.

Transcriptional dissection of pancreatic tumors engrafted in mice.

BACKGROUND: Engraftment of primary pancreas ductal adenocarcinomas (PDAC) in mice to generate patient-derived xenograft (PDX) models is a promising platform for biological and therapeutic studies in this disease. However, these models are still incompletely characterized. Here, we measured the impact of the murine tumor environment on the gene expression of the engrafted human tumoral cells. METHODS: We have analyzed gene expression profiles from 35 new PDX models and compared them with previously published microarray data of 18 PDX models, 53 primary tumors and 41 cell lines from PDAC. The results obtained in the PDAC system were further compared with public available microarray data from 42 PDX models, 108 primary tumors and 32 cell lines from hepatocellular carcinoma (HCC). We developed a robust analysis protocol to explore the gene expression space. In addition, we completed the analysis with a functional characterization of PDX models, including if changes were caused by murine environment or by serial passing. RESULTS: Our results showed that PDX models derived from PDAC, or HCC, were clearly different to the cell lines derived from the same cancer tissues. Indeed, PDAC- and HCC-derived cell lines are indistinguishable from each other based on their gene expression profiles. In contrast, the transcriptomes of PDAC and HCC PDX models can be separated into two different groups that share some partial similarity with their corresponding original primary tumors. Our results point to the lack of human stromal involvement in PDXs as a major factor contributing to their differences from the original primary tumors. The main functional differences between pancreatic PDX models and human PDAC are the lower expression of genes involved in pathways related to extracellular matrix and hemostasis and the up- regulation of cell cycle genes. Importantly, most of these differences are detected in the first passages after the tumor engraftment. CONCLUSIONS: Our results suggest that PDX models of PDAC and HCC retain, to some extent, a gene expression memory of the original primary tumors, while this pattern is not detected in conventional cancer cell lines. Expression changes in PDXs are mainly related to pathways reflecting the lack of human infiltrating cells and the adaptation to a new environment. We also provide evidence of the stability of gene expression patterns over subsequent passages, indicating early phases of the adaptation process.