The biology of cancer stem cells : part 1: nuclear translocation of CD44 : part 2: IMP2 in glioblastoma cancer stem cells

SummaryCancer stem cells (CSC) are poorly differentiated, slowly proliferating cells, with high tumorigenic potential. Some of these cells, as it has been shown in leukemia, evade chemo- and radiotherapy and recapitulate the tumor composed of CSC and their highly proliferative progeny. Therefore, understanding the molecular biology of those cells is crucial for improvement of currently used anti-cancer therapies.This work is composed of two CSC-related projects. The first deals with CD44, a frequently used marker of CSC; the second involves Imp2 and its role in CSC bioenergetics. PART 1. CD44 is a multifunctional transmembrane protein involved in migration, homing, adhesion, proliferation and survival. It is overexpressed in many cancers and its levels are correlated with poor prognosis. CD44 is also highly expressed by CSC and in many malignancies it is used for CSC isolation.In the present work full-lenght CD44 nuclear localization was studied, including the mechanism of nuclear translocation and its functional role in the nucleus. Full-length CD44 can be found in nuclei of various cell types, regardless of their tumorigenic potential. For nuclear localization, CD44 needs to be first inserted into the cell membrane, from which it is transported via the endocytic pathway. Upon binding to transportinl it is translocated to the nucleus. The nuclear localization signal recognized by transportinl has been determined as the first 20 amino acids of the membrane proximal intracellular domain. Nuclear export of CD44 is facilitated by exportin Crml. Investigation of the function of nuclear CD44 revealed its implication in de novo RNA synthesis.PART 2. Glioblastoma multiforme is the most aggressive and most frequent brain malignancy. It was one of the first solid tumors from which CSC have been isolated. Based on the similarity between GBM CSC and normal stem cells expression of an oncofetal mRNA binding protein Imp2 has been investigated.Imp2 is absent in normal brain as well as in low grade gliomas, but is expressed in over 75% GBM cases and its expression is higher in CSC compared to their more differentiated counterparts. Analysis of mRNA transcripts bound by Imp2 and its protein interactors revealed that in GBM CSC Imp2 may be implicated in mitochondrial metabolism. Indeed, shRNA mediated silencing of protein expression led to decreased mitochondrial activity, decreased oxygen consumption and decreased activity of respiratory chain protein complex I. Moreover, lack of Imp2 severely affected self-renewal and tumorigenicity of GBM CSC. Experimental evidence suggest that GBM CSC depend on mitochondrial oxidative phosphorylation as an energy producing pathway and that Imp2 is a novel regulator of this pathway.RésuméLes cellules cancéreuses souches sont des cellules peu différentiées, à proliferation lente et hautement tumorigénique. Ces cellules sont radio-chimio résistantes et sont capable reformer la tumeur dans sont intégralité, reproduisant l'hétérogénéité cellulaire présent dans la tumeur d'origine. Pour améliorer les therapies antitumorales actuelles il est crucial de comprendre les mécanismes moléculaires qui caractérisent cette sous-population de cellules hautement malignes.Ce travail de thèse se compose de deux projets s'articulant autour du même axe :Le CD44 est une protéine multifonctionnelle et transmembranaire très souvent utilisée comme marqueur de cellules souches tumorales dans différents cancers. Elle est impliquée dans la migration, l'adhésion, la prolifération et la survie des cellules. Lors de ce travail de recherche, nous nous sommes intéressés à la localisation cellulaire du CD44, ainsi qu'aux mécanismes permettant sa translocation nucléaire. En effet, bien que principalement décrit comme un récepteur de surface transmembranaire, le CD44 sous sa forme entière, non clivée en peptides, peut également être observé à l'intérieur du noyau de diverses cellules, quel que soit leur potentiel tumorigénique. Pour passer ainsi d'un compartiment cellulaire à un autre, le CD44 doit d'abord être inséré dans la membrane plasmique, d'où il est transporté par endocytose jusqu'à l'intérieur du cytoplasme. La transportai permet ensuite la translocation nucléaire du CD44 via une « séquence signal » contenue dans les 20 acides aminés du domaine cytoplasmique qui bordent la membrane. A l'inverse, le CD44 est exporté du noyau grâce à l'exportin Crml. En plus des mécanismes décrits ci-dessus, cette étude a également mis en évidence l'implication du CD44 dans la synthèse des ARN, d'où sa présence dans le noyau.Le glioblastome est la plus maligne et la plus fréquente des tumeurs cérébrales. Dans ce second projet de recherche, le rôle de IMP2 dans les cellules souches tumorales de glioblastomes a été étudié. La présence de cette protéine oncofoetale a d'abord été mise en évidence dans 75% des cas les plus agressifs des gliomes (grade IV, appelés glioblastomes), tandis qu'elle n'est pas exprimée dans les grades I à III de ces tumeurs, ni dans le cerveau sain. De plus, IMP2 est apparue comme étant davantage exprimée dans les cellules souches tumorales que dans les cellules déjà différenciées. La baisse de l'expression de IMP2 au moyen de shRNA a résulté en une diminution de l'activité mitochondriale, en une réduction de la consommation d'oxygène ainsi qu'en une baisse de l'activité du complexe respiratoire I.L'inhibition de IMP2 a également affecté la capacité de renouvellement de la population des cellules souches tumorales ainsi que leur aptitude à former des tumeurs.Lors de ce travail de thèse, une nouvelle fonction d'un marqueur de cellules souches tumorales a été mise en évidence, ainsi qu'un lien important entre la bioénergétique de ces cellules et l'expression d'une protéine oncofoetale.

