Haplotype analysis suggest common founders in carriers of the recurrent BRCA2 mutation, 3398delAAAAG, in French Canadian hereditary breast and/ovarian cancer families

Affiliation: Faculté de médicine, Université de Montréal

Immuno-oncology of human prostate cancer : phenotypical characterization and study of the tumor-derived, androgen-regulated immunosuppressive microenvironment

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie.

Characterizing the Expression of Cytochrome P450s in Breast Cancer Cells

Une résistance aux agents anticancéreux utilisés dans le traitement du cancer du sein est souvent associée à un échec de traitement. Des variations dans le devenir des agents anticancéreux dans l’organisme, sont des facteurs pouvant expliquer des phénomènes de résistance. Notre but était d’évaluer l’impact des isoenzymes du CYP450s, dans le métabolisme local des agents anticancéreux. Notre premier objectif était de valider un gène rapporteur pour nos analyses de PCR en temps réel. Pour ce faire, nous avons criblé l’expression de 6 gènes rapporteurs dans 23 lignées cellulaires. NUP-214 a été démontré comme étant le gène rapporteur le plus stable avec un écart-type de seulement 0.55 Ct. Notre deuxième objectif était de déterminer le niveau d’expression des ARNm de 19 isoformes du CYP450 dans plusieurs lignées cellulaires du cancer du sein. Les ARNm des CYP450s ont démontré une très grande variabilité entre les lignées cellulaires. Les isoformes CYP1B1 et CYP2J2 démontrent l’expression la plus importante pour la majorité des lignées. Notre troisième objectif était d’évaluer la corrélation entre l’expression des isoformes des CYP450s et leur activité métabolique en utilisant les substrats spécifiques du CYP1B1 et 2J2, 7-éthoxyrésorufine et ébastine, respectivement. Une forte corrélation (r2=0.99) fut observée entre l’activité métabolique vis-à-vis l’ébastine et l’expression du CYP2J2. De même, le métabolisme du 7-éthoxyrésorufine était fortement corrélé (r2=0.98) avec l’expression du CYP1B1. En résumé, ces résultats suggèrent que le métabolisme local des agents anticancéreux pourrait significativement moduler le devenir des agents anticancéreux dans l’organisme, et pourrait être ainsi, une source de résistance.

Evaluation of valosin containing protein (P97) as a cancer biomaker in canine lymphomas

Le lymphome est l'une des tumeurs les plus communes tant chez le chien que l’humain. Chaque année, un nombre important de chiens développe ce cancer agressif. La majorité décédant un an suivant le diagnostic. Le lymphome canin est maintenant identifié comme un excellent modèle de recherche pour la tumeur chez l'homme, particulièrement en ce qui concerne la biologie moléculaire de la maladie. En conséquence, la recherche sur le lymphome canin sera bénéfique non seulement pour les chiens mais aussi pour l’oncologie humaine. Parmi les méthodes diagnostiques de choix pour dépister de façon hâtive le lymphome se trouve la mesure de marqueurs tumoraux. Ceci a l’avantage d’être peu invasive, simple et peu dispendieuse. Ainsi, dans le but d’évaluer la protéine VCP (valosin containing protein) comme biomarqueur tumoral dans les lymphomes canins à cellules B et T, nous avons évalué la protéine VCP par immunobuvardage sur sérums et tissus tumoraux de chiens atteints et par immunohistochimie sur des tumeurs de haut grade, grade intermédiaire et bas grade. Pour mieux définir l’expression de VCP dans les cellules cancéreuses, nous avons également examiné par immunobuvardage les niveaux de VCP dans 3 lignées cellulaires: CLBL-1, CL-1, et 17-71. Il s’avère que les lymphomes à cellules B de haut grade avaient une élévation significative du taux de VCP comparé aux tumeurs de bas grade (P < 0,05). De même, une accumulation importante de VCP a également été détectée dans les lignées tumorales comparées aux cellules mononucléaires du sang périphérique (P < 0,05). D’autre part, le taux sérique de VCP est resté similaire à ceux des chiens normaux. Ces résultats suggèrent une corrélation entre le taux de VCP et le degré de malignité des lymphomes à cellules B. En conclusion, la protéine VCP doit faire l’objet d’une évaluation approfondie pour déterminer son utilité comme marqueur pronostique.

