Caractérisation du potentiel métastatique des carcinomes mammaires de phénotype basal

Au Canada, on estime qu'une femme sur neuf développera un cancer du sein et qu'une femme sur vingt-huit en mourra. Les carcinomes mammaires de phénotype basal qui comprennent environ 15 à 25% des cancers envahissants du sein sont des tumeurs malignes ayant un très mauvais pronostic. Dans ce type tumoral, les métastases sont fréquentes et les décès nombreux. La formation des métastases est un processus complexe qui comprend plusieurs étapes; chacune peut être étudiée par des marqueurs spécifiques. Notre hypothèse de recherche est que le carcinome mammaire de phénotype basal possède des caractéristiques spécifiques qui permettent d'expliquer son potentiel métastatique élevé. Six micromatrices tissulaires comprenant un total de 213 tumeurs mammaires ont été confectionnées. L'expression des marqueurs usuels de la métastase et celle de nouveaux marqueurs a été étudiée par des techniques d'immunohistochimie. L'étude comparative de l’expression des marqueurs du potentiel métastatique par les carcinomes mammaires de phénotype basal indique que les protéines Ki-67, EGFR, CD276 et galectine-7 sont étroitement reliées à ce type de cancer. De plus, l'expression du marqueur GATA-3, un marqueur anti-métastatique, fait complètement défaut. Nos résultats confirment que le cancer du sein de phénotype basal possède un plus grand potentiel métastatique que les autres sous-types génétiques et suggèrent que la galectine-7 puisse être impliquée.

Evaluating DNA damage response (DDR) activation in human prostate cancer

Introduction: Au Canada, le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes et le plus mortel après les cancers du poumon et du côlon. Il y a place à optimiser le traitement du cancer de la prostate de manière à mettre en œuvre une médecine personnalisée qui s’adapte aux caractéristiques de la maladie de chaque patient de façon individuelle. Dans ce mémoire, nous avons évalué la réponse aux dommages de l’ADN (RDA) comme biomarqueur potentiel du cancer de la prostate. Les lésions potentiellement oncogènes de l'ADN déclenche une cascade de signalisation favorisant la réparation de l'ADN et l’activation des points de contrôle du cycle cellulaire pour préserver l’intégrité du génome. La RDA est un mécanisme central de suppression tumorale chez l’homme. La RDA joue un rôle important dans l’arrêt de la prolifération des cellules dont les génomes sont compromis, et donc, prévient la progression du cancer en agissant comme une barrière. Cette réponse cellulaire détermine également comment les cellules normales et cancéreuses réagissent aux agents utilisés pour endommager l'ADN lors du traitement du cancer comme la radiothérapie ou la chimiothérapie, en plus la présence d,un certain niveau de RDA dans les cellules du cancer de la prostate peuvent également influer sur l'issue de ces traitements. L’activation des signaux de la RDA peut agir comme un frein au cancer dans plusieurs lésions pré-néoplasiques de l'homme, y compris le cancer de la prostate. Il a été démontré que la RDA est augmentée dans les cellules de néoplasie intra- épithéliale (PIN) comparativement aux cellules prostatiques normales. Toutefois, le devient de la RDA entre le PIN et l’adénocarcinome est encore mal documenté et aucune corrélation n'a été réalisée avec les données cliniques des patients. Notre hypothèse est que les niveaux d’activation de la RDA seront variables selon les différents grades et agressivité du cancer de la prostate. Ces niveaux pourront être corrélés et possiblement prédire les réponses cliniques aux traitements des patients et aider à définir une stratégie plus efficace et de nouveaux biomarqueurs pour prédire les résultats du traitement et personnaliser les traitements en conséquence. Nos objectifs sont de caractériser l'activation de la RDA dans le carcinome de la prostate et corréler ses données avec les résultats cliniques. Méthodes : Nous avons utilisé des micro-étalages de tissus (tissue microarrays- TMAs) de 300 patients ayant subi une prostatectomie radicale pour un cancer de la prostate et déterminé le niveau d’expression de protéines de RDA dans le compartiment stromal et épithélial des tissus normaux et cancéreux. Les niveaux d’expression de 53BP1, p-H2AX, p65 et p-CHK2 ont été quantifiés par immunofluorescence (IF) et par un logiciel automatisé. Ces marqueurs de RDA ont d’abord été validés sur des TMAs-cellule constitués de cellules de fibroblastes normales ou irradiées (pour induire une activation du RDA). Les données ont été quantifiées à l'aide de couches binaires couramment utilisées pour classer les pixels d'une image pour que l’analyse se fasse de manière indépendante permettant la détection de plusieurs régions morphologiques tels que le noyau, l'épithélium et le stroma. Des opérations arithmétiques ont ensuite été réalisées pour obtenir des valeurs correspondant à l'activation de la RDA qui ont ensuite été corrélées à la récidive biochimique et l'apparition de métastases osseuses. Résultats : De faibles niveaux d'expression de la protéine p65 dans le compartiment nucléaire épithélial du tissu normal de la prostate sont associés à un faible risque de récidive biochimique. Par ailleurs, nous avons aussi observé que de faibles niveaux d'expression de la protéine 53BP1 dans le compartiment nucléaire épithéliale du tissu prostatique normal et cancéreux ont été associés à une plus faible incidence de métastases osseuses. Conclusion: Ces résultats confirment que p65 a une valeur pronostique chez les patients présentant un adénocarcinome de la prostate. Ces résultats suggèrent également que le marqueur 53BP1 peut aussi avoir une valeur pronostique chez les patients avec le cancer de la prostate. La validation d'autres marqueurs de RDA pourront également être corrélés aux résultats cliniques. De plus, avec un suivi des patients plus long, il se peut que ces résultats se traduisent par une corrélation avec la survie. Les niveaux d'activité de la RDA pourront éventuellement être utilisés en clinique dans le cadre du profil du patient comme le sont actuellement l’antigène prostatique spécifique (APS) ou le Gleason afin de personnaliser le traitement.