Tenascin-W, a new marker of cancer stroma, is elevated in sera of colon and breast cancer patients.

Tenascins are extracellular matrix proteins present during the development of organisms as well as in pathological conditions. Tenascin-W, the fourth and last member of the tenascin family remains the least well-characterized one. Our study aimed to evaluate the potential significance of tenascin-W as cancer biomarker by monitoring its presence in the serum of colorectal and breast cancer patients and its expression in colorectal tumor tissues. To measure serum tenascin-W levels, a sensitive sandwich-ELISA was established. Mean tenascin-W concentration in sera of patients with nonmetastatic colorectal cancer at time of diagnosis was highly increased compared to that of healthy volunteers. A similar tendency was observed for tenascin-C in the same patient cohort. However, the increase was much more striking for tenascin-W. We also detected elevated tenascin-W levels in sera of breast cancer patients. Furthermore, we could show a prominent expression of tenascin-W in extracts from colorectal tumor tissues by immunoblot analysis, whereas tenascin-W was not detectable in the corresponding normal colon mucosa. To confirm the western blot results, we performed immunohistochemistry of frozen sections of the same patients as well as of an additional, independently chosen collection of colorectal cancer tissues. In all cases, similarly to tenascin-C, tenascin-W was detected in the tumor stroma. Our results reveal a clear association between elevated levels of tenascin-W and the presence of cancer. These results warrant further studies to evaluate the potential value of serum and tissue tenascin-W levels as diagnostic, prognostic or monitoring biomarker in colorectal, breast and possibly other solid cancers.

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.