“Reconstruction of Gene Regulatory Network from Expression Profile of Plasma RNA Data of Colorectal Cancer Patients using Soft Computing Techniques”

Microarray data analysis is one of data mining tool which is used to extract meaningful information hidden in biological data. One of the major focuses on microarray data analysis is the reconstruction of gene regulatory network that may be used to provide a broader understanding on the functioning of complex cellular systems. Since cancer is a genetic disease arising from the abnormal gene function, the identification of cancerous genes and the regulatory pathways they control will provide a better platform for understanding the tumor formation and development. The major focus of this thesis is to understand the regulation of genes responsible for the development of cancer, particularly colorectal cancer by analyzing the microarray expression data. In this thesis, four computational algorithms namely fuzzy logic algorithm, modified genetic algorithm, dynamic neural fuzzy network and Takagi Sugeno Kang-type recurrent neural fuzzy network are used to extract cancer specific gene regulatory network from plasma RNA dataset of colorectal cancer patients. Plasma RNA is highly attractive for cancer analysis since it requires a collection of small amount of blood and it can be obtained at any time in repetitive fashion allowing the analysis of disease progression and treatment response.

Current status of knowledge about suicide in people with cancer

Aim: To review the current knowledge about suicide in cancer patients. Method: We searchedspecialized databases using keywords for articles published in the last two decades (1990-2010),and compiled and reviewed them in order to: indicate the prevalence of suicide in cancer patientsworldwide and in Colombia, differentiating the data by sex and age; establish the types of cancerthat are associated with suicide, identify risk factors for committing or considering suicide andpresent the strategies of professional and psychological intervention directed at cancer patientswith suicidal ideation and suicide attempts. The present article is a review of the information on thesubject. Results: We found that: in cancer patients, the suicide rate is two times higher thanin the general population; depression, suicidal ideation and location of cancer are some of therisk factors for suicide, and there is a lack of published guidelines for professional managementof the suicidal patient with cancer. Conclusion: The need to carry out research on the topic ofsuicide in cancer patients was established.

Glycan alterations of serum proteins as tumour markers. Prostate-specific antigen in prostate cancer and acute-phase proteins in pancreatic cancer

Els pacients amb càncer presenten una taxa de supervivència superior si es diagnostiquen a estadis inicials, per la qual cosa és indispensable disposar de marcadors tumorals adequats. Glicoformes de proteïnes específiques es podrian utilizar com marcadors tumorals. S’han investigat les subformes i glicosilació de l’Antígen Prostàtic Específic (PSA) per millorar la seva capacitat de diagnosis de pacients amb càncer de pròstata vs aquells amb hiperplàsia benigna prostàtica. També s’han avaluat glicoproteïnes sèriques amb alteracions glucídiques en pacients de càncer de pàncrees, comparat amb pacients amb pancreatitis crònica i controls. S’ha observat una disminució de la fucosilació core i sialilació del PSA en càncer de pròstata i un augment de la fucosilació core i Sialyl-Lewis X en algunes Proteïnes de fase Aguda en càncer de pàncrees. Aquest canvis s’haurien d’avaluar en un cohort de pacients més gran per determinar el seu paper en el cribratge, diagnòstic o monitorització dels cancers estudiats.

