The influence of genetic polymorphisms in XRCC3 and ADH5 genes on the frequency of genotoxicity biomarkers in workers exposed to formaldehyde

The International Agency for Research on Cancer classified formaldehyde as carcinogenic to humans because there is “sufficient epidemiological evidence that it causes nasopharyngeal cancer in humans”. Genes involved in DNA repair and maintenance of genome integrity are critically involved in protecting against mutations that lead to cancer and/or inherited genetic disease. Association studies have recently provided evidence for a link between DNA repair polymorphisms and micronucleus (MN) induction. We used the cytokinesis-block micronucleus (CBMN assay) in peripheral lymphocytes and MN test in buccal cells to investigate the effects of XRCC3 Thr241Met, ADH5 Val309Ile, and Asp353Glu polymorphisms on the frequency of genotoxicity biomarkers in individuals occupationally exposed to formaldehyde (n = 54) and unexposed workers (n = 82). XRCC3 participates in DNA double-strand break/recombination repair, while ADH5 is an important component of cellular metabolism for the elimination of formaldehyde. Exposed workers had significantly higher frequencies (P < 0.01) than controls for all genotoxicity biomarkers evaluated in this study. Moreover, there were significant associations between XRCC3 genotypes and nuclear buds, namely XRCC3 Met/Met (OR = 3.975, CI 1.053–14.998, P = 0.042) and XRCC3 Thr/Met (OR = 5.632, CI 1.673–18.961, P = 0.005) in comparison with XRCC3 Thr/Thr. ADH5 polymorphisms did not show significant effects. This study highlights the importance of integrating genotoxicity biomarkers and genetic polymorphisms in human biomonitoring studies.

Characterization of OsMIK in a rice mutant with reduced phytate content reveals an insertion of a rearranged retrotransposon.

The rice low phytic acid (lpa) mutant Os-lpa-XS110-1(XS-lpa) has ~45 % reduction in seed phytic acid (PA) compared with the wild-type cultivar Xiushui 110. Previously, a single recessive gene mutation was shown to be responsible for the lpa phenotype and was mapped to a region of chromosome 3 near OsMIK (LOC_Os03g52760) and OsIPK1 (LOC_Os03g51610), two genes involved in PA biosynthesis. Here, we report the identification of a large insert in the intron of OsMIK in the XS-lpa mutant. Sequencing of fragments amplified through TAIL-PCRs revealed that the insert was a derivative of the LINE retrotransposon gene LOC_Os03g56910. Further analyses revealed the following characteristics of the insert and its impacts: (1) the inserted sequence of LOC_Os03g56910 was split at its third exon and rejoined inversely, with its 5' and 3' flanking sequences inward and the split third exon segments outward; (2) the LOC_Os03g56910 remained in its original locus in XS-lpa, and the insertion probably resulted from homologous recombination repair of a DNA double strand break; (3) while the OsMIK transcripts of XS-lpa and Xiushui 110 were identical, substantial reductions of the transcript abundance (~87 %) and the protein level (~60 %) were observed in XS-lpa, probably due to increased methylation in its promoter region. The above findings are discussed in the context of plant mutagenesis, epigenetics and lpa breeding.

RDM1, a novel RNA recognition motif (RRM)-containing protein involved in the cell response to cisplatin in vertebrates.

A variety of cellular proteins has the ability to recognize DNA lesions induced by the anti-cancer drug cisplatin, with diverse consequences on their repair and on the therapeutic effectiveness of this drug. We report a novel gene involved in the cell response to cisplatin in vertebrates. The RDM1 gene (for RAD52 Motif 1) was identified while searching databases for sequences showing similarities to RAD52, a protein involved in homologous recombination and DNA double-strand break repair. Ablation of RDM1 in the chicken B cell line DT40 led to a more than 3-fold increase in sensitivity to cisplatin. However, RDM1-/- cells were not hypersensitive to DNA damages caused by ionizing radiation, UV irradiation, or the alkylating agent methylmethane sulfonate. The RDM1 protein displays a nucleic acid binding domain of the RNA recognition motif (RRM) type. By using gel-shift assays and electron microscopy, we show that purified, recombinant chicken RDM1 protein interacts with single-stranded DNA as well as double-stranded DNA, on which it assembles filament-like structures. Notably, RDM1 recognizes DNA distortions induced by cisplatin-DNA adducts in vitro. Finally, human RDM1 transcripts are abundant in the testis, suggesting a possible role during spermatogenesis.

Cooperation of breast cancer proteins PALB2 and piccolo BRCA2 in stimulating homologous recombination.