L'impact de l'infiltration lymphocytaire sur le pronostic de l'adénocarcinome du pancréas

L’objectif principal de cette étude est de déterminer la valeur pronostique de l’infiltrat lymphocytaire dans l’adénocarcinome du pancréas. Les densités des lymphocytes T CD3+, CD4+, CD8+, FOXP3+ et CD45RO+ intratumoraux (T) et péritumoraux (PT) de 111 spécimens ont été mesurées avec des micromatrices tissulaires. Un Index Lymphocytaire (IL) a été créé basé sur les valeurs des CD4+ T, CD8+ PT et le ratio CD3+ T/PT regroupant les patients selon que les tumeurs présentaient aucune (IL---), 1 à 2 (IL+/-) ou les 3 caractéristiques immunitaires favorables (IL+++). La survie médiane des patients atteints d’un cancer du pancréas est significativement différente selon la catégorie d’index lymphocytaire; elle était de 14 mois pour IL---, de 19 mois pour IL +/- et de 29 mois pour IL+++ (p=0,01). L’IL est un facteur indépendant de survie en analyse multivariée ainsi que la différenciation tumorale et l’utilisation d’un traitement adjuvant. L’IL est un facteur pronostique de survie des adénocarcinomes du pancréas réséqués et devrait pouvoir permettre une meilleure classification des patients.

Identification and characterization of new biomarkers in aggressive subtypes of breast cancer