Role of oxygen radicals in DNA damage and cancer incidence

The development of cancer in humans and animals is a multistep process. The complex series of cellular and molecular changes participating in cancer development are mediated by a diversity of endogenous and exogenous stimuli. One type of endogenous damage is that arising from intermediates of oxygen (dioxygen) reduction - oxygen-free radicals (OFR), which attacks not only the bases but also the deoxyribosyl backbone of DNA. Thanks to improvements in analytical techniques, a major achievement in the understanding of carcinogenesis in the past two decades has been the identification and quantification of various adducts of OFR with DNA. OFR are also known to attack other cellular components such as lipids, leaving behind reactive species that in turn can couple to DNA bases. Endogenous DNA lesions are genotoxic and induce mutations. The most extensively studied lesion is the formation of 8-OH-dG. This lesion is important because it is relatively easily formed and is mutagenic and therefore is a potential biomarker of carcinogenesis. Mutations that may arise from formation of 8-OH-dG involve GC. TA transversions. In view of these findings, OFR are considered as an important class of carcinogens. The effect of OFR is balanced by the antioxidant action of non-enzymatic antioxidants as well as antioxidant enzymes. Non-enzymatic antioxidants involve vitamin C, vitamin E, carotenoids (CAR), selenium and others. However, under certain conditions, some antioxidants can also exhibit a pro-oxidant mechanism of action. For example, beta-carotene at high concentration and with increased partial pressure of dioxygen is known to behave as a pro-oxidant. Some concerns have also been raised over the potentially deleterious transition metal ion-mediated (iron, copper) pro-oxidant effect of vitamin C. Clinical studies mapping the effect of preventive antioxidants have shown surprisingly little or no effect on cancer incidence. The epidemiological trials together with in vitro experiments suggest that the optimal approach is to reduce endogenous and exogenous sources of oxidative stress, rather than increase intake of anti-oxidants. In this review, we highlight some major achievements in the study of DNA damage caused by OFR and the role in carcinogenesis played by oxidatively damaged DNA. The protective effect of antioxidants against free radicals is also discussed.

Diet, fecal water, and colon cancer - development of a biomarker

Colorectal cancer (CRC) is a leading cause of cancer incidence worldwide. Lifestyle factors, especially dietary intake, affect the risk of CRC development. Suitable risk biomarkers are required in order to assess the effect that specific dietary components have on CRC risk. The relationship between dietary intake and indicators of fecal water activity has been assessed using cell and animal models as well as human studies. This review summarizes the literature on fecal water and dietary components with a view to establishing further the potential role of fecal water as a source of CRC risk biomarkers. The literature indicates that fecal water activity markers are affected by specific dietary components linked with CRC risk: red meat, saturated fats, bile acids, and fatty acids are associated with an increase in fecal water toxicity, while the converse appears to be true for calcium, probiotics, and prebiotics. However, it must be acknowledged that the study of fecal water is still in its infancy and a number of issues need to be addressed before its usefulness can be truly gauged.

General care of the older cancer patient.

With increasing age, there are greater numbers of older people who will be diagnosed with cancer. It must be remembered that such individuals have increased frailty and have a number of geriatric syndromes and conditions particularly pertinent to older age, including incontinence, poor cognition and impaired nutrition. It is often difficult to define the effects of cancer and its treatment or complications, and separate these from the effects of normal ageing and geriatric syndromes. The documentation of poor nutrition and its management must combine knowledge from both geriatric medicine and oncology. Nutrition serves to identify key healthcare professionals who are all essential in any patient at risk or suffering from malnutrition. Incontinence must be actively sought, its cause identified and efforts made to either 'cure' it or, in certain circumstances, 'manage' it. Older patients with cancer are cared for predominantly by older relations and informal care mechanisms and special consideration of their physical and practical needs are paramount. In this area, nurses, doctors, therapists and social workers should work to identify formal and informal mechanisms to support particularly the older carer.

Components of olive oil and chemoprevention of colorectal cancer

Olive oil contains a vast range of substances such as monounsaturated free fatty acids (e.g., oleic acid), hydrocarbon squalene, tocopherols, aroma components, and phenolic compounds. Higher consumption of olive oil is considered the hallmark of the traditional Mediterranean diet, which has been associated with low incidence and prevalence of cancer, including colorectal cancer. The anticancer properties of olive oil have been attributed to its high levels of monounsaturated fatty acids, squalene, tocopherols, and phenolic compounds. Nevertheless, there is a growing interest in studying the role of olive oil phenolics in carcinogenesis. This review aims to provide an overview of the relationship between olive oil phenolics and colorectal cancer, in particular summarizing the epidemiologic, in vitro, cellular, and animal studies on antioxidant and anticarcinogenic effects of olive oil phenolics.