PGE2-induced colon cancer growth is mediated by mTORC1

La mortalité du cancer colorectal reste importante malgré les nombreux progrès effectués dans la compréhension des mécanismes responsables à son développement. Dans ce contexte, il a été démontré qu'une enzyme appelée cyclooxygénase-2 (COX-2) joue un rôle important dans la pathogenèse du cancer colorectal. En effet, les métabolites produits par cette enzyme, en particulier la Prostaglandine E2 (PGE2), sont capables de directement stimuler la prolifération et la survie des cellules tumorales nécessaires à la progression tumorale. De plus, la PGE2 stimule également la formation de nouveaux vaisseaux sanguins indispensable à la croissance tumorale en induisant la formation du facteur de croissance vasculaire (VEGF). L'importance de COX- 2 dans le cancer colorectal ne se limite pas au niveau expérimental mais a aussi été démontré chez des patients où il a été prouvé que des inhibiteurs chimiques de COX-2 comme l'aspirine réduisaient le risque de développer un cancer colorectal. Il est donc important de caractériser et de comprendre les mécanismes par lesquels la COX-2 et les PGE2 participent au développement du cancer colorectal afin de générer de nouvelles approches thérapeutiques. Dans cette étude, nous avons observé qu'un complexe protéique intracellulaire appelé mTORC1 joue un rôle important dans la prolifération de cellules du cancer colorectal induite par la PGE2. En effet, nous avons trouvé que l'activité de mTORC1 était augmentée après stimulation des cellules tumorales par la PGE2. Nous avons également trouvé que cette stimulation était médiée par un type spécifique de récepteurs de la PGE2 appelé EP4. L'inhibition de mTORC1 par des composés chimiques ou par interférence de RNA bloque la prolifération cellulaire induite par la PGE2. De même, la production du facteur de croissance endothéliale (VEGF) par la PGE2 est bloquée par les inhibiteurs de mTORC1. Nos résultats montrent donc que mTORC1 est un intermédiaire cellulaire important dans la croissance tumorale induite par la PGE2 ainsi que dans la production de VEGF. mTORC1 représente de ce fait une cible thérapeutique intéressante dans le cancer colorectal qui mérite d'être évaluée dans des études cliniques.

Carcinomes épidermoïdes de l'hypopharynx et du larynx : prise en charge fondée sur les preuves Squamous cell carcinoma of the hypopharynx and larynx: evidence-based care.

Les carcinomes épidermoïdes de l'hypopharynx et du larynx peuvent être traités par chirurgie et/ou radiothérapie en fonction de la taille tumorale. Pour les petites tumeurs, les résultats sont équivalents. Pour les tumeurs localement avancées, l'approche chirurgicale est mutilante et nécessite une (pharyngo)laryngectomie totale. La chimioradiothérapie exclusive a montré tout son intérêt mais au prix de séquelles tardives. Dans le but de diminuer ces séquelles et les mutilations, la chimiothérapie d'induction par cisplatine, docétaxel et 5FU à visée de préservation d'organe devient le standard de traitement mais il manque des études solides de comparaison de cette approche avec la chimioradiothérapie exclusive. Il n'est pas possible de conclure quant à la supériorité d'un schéma en survie globale. Quand la chimiothérapie d'induction est choisie, les modalités de potentialisation éventuelle de la radiothérapie ne sont pas établies. Squamous cell carcinomas of larynx and hypopharynx can be treated by surgery and/or radiotherapy according to tumor size. For small tumors, the results are similar. For locally advanced tumors, the surgical approach is mutilating and requires a total (pharyngo)laryngectomy. Exclusive chemoradiotherapy has shown its interest at the cost of late sequelae. In order to reduce these effects and mutilation, induction chemotherapy with cisplatin, docetaxel and 5FU for organ preservation becomes the standard treatment but there are no solid studies comparing this approach with the exclusive chemoradiotherapy. And it is not possible to conclude as to the superiority of a scheme in terms of overall survival. When chemotherapy is chosen, the modalities of any potentiation of radiation have not been yet established.

Dictionnaire de théologie morale... présentant un exposé complet de la morale chrétienne : contenant une règle de conduite pour les principales circonstances de la vie, offrant un complément nécessaire à toutes les éditions du Dictionnaire.... suivi d'un Plan méthodique de la théologie laissé inédit par Bergier et d'après lequel on peut lire avec suite son dictionnaire.... Tome 2 / par M. l'abbé Pierrot,... ; publié par l'abbé Migne

Collection : Encyclopédie théologique ; T. 31-32

Dictionnaire de théologie morale... présentant un exposé complet de la morale chrétienne : contenant une règle de conduite pour les principales circonstances de la vie, offrant un complément nécessaire à toutes les éditions du Dictionnaire.... suivi d'un Plan méthodique de la théologie laissé inédit par Bergier et d'après lequel on peut lire avec suite son dictionnaire.... Tome 1 / par M. l'abbé Pierrot,... ; publié par l'abbé Migne

Collection : Encyclopédie théologique ; T. 31-32

Characterization of the effect of mammary gland irridiation on experimental brest cancer progression and analysis of the implicated mechanisms