Inherited mutations in human PALB2 are associated with a predisposition to breast and pancreatic cancers. PALB2's tumor-suppressing effect is thought to be based on its ability to facilitate BRCA2's function in homologous recombination. However, the biochemical properties of PALB2 are unknown. Here we show that human PALB2 binds DNA, preferentially D-loop structures, and directly interacts with the RAD51 recombinase to stimulate strand invasion, a vital step of homologous recombination. This stimulation occurs through reinforcing biochemical mechanisms, as PALB2 alleviates inhibition by RPA and stabilizes the RAD51 filament. Moreover, PALB2 can function synergistically with a BRCA2 chimera (termed piccolo, or piBRCA2) to further promote strand invasion. Finally, we show that PALB2-deficient cells are sensitive to PARP inhibitors. Our studies provide the first biochemical insights into PALB2's function with piBRCA2 as a mediator of homologous recombination in DNA double-strand break repair.

Alternative strategies for deciphering the genetic architecture of childhood Pre-B acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aigüe (LLA) est une maladie génétique complexe. Malgré que cette maladie hématologique soit le cancer pédiatrique le plus fréquent, ses causes demeurent inconnues. Des études antérieures ont démontrées que le risque à la LLA chez l’enfant pourrait être influencé par des gènes agissant dans le métabolisme des xénobiotiques, dans le maintient de l’intégrité génomique et dans la réponse au stress oxydatif, ainsi que par des facteurs environnementaux. Au cours de mes études doctorales, j’ai tenté de disséquer davantage les bases génétiques de la LLA de l’enfant en postulant que la susceptibilité à cette maladie serait modulée, au moins en partie, par des variants génétiques agissant dans deux voies biologiques fondamentales : le point de contrôle G1/S du cycle cellulaire et la réparation des cassures double-brin de l’ADN. En utilisant une approche unique reposant sur l’analyse d’une cohorte cas-contrôles jumelée à une cohorte de trios enfants-parents, j’ai effectué une étude d’association de type gènes/voies biologiques candidats. Ainsi, j’ai évaluer le rôle de variants provenant de la séquence promotrice de 12 gènes du cycle cellulaire et de 7 gènes de la voie de réparation de l’ADN, dans la susceptibilité à la LLA. De tels polymorphismes dans la région promotrice (pSNPs) pourraient perturber la liaison de facteurs de transcription et mener à des différences dans les niveaux d’expression des gènes pouvant influencer le risque à la maladie. En combinant différentes méthodes analytiques, j’ai évalué le rôle de différents mécanismes génétiques dans le développement de la LLA chez l’enfant. J’ai tout d’abord étudié les associations avec gènes/variants indépendants, et des essaies fonctionnels ont été effectués afin d’évaluer l’impact des pSNPs sur la liaison de facteurs de transcription et l’activité promotrice allèle-spécifique. Ces analyses ont mené à quatre publications. Il est peu probable que ces gènes de susceptibilité agissent seuls; j’ai donc utilisé une approche intégrative afin d’explorer la possibilité que plusieurs variants d’une même voie biologique ou de voies connexes puissent moduler le risque de la maladie; ces travaux ont été soumis pour publication. En outre, le développement précoce de la LLA, voir même in utero, suggère que les parents, et plus particulièrement la mère, pourraient jouer un rôle important dans le développement de cette maladie chez l’enfant. Dans une étude par simulations, j’ai évalué la performance des méthodes d’analyse existantes de détecter des effets fœto-maternels sous un design hybride trios/cas-contrôles. J’ai également investigué l’impact des effets génétiques agissant via la mère sur la susceptibilité à la LLA. Cette étude, récemment publiée, fût la première à démontrer que le risque de la leucémie chez l’enfant peut être modulé par le génotype de sa mère. En conclusions, mes études doctorales ont permis d’identifier des nouveaux gènes de susceptibilité pour la LLA pédiatrique et de mettre en évidence le rôle du cycle cellulaire et de la voie de la réparation de l’ADN dans la leucémogenèse. À terme, ces travaux permettront de mieux comprendre les bases génétiques de la LLA, et conduiront au développement d’outils cliniques qui amélioreront la détection, le diagnostique et le traitement de la leucémie chez l’enfant.