Potential anti-cancer effects of virgin olive oil phenols on colorectal carcinogenesis models in vitro

The traditional Mediterranean diet is thought to represent a healthy lifestyle; especially given the incidence of several cancers including colorectal cancer is lower in Mediterranean countries compared to Northern Europe. Olive oil, a central component of the Mediterranean diet, is believed to beneficially affect numerous biological processes. We used phenols extracted from virgin olive oil on a series of in vitro systems that model important stages of colon carcinogenesis. The effect the extract on DNA damage induced by hydrogen peroxide was measured in HT29 cells using single cell microgel-electrophoresis. A significant anti-genotoxic linear trend (p=0.011) was observed when HT29 cells were pre-incubated with olive oil phenols (0, 5, 10, 25, 50, 75, 100 microg/ml) for 24 hr, then challenged with hydrogen peroxide. The olive oil phenols (50, 100 microg/ml) significantly (p=0.004, p=0.002) improved barrier function of CACO2 cells after 48 hr as measured by trans-epithelial resistance. Significant inhibition of HT115 invasion (p<0.01) was observed at olive oil phenols concentrations of 25, 50, 75, 100 microg/ml using the matrigel invasion assay. No effect was observed on HT115 viability over the concentration range 0, 25, 50 75, 100 microg/ml after 24 hr, although 75 and 100 microg/ml olive oil phenols significantly inhibited HT115 cell attachment (p=0.011, p=0.006). Olive oil phenols had no significant effect on metastasis-related gene expression in HT115 cells. We have demonstrated that phenols extracted from virgin olive oil are capable of inhibiting several stages in colon carcinogenesis in vitro.

Heme-induced biomarkers associated with red meat promotion of colon cancer are not modulated by the intake of nitrite

Red and processed meat consumption is associated with the risk of colorectal cancer. Three hypotheses are proposed to explain this association, via heme-induced oxidation of fat, heterocyclic amines, or N-nitroso compounds. Rats have often been used to study these hypotheses, but the lack of enterosalivary cycle of nitrate in rats casts doubt on the relevance of this animal model to predict nitroso- and heme-associated human colon carcinogenesis. The present study was thus designed to clarify whether a nitrite intake that mimics the enterosalivary cycle can modulate hemeinduced nitrosation and fat peroxidation. This study shows that, in contrast with the starting hypothesis, drinking water added with nitrite to mimic the salivary nitrite content did not change the effect of hemoglobin on biochemicalmarkers linked to colon carcinogenesis, notably lipid peroxidation and cytotoxic activity in the colon of rat. However, ingested sodium nitrite increased fecal nitrosocompounds level, but their fecal concentration and their nature (iron-nitrosyl) would probably not be associated with an increased risk of cancer.We thus suggest that the rat model could be relevant for study the effect of red meat on colon carcinogenesis, in spite of the lack of nitrite in the saliva of rats.

Dementia and cancer: a review of the literature and current practice

Age is a risk factor for dementia, and also for most cancers. Surprisingly, rates of cancer appear to be lower in individuals with dementia and vice versa. Genetic mechanisms could underpin this inverse relationship and are outlined, but underdiagnosis must also be taken into account. Individuals with cancer and dementia pose unique challenges to healthcare professionals owing to the potential for impaired decision-making capacity, poor communication and difficulties following medication regimes. Mild cognitive impairment and ‘chemo brain’ should be differentiated from progressive neurodegeneration.

In vitro and in vivo models of colorectal cancer: antigenotoxic activity of berries.

The etiology of colorectal cancer (CRC), a common cause of cancer-related mortality globally, has strong associations with diet. There is considerable epidemiological evidence that fruits and vegetables are associated with reduced risk of CRC. This paper reviews the extensive evidence, both from in vitro studies and animal models, that components of berry fruits can modulate biomarkers of DNA damage and that these effects may be potentially chemoprotective, given the likely role that oxidative damage plays in mutation rate and cancer risk. Human intervention trials with berries are generally consistent in indicating a capacity to significantly decrease oxidative damage to DNA, but represent limited evidence for anticarcinogenicity, relying as they do on surrogate risk markers. To understand the effects of berry consumption on colorectal cancer risk, future studies will need to be well controlled, with defined berry extracts, using suitable and clinically relevant end points and considering the importance of the gut microbiota.