SUMMARY Radiotherapy is commonly and efficiently used to treat solid cancer in the clinic. Experimental evidence however suggests that radiation can promote tumor progression by inducing chronic modifications of the tumor microenvironment. Clinically, these observations are highly relevant to aggressive tumoral lesions relapsing after radiation therapy, a leading cause of patients' death. The investigation and understanding of the biological mechanisms implicated in the malignant progression of post-radiation relapses are therefore of major importance. Here we used a syngeneic (immunocompetent) breast cancer orthotopic xenograft model, to show that local irradiation of the mammary gland promotes the appearance of an invasive and metastatic tumor phenotype. Previous studies in our laboratory revealed that inhibition of tumor-induced angiogenesis and consequent increase in tumor hypoxia promotes metastasis formation through the activation of pro-invasive programs in the tumor cells. Our results extend these observations suggesting that mammary gland irradiation induces the recruitment of CD11b+ cells to both the primary tumor and the lungs at pre-metastatic stages through the hypoxia-dependent induction of Kit-ligand (KITL) expression in primary tumors. Abrogation of KITL expression in tumor cells prevented CD11 b+ cells accumulation in both the primary tumor and lungs and significantly reduced metastases of tumors growing in irradiated mammary gland. Importantly, irradiated mammary gland enhanced tumor-induced mobilization of circulating CD11b+cKit+ myelomonocytic cells through a HIF1- and KITL-dependent process. By cell transfer experiments, mobilized circulating CD11b+cKit+ cells were shown to supply both tumor- and lungs infiltrating CD11b+ cells. Using a blocking antibody against cKit (the KITL receptor), the mobilization of CD11b+cKit+ ceils was prevented as well as lung metastases derived from tumors growing in irradiated mammary gland. Taken together, these results indicate that tumors growing in a pre-irradiated mammary gland partially promote their malignant progression through the distant mobilization of circulating myelomonocytic precursor cells. They identify KITL inhibition and/or cKit receptor neutralization as potentially promising therapeutic approaches for post-radiation relapses. RESUME La radiothérapie est largement utilisée comme traitement de choix de nombreux types de cancers. L'agressivité des récidives tumorales observée en clinique après radiothérapie suggère cependant que le recours à l'irradiation pourrait dans certains cas accélérer la progression tumorale. De récents travaux expérimentaux ont en effet permis d'appuyer cette hypothèse, en montrant notamment l'effet néfaste des modifications chroniques de l'environnement induites par l'irradiation sur la progression tumorale. A l'aide d'un modèle murin syngénique orthotopique de cancer de sein, nous avons pu montrer que l'irradiation locale de la glande mammaire facilite l'invasion et la dissémination métastatique des cellules tumorales en favorisant le recrutement de cellules myéloïdes CD11 b+ vers la tumeur primaire et les poumons à un stade pré-métastatique. Comme mécanisme impliqué dans le recrutement des cellules CD11b+, nous avons pu observer après irradiation locale de la glande mammaire une expression augmentée de Kit-ligand (KITL) dans la tumeur (induite par l'hypoxie) ainsi que la mobilisation de cellules myéloïdes circulantes exprimant le récepteur cKit et précurseurs des cellules CD11b+ infiltrant la tumeur et les poumons. En empêchant la mobilisation par la tumeur de cellules circulantes cKit+ par des approches à la fois génétique et pharmacologique nous avons pu prévenir l'accumulation de cellules myéloïdes CD11 b+ dans la tumeur primaire et les poumons ainsi que la dissémination métastatique induites par' l'irradiation de la glande mammaire. De façon générale, ces résultats montrent que la progression agressive des tumeurs qui se développent dans un environnement irradié repose à la fois sur l'expression tumorale de KITL et la mobilisation de cellules myéloïdes précurseurs cKit*. Ils auront permis d'identifier KITL et/ou cKit comme des cibles thérapeutiques potentielles intéressantes pour le traitement des récidives tumorales après radiothérapie.