En 2015, la récidive tumorale et les métastases du cancer du sein demeurent une cause importante de décès à travers le monde. Toutefois, ces cancers sont souvent hétérogènes car en dépit d’un phénotype similaire, l’évolution clinique et la réponse au traitement peuvent varier considérablement. Il y a donc un intérêt évident à identifier et à caractériser de nouveaux biomarqueurs pour permettre classer les tumeurs mammaires dans des sous-groupes plus homogènes. Notre hypothèse est que chaque cancer mammaire possède des caractéristiques distinctes au plan des altérations du génome et des profils d’expression géniques et que ces changements se traduisent cliniquement par une prédisposition à former des métastases ou à répondre ou non à la chimiothérapie et aux thérapies ciblées. Dans le cadre de nos travaux, nous nous sommes intéressés aux sous-types agressifs de tumeurs mammaires et notamment les cancers de type triple négatif. Nous avons aussi tenté d’identifier des marqueurs capables de distinguer l’une de l’autre les tumeurs de type luminal A et luminal B. Pour ce faire, nous avons d’abord utilisé une stratégie in silico à partir de données publiques (micro-puces d’ADN et séquençage de l’ARN). Nous avons ensuite construit sept micro-matrices tissulaires (TMA) provenant de tissus mammaires normaux et tumoraux fixés à la formaline et enrobés en paraffine. Ces outils nous ont permis d’évaluer par immunohistochimie les niveaux d’expression différentielle des marqueurs suivants : ANXA1, MMP-9, DP103 et MCM2. Ceux-ci ont été comparés aux marqueurs usuels du cancer du sein (ER, PR, HER2, CK5/6 et FOXA1) et corrélés aux données cliniques (survie globale et métastase). Nos résultats indiquent que ces nouveaux marqueurs jouent un rôle important dans l’évolution clinique défavorable des tumeurs de haut grade. Dans un premier article nous avons montré que l’expression d’ANXA1 est dérégulée dans les cancers de type triple-négatif et aussi, dans une certaine mesure, dans les tumeurs HER2+. Nous croyons qu’ANXA1 permet de mieux comprendre le processus d’hétérogénéité tumorale et facilite l’identification des tumeurs de haut grade. Nous proposons également qu’ d’ANXA1 stimule la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) et la formation des métastases. Dans un second temps, nous avons montré que les niveaux d’expression de MMP-9 reflètent la différenciation cellulaire et corrèlent avec les sous-types de cancers mammaires ayant un mauvais pronostic. Nous estimons que MMP-9 permet de mieux comprendre et d’identifier les tumeurs mammaires à haut risque. De fait, la surexpression de MMP-9 est associée à une augmentation des métastases, une récidive précoce et une diminution de la survie globale. Dans le cadre d’un troisième article, nous avons montré que la surexpression du marqueur de prolifération MCM2 s’observe dans les cancers triple-négatifs, HER2+ et Luminal B par comparaison aux cancers luminal A (p< 0.0001). Nos résultats suggèrent qu’en utilisant un seuil de 40% de noyaux marqués, nous pourrions distinguer l’une de l’autre les tumeurs de type luminal A et luminal B. Cela dit, avant de pouvoir envisager l’utilisation de ce marqueur en clinique, une étude de validation sur une nouvelle cohorte de patientes s’impose. En somme, les résultats de nos travaux suggèrent qu’ANXA1, MMP-9 et MCM2 sont des marqueurs intéressants pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la progression tumorale et le développement des métastases. À terme, ces nouveaux marqueurs pourraient être utilisés seuls ou en combinaison avec d’autres gènes candidats pour permettre le développement de trousses « multigènes » ou d’essais protéomiques multiplex pour prédire l’évolution clinique des cancers mammaires.

Dissection moléculaire de la sénescence cellulaire induite par le stress et la thérapie dans le cancer de l’ovaire et son impact sur la réponse des patientes

Le cancer de l’ovaire (COv) est le cancer gynécologique le plus létal chez la femme et les traitements existants, chirurgie et chimiothérapie, ont peu évolué au cours des dernières décennies. Nous proposons que la compréhension des différents destins cellulaires tels que la sénescence que peuvent choisir les cellules du cancer de l’ovaire en réponse à la chimiothérapie pourrait conduire à de nouvelles opportunités thérapeutiques. La sénescence cellulaire a été largement associée à l’activité de la protéine TP53, qui est mutée dans plus de 90% des cas de cancer de l’ovaire séreux de haut grade (COv-SHG), la forme la plus commune de la maladie. Dans nos travaux, à partir d’échantillons dérivés de patientes, nous montrons que les cultures primaires du cancer de l’ovaire séreux de haut grade exposées au stress ou à des drogues utilisées en chimiothérapie entrent en senescence grâce à l’activité d’un isoforme du gène CDKN2A (p16INK4A). Dans ces cellules, nous avons évalué les caractéristiques fondamentales de la sénescence cellulaire tels que les altérations morphologiques, l’activité béta galactosidase associée à la sénescence, les dommages à l’ADN, l’arrêt du cycle cellulaire et le phénotype sécrétoire associé à la sénescence. En utilisant des micromatrices tissulaires construites à partir d’échantillons humains de COv-SHG pré- et post-chimiothérapie, accompagnées de leurs données cliniques, nous avons quantifié des marqueurs de sénescence incluant une diminution de la prolifération cellulaire quelques semaines après chimiothérapie. De façon intéressante, l’expression de p16INK4A dans les échantillons de COv-SHG prétraitement corrèle avec une survie prolongée des patientes suite au traitement. Ceci suggère ainsi pour la première fois un impact biologique bénéfique pour la présence de cellules cancéreuses qui sont capable d’activer la sénescence, particulièrement pour le traitement du cancer de l’ovaire. Dans le but de complémenter les thérapies actuelles avec des approches de manipulation pharmacologique de la sénescence, nos résultats suggèrent qu’il serait important de déterminer l’impact positif ou négatif de la sénescence induite par la thérapie sur la progression de la maladie et la survie, pour chaque type de cancer de façon indépendante.