The reasons for discrepancies in target volume delineation: a SASRO study on head-and-neck and prostate cancer

But : comprendre les raisons des divergences observées dans le tracé des volumes cibles entre radio-oncologues. Matériel et méthodes : 18 centres suisses de radio-oncologie ont été invités à tracer les volumes pour un cas de cancer de la prostate et pour un cas de cancer de la sphère ORL. Nous avons également envoyé un questionnaire pour évaluer d'une part les différences dans la définition- des volumes (GTV [ gross tumor volume= volume tumoral macroscopique ], CTV [clinical tumor volume= volume de la tumeur clinique, macroscopique et microscopique], PTV [planning target volume= volume cible pour la planification], et d'autre part des variations dans les marges appliquées et les ganglions considérés à risque. Pour chaque centre, on a calculé la corrélation entre les marges qui ont été dessinées et celles qui ont été annoncées. Nous avons inclus dans le questionnaire une série de questions non spécifiques pour évaluer les méthodes de planification utilisées dans les différents centres. Résultats : Dans les 2 situations cliniques, on a mis en évidence de relativement grandes différences tant au niveau des volumes dessinés par les différents centres que dans leur définition des volumes. La corrélation entre les marges dessinées et définies était assez correcte dans le cas de la prostate mais médiocre dans le cas ORL. Le questionnaire a révélé d'importantes différences dans les méthodes de planification utilisées par les centres. Conclusion : Ces grandes différences peuvent être expliquées par, (1) une connaissance/interprétation variable des définitions ICRU, (2) des appréciations différentes de l'extension tumorale microscopique potentielle, (3) des difficultés dans l'identification du GTV, (4) des différences de concept, et (5) des différences entre la théorie (par ex. la description des marges) et la pratiqué (par ex. les marges dessinées).

Evaluation et validation des équations de prédiction du risque de diabète dans la population lausannoise : étude CoLaus

Le diabète de type 2 est une maladie fréquente et en augmentation dans le monde entier. Malheureusement, elle est souvent diagnostiquée à un stade ou des complications sont déjà apparues. Depuis quelques années, des scores ont été développés pour identifier les sujets à risque de développer cette maladie. L'utilisation d'un tel score par le praticien pourrait amener ces patients à des mesures préventives, telles que le changement d'hygiène de vie, ou la prescription d'un traitement médicamenteux. Le but de notre étude est de comparer et de valider différents scores de risques de diabète de type 2 et de déterminer leur capacité à prédire la survenue de cette maladie dans la population de la cohorte CoLaus. Les premiers résultats, en étude transversale, ont tout d'abord montré de grandes différences quant à la population à risque d'un score à l'autre. En effet, le nombre de personnes à traiter varie considérablement selon la méthode utilisée. Ces différents scores ont donc nécessité une validation prospective. Ces résultats ont fait l'objet d'une publication (Schmid et col, Diabetes Care. 2011 Aug;34(8):1863-8). Au moyen des données du suivi à 5 ans, il est sorti qu'un score de risque utilisant des variables biologiques et cliniques, ainsi qu'un score utilisant des variables uniquement cliniques, obtenaient de très bon résultats quant à la prédiction du diabète de type 2. En effet, un des scores testés donne une valeur prédictive positive d'environ 20% à 5 ans, ce qui signifie qu'un patient « détecté » sur 5 pourrait bénéficier d'une intervention précoce. Toutefois, ces résultats concernent la population lausannoise et ne sont donc pas forcément applicables à l'ensemble de la population suisse. De plus, de plus amples études sont nécessaires évaluer l'efficacité d'un tel score dans la prévention du diabète en Suisse. Ces résultats ont fait l'objet d'une seconde publication (Schmid et col, Arch Intern Med. 2012 Jan 23;172(2):188-9). Dans un troisième volet de l'étude, l'impact de marqueurs génétiques a été évalué dans un sous- groupe de la population CoLaus. Les résultats n'ont toutefois montré qu'une très faible amélioration de la prédiction du risque en utilisant ces marqueurs. Ceci devrait nous encourager à intensifier les efforts de prévention sur le style de vie pour toute la population, plutôt qu'une approche ciblée sur les personnes génétiquement prédisposées. Ces résultats ont fait l'objet d'une troisième publication (Schmid et col, J Clin Endocrinol Metab. 2012 Apr 24. [Epub ahead of print]). La même démarche méthodologique a été utilisée pour évaluer l'importance pronostique de plusieurs marqueurs inflammatoires (interleukines 1 et 6, Τ Ν F-, protéine C-réactive) hépatiques (GT) ou adipocytaires (leptine et adiponectine) dans la survenue du diabète. Ces résultats sont actuellement soumis au Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism).