Eight-plex iTRAQ analysis of variant metastatic human prostate cancer cells identifies candidate biomarkers of progression: an exploratory study.

BACKGROUND: Due to the heterogeneity in the biological behavior of prostate cancer, biomarkers that can reliably distinguish indolent from aggressive disease are urgently needed to inform treatment choices. METHODS: We employed 8-plex isobaric Tags for Relative and Absolute Quantitation (iTRAQ), to profile the proteomes of two distinct panels of isogenic prostate cancer cells with varying growth and metastatic potentials, in order to identify novel biomarkers associated with progression. The LNCaP, LNCaP-Pro5, and LNCaP-LN3 panel of cells represent a model of androgen-responsive prostate cancer, while the PC-3, PC-3M, and PC-3M-LN4 panel represent a model of androgen-insensitive disease. RESULTS: Of the 245 unique proteins identified and quantified (>or=95% confidence; >or=2 peptides/protein), 17 showed significant differential expression (>or=+/-1.5), in at least one of the variant LNCaP cells relative to parental cells. Similarly, comparisons within the PC-3 panel identified 45 proteins to show significant differential expression in at least one of the variant PC-3 cells compared with parental cells. Differential expression of selected candidates was verified by Western blotting or immunocytochemistry, and corresponding mRNA expression was determined by quantitative real-time PCR (qRT-PCR). Immunostaining of prostate tissue microarrays for ERp5, one of the candidates identified, showed a significant higher immunoexpression in pre-malignant lesions compared with non-malignant epithelium (P < 0.0001, Mann-Whitney U-test), and in high Gleason grade (4-5) versus low grade (2-3) cancers (P < 0.05). CONCLUSIONS: Our study provides proof of principle for the application of an 8-plex iTRAQ approach to uncover clinically relevant candidate biomarkers for prostate cancer progression.

Loss of Expression and Function of SOCS3 Is an Early Event in HNSCC: Altered Subcellular Localization as a Possible Mechanism Involved in Proliferation, Migration and Invasion

Background: Suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) is an inducible endogenous negative regulator of signal transduction and activator of transcription 3 (STAT3). Epigenetic silencing of SOCS3 has been shown in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), which is associated with increased activation of STAT3. There is scarce information on the functional role of the reduction of SOCS3 expression and no information on altered subcellular localization of SOCS3 in HNSCC.Methodology/Principal Findings: We assessed endogenous SOCS3 expression in different HNSCC cell lines by RT-qPCR and western blot. Immunofluorescence and western blot were used to study the subcellular localization of endogenous SOCS3 induced by IL-6. Overexpression of SOCS3 by CMV-driven plasmids and siRNA-mediated inhibition of endogenous SOCS3 were used to verify the role of SOCS3 on tumor cell proliferation, viability, invasion and migration in vitro. In vivo relevance of SOCS3 expression in HNSCC was studied by quantitative immunohistochemistry of commercially-available tissue microarrays. Endogenous expression of SOCS3 was heterogeneous in four HNSCC cell lines and surprisingly preserved in most of these cell lines. Subcellular localization of endogenous SOCS3 in the HNSCC cell lines was predominantly nuclear as opposed to cytoplasmic in non-neoplasic epithelial cells. Overexpression of SOCS3 produced a relative increase of the protein in the cytoplasmic compartment and significantly inhibited proliferation, migration and invasion, whereas inhibition of endogenous nuclear SOCS3 did not affect these events. Analysis of tissue microarrays indicated that loss of SOCS3 is an early event in HNSCC and was correlated with tumor size and histological grade of dysplasia, but a considerable proportion of cases presented detectable expression of SOCS3.Conclusion: Our data support a role for SOCS3 as a tumor suppressor gene in HNSCC with relevance on proliferation and invasion processes and suggests that abnormal subcellular localization impairs SOCS3 function in HNSCC cells.

Loss of RKIP expression during the carcinogenic evolution of endometrial cancer

Aims Endometrial cancer is one of the most common cancers in women worldwide, but there is a lack of diagnostic markers for early detection of these tumours. The raf kinase inhibitory protein (RKIP) negatively regulates the Raf/MEK/ERK pathway, and the downregulation of RKIP is associated with tumour progression and metastasis in several human neoplasms. The aim of this study was to assess the expression levels of RKIP in endometrial cancer and determine whether this expression correlates with clinical outcome in these patients.Methods Tissue microarrays constructed using tissue samples from 209 endometrial adenocarcinomas, 49 endometrial polyps and 48 endometrial hyperplasias were analysed for RKIP expression by immunohistochemistry.Results The authors found that RKIP expression decreases significantly during malignant progression of endometrial cancer; it is highly expressed in non-neoplastic tissues (polyps 79.6%; hyperplasias 87.5%) and expressed at very low levels in endometrioid adenocarcinomas (29.7%). No correlations were observed between RKIP expression, clinicopathological data and survival.Conclusion This study demonstrated for the first time that RKIP expression is lost during the carcinogenic evolution of endometrial tumours and that the loss of RKIP expression is associated with a malignant phenotype. Functional studies are needed to address the biological role of RKIP downregulation in endometrial cancer.

Avaliação da população de células tronco tumorais nas neoplasias da glândula mamária em cadelas

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

The role of TMPRSS2:ERG in molecular stratification of PCa and its association with tumor aggressiveness: a study in Brazilian patients

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

Análise das células tronco tumorais em neoplasias mamárias de cães

Mammary tumors are the most frequent cancers in dogs, representing about 50% of tumors, and have a higher incidence in females of middle aged and elderly. These tumors have been used as a model for breast cancer in women due to several common characteristics such as histological and immunohistochemical similarities. In the last decade, studies based on molecular profiles of breast cancer, made possible the identification of some neoplastic cells with characteristics of stem cells - cancer stem cells (CSC). One of the putative molecules of CSCs is CD44. Recent studies have established a crucial link between the epithelial-mesenchymal transition (EMT) and the acquisition of molecular and functional properties of stem cells. For that reason we analyzed the expression of proteins CD44, Cytokeratins AE1/AE3 and Vimentin, in dogs mammary tumors, to investigate the potencial for CSC markers, and its relation with the EMT using immunohistochemistry in paraffin embedded tissues making use of techniques such as Tissue MicroArrays (TMA). Immunostaining of cytokeratin had no significant difference between benign and malignant tumors (p ≥ 0,05), being more intense in malignant tumors. However vimentina showed higher staining intensity in benign tumors, but with no significant difference (p ≤ 0,05). The expression of CD44 was higher in malignant tumors that have greater proliferative and metastatic potencial, however its relation with EMT was not detected in the analyzed tumors. The techniques applied for the TMAs were efficient and can be used in routine and later researches.

Critérios citológicos associados ao fenótipo luminal do carcinoma de mama

Pós-graduação em Patologia - FMB

FGFR4 Profile as a Prognostic Marker in Squamous Cell Carcinoma of the Mouth and Oropharynx