High constant incidence of second primary colorectal cancer.

Patients who had a colorectal cancer have a 1.5- to 2-fold excess risk of a second colorectal cancer as compared to the general population, the excess being higher at younger age at diagnosis. To further investigate the risk and the age-relation of the incidence of second primary colorectal cancer, we considered 9,389 first colon and rectal cancers registered in the Vaud Cancer Registry, Switzerland, between 1974 and 2008, and followed-up to the end of 2008 for a total of 44,113 person-years. There were 136 second colorectal cancers versus 90.5 expected, corresponding to a standardized incidence ratio (SIR) of 1.5 (95% confidence interval, CI, 1.3-1.8). The SIRs were not heterogeneous between men and women, and in strata of calendar year at diagnosis, duration of follow-up, and subsite. However, the SIR was 7.5 (95% CI 4.2-12.4) for subjects diagnosed below age 50 and declined thereafter to reach 1.0 (95% CI 0.6-1.6) at age 80 or over. Consequently, the incidence of second primary colorectal cancer was stable, and exceedingly high, around 300-400/100,000 between age 30-39 and 70 or over. This age pattern is consistent with the existence of a single mutational event in a population of highly susceptible individuals.

Centres du sein: caprice ou nécessité [Breast Centers: whim or necessity?].

In order to prevent disparities in the management of breast cancer having a direct impact on the prognosis of patients, to promote early detection and optimal treatment while considering the quality of life of patients, Breast Centers are being set up in Switzerland on the basis of existing models in Europe. The centers provide also follow-up of patients and are submitted to certification criteria established by the Swiss Society of Senology and the Swiss Cancer League. These criteria include in particular the expertise of specialists based on a sufficient volume of activity and training, compliance with recommendations of clinical practice, integration of supportive care and timeliness of care. The certification process is voluntary. A database enables the regular assessment of the provided care and of the compliance with standards. The aim and the modalities of the creation of the Breast Centers are discussed.

Can 3T multiparametric magnetic resonance imaging accurately detect prostate cancer extracapsular extension?

BACKGROUND: Accurate staging is essential to determine the correct management of patients diagnosed with prostate cancer. We assess the accuracy of 3T multiparametric magnetic resonance imaging (MRI) with endorectal coil (3TemMRI) in detecting prostate cancer local extension. METHODS: We retrospectively reviewed charts from January 2008 to July 2012 from all patients undergoing radical prostatectomy. Patients were only included if 3TemMRI and radical prostatectomy were performed at our institution. Based on the presence of extracapsular extension (ECE) at 3TemMRI, prostate cancer was dichotomized into locally advanced or organ-confined disease. The accuracy of 3TemMRI local staging was then evaluated using definitive pathology as a reference. RESULTS: Overall, 177 radical prostatectomies were performed within the timeframe. After applying exclusion criteria, 60 patients were included in the final analysis. The mean patient age was 67 ± 7 (standard deviation) years. Mean prostate-specific antigen value was 12.7 ± 12.7 ng/L. Based on preoperative characteristics, we considered 38 of the 60 patients (63%) patients high risk. 3TemMRI identified an organ-confined tumour in 46 patients and locally advanced disease in 14 patients. When correlated to final pathology, 3TemMRI specificity, sensitivity, negative and positive predictive values, and accuracy in detecting locally advanced prostate cancer were 90%, 35%, 57%, 79% and 62%, respectively. INTERPRETATION: This study shows that the use of preoperative 3TemMRI can be used to identify organ-confined prostate cancer when locally advanced disease is suspected.