Background: Fibroblast growth factor receptor 4 (FGFR4) is a member of a receptor tyrosine kinase family of enzymes involved in cell cycle control and proliferation. A common single nucleotide polymorphism (SNP) Gly388Arg variant has been associated with increased tumor cell motility and progression of breast cancer, head and neck cancer and soft tissue sarcomas. The present study evaluated the prognostic significance of FGFR4 in oral and oropharynx carcinomas, finding an association of FGFR4 expression and Gly388Arg genotype with tumor onset and prognosis. Patients and Methods: DNA from peripheral blood of 122 patients with oral and oropharyngeal squamous cell carcinomas was used to determine FGFR4 genotype by PCR-RFLP. Protein expression was assessed by immunohistochemistry (IHC) on paraffin-embedded tissue microarrays. Results: Presence of allele Arg388 was associated with lymphatic embolization and with disease related premature death. In addition, FGFR4 low expression was related with lymph node positivity and premature relapse of disease, as well as disease related death. Conclusion: Our results propose FGFR4 profile, measured by the Gly388Arg genotype and expression, as a novel marker of prognosis in squamous cell carcinoma of the mouth and oropharynx.

Coordinated expression of oestrogen and androgen receptors in HER2-positive breast carcinomas: impact on proliferative activity

Aims Human epidermal growth factor receptor 2 (HER2)-positive breast cancers are aggressive neoplasms associated with a variable response to systemic therapies. Therefore, the identification of biomarkers to better characterise this heterogeneity would improve treatment efficacy. The aim of this study was to evaluate the influence of androgen receptor (AR) and oestrogen receptor (ER) on clinicopathological features in a series of HER2-positive breast carcinomas. Methods A total of 104 carcinomas were selected and reviewed. Immunohistochemical studies for ER, progesterone receptor and Ki-67 were analysed on tumour whole histological sections. AR expression was analysed on samples represented on tissue microarrays. According to steroid receptor expression, cases were classified into three groups: AR positive/ER positive (48 cases), AR positive/ER negative (41 cases) and AR negative/ER negative (13 cases). Results AR-positive tumours corresponded to 89 (85.6%) of 104 carcinomas. AR-positive carcinomas were associated with a higher frequency of ER and progesterone receptor co-expression and lower proliferative activity determined by the expression of Ki-67. AR-negative carcinomas were more often high grade. The group of AR-positive/ER-negative carcinomas was associated with the highest frequency of apocrine morphological features. The group of AR-negative/ER-negative carcinomas was associated with the highest proliferative activity and the highest frequency of high histological and nuclear grade. The lowest frequency of high-grade tumours and the lowest proliferative activity were seen among tumours with expression of both receptors. Conclusions These results suggest that co-expression of AR and ER can provide a protective effect based on phenotypical presentation of HER2-positive carcinomas. Furthermore, lack of both steroid hormone receptors characterises the most aggressive phenotype.

Relationship between B-Cell-specific moloney murine leukemia virus integration site 1 (BMI-1) and homologous recombination regulatory genes in invasive ductal breast carcinomas

B-cell-specific Moloney murine leukemia virus integration site 1 (Bmi-1) is a Polycomb group protein that is able to induce telomerase activity, enabling the immortalization of epithelial cells. Immortalized cells are more susceptible to double-strand breaks (DSB), which are subsequently repaired by homologous recombination (HR). BRCA1 is among the HR regulatory genes involved in the response to DNA damage associated with the RAD51 protein, which accumulates in DNA damage foci after signaling H2AX, another important marker of DNA damage. Topoisomerase III beta (topoIII beta) removes HR intermediates before chromosomal segregation, preventing damage to cellular DNA structure. In breast carcinomas positive for BMI-1 the role of proteins involved in HR remains to be investigated. The aim of this study was to evaluate the association between BMI-1 and homologous recombination proteins. Using tissue microarrays containing 239 cases of primary breast tumors, the expression of Bmi-1, BRCA-1, H2AX, Rad51, p53, Ki-67, topoIII beta, estrogen receptors (ER), progesterone receptors (PR), and HER-2 was analyzed by immunohistochemistry. We observed high Bmi-1 expression in 66 cases (27.6%). Immunohistochemical overexpression of BMI-1 was related to ER (p=0.004), PR (p<0.001), Ki-67 (p<0.001), p53 (p=0.003), BRCA1 (p=0.003), H2AX (p=0.024) and topoIII beta (p<0,001). Our results show a relationship between the expression of BMI-1 and HR regulatory genes, suggesting that Bmi-1 overexpression might be an important event in HR regulation. However, further studies are necessary to understand the mechanisms in which Bmi-1 could regulate HR pathways in invasive ductal breast carcinomas.