Rôle du gène Polycomb BMI1 dans le maintien et la radiorésistance des cellules souches cancéreuses

Le glioblastome multiforme (GBM) est la tumeur cérébrale la plus commune et létale chez l’adulte. Malgré les avancés fulgurantes dans la dernière décennie au niveau des thérapies contre le cancer, le pronostique reste inchangé. Le manque de spécificité des traitements est la cause première de la récurrence de cette tumeur. Une meilleure compréhension au niveau des mécanismes moléculaires et biologiques de cette tumeur est impérative. La découverte des cellules souches cancéreuses (CD133+) au niveau du GBM offre une nouvelle opportunité thérapeutique contre cette tumeur. Effectivement, les cellules CD133+ seraient responsables de l’établissement, le maintien et la progression du GBM. De plus, elles sont également la cause de la résistance du GBM faces aux traitements de radiothérapies. Ces cellules représentent une cible de choix dans le but d’éradiquer le GBM. L’oncogène BMI1 a été associé à plusieurs types de tumeurs et est également essentielle au maintien de différentes populations de cellules souches normales et cancéreuses. Une forte expression de BMI1 est observée au niveau du GBM et plus précisément, un enrichissement préférentiel de cette protéine est noté au niveau des cellules CD133+. L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer le rôle potentiel de BMI1 dans le maintien et la radiorésistance des cellules souches cancéreuses (CSC), CD133+ du GBM. La fonction principale de BMI1 est la régulation négative du locus INK4A/ARF. Ce locus est impliqué dans l’activation de deux voies majeurs anti-tumorales : P53 et RB. Or, la perte de BMI1 induit in vitro une diminution des capacités prolifératives, une augmentation de la différentiation et de l’apoptose, ainsi qu’une augmentation de la radiosensibilité des CSC du GBM indépendamment de la présence du locus INK4A/ARF. Effectivement, deux tumeurs sur trois possèdent une délétion de ce locus, ce qui suggère que BMI1 possède d’autre(s) cible(s) transcriptionnelle(s). Parmi ces nouvelles cibles ont retrouve la protéine P21, un régulateur négatif du cycle cellulaire. De plus, la perte de BMI1 inhibe l’établissement d’une tumeur cérébrale lors d’études de xénogreffe chez la souris NOD/SCID. Également, une nouvelle fonction de BMI1 indépendante de son activité transcriptionnel a été démontrée. Effectivement, suite à l’induction d’un bris double brin (BDB) de l’ADN, BMI1 est rapidement recruté au niveau de la lésion et influence le recrutement des protéines de reconnaissance du dommage à l’ADN. La perte de BMI1 mène à un défaut au niveau de la reconnaissance et la réparation de l’ADN, alors que sa surexpression induit plutôt une augmentation de ces mécanismes et procure une radiorésistance. Ces résultats décrivent pour la première fois l’importance de BMI1 au niveau du maintien, de l’auto-renouvellement et la radiorésistance des CSC du GBM. Ainsi, ces travaux démontrent que la protéine BMI1 représente une cible thérapeutique de choix dans le but d’éradiquer le GBM, une tumeur cérébrale létale.

Caractérisation fonctionnelle du suppresseur de tumeurs BAP1

La déubiquitinase BAP1 (« BRCA1-Associated Protein1 ») a initialement été isolée pour sa capacité de promouvoir la fonction suppressive de tumeurs de BRCA1. BAP1 est muté de manière homozygote dans plusieurs cancers (tel que le cancer du rein, de la peau, de l’oeil et du sein) suggérant fortement que cette déubiquitinase est un suppresseur de tumeurs. Effectivement, la surexpression de BAP1 réduit la prolifération cellulaire et la croissance tumorale dans des modèles de xénogreffe de souris. Toutefois, la fonction biologique et le mécanisme d’action de cette déubiquitinase restent encore marginalement connus. Ainsi, les objectifs de cette thèse sont de caractériser la fonction biologique de BAP1 et de révéler les bases moléculaires de sa fonction suppressive de tumeurs. Pour déterminer la fonction biologique de BAP1, nous avons immuno-purifié et identifié les protéines associées à BAP1, qui s’avèrent être principalement des facteurs et co-facteurs de transcription. Ensuite, nous avons démontré que BAP1 est un régulateur de la transcription. Parallèlement, un autre groupe a montré que BAP1 chez la drosophile, Calypso, régule l’ubiquitination de H2A et la transcription génique. D’autre part, nos résultats d’analyse d’expression génique globale suggèrent que BAP1 jouerait un rôle important dans la réponse aux dommages à l’ADN. Effectivement, des expériences de gain et de perte de fonction (méthode de l’ARNi, modèle de cellules KO en BAP1 et de cellules déficientes en BAP1 re-exprimant BAP1) ont révélé que cette déubiquitinase régule la réponse aux bris double brin d’ADN par la recombinaison homologue. Nos résultats suggèrent que BAP1 exerce sa fonction suppressive de tumeurs en contrôlant la réparation sans erreur de l’ADN via la recombinaison homologue. En cas d’inactivation de BAP1, les cellules deviendront plus dépendantes du mécanisme de réparation par jonction d'extrémités non-homologues, qui est potentiellement mutagénique causant ainsi l’instabilité génomique. D’autres études seront nécessaires afin de déterminer le rôle exact de BAP1 dans la transcription et de comprendre comment la dérégulation de l’ubiquitination de H2A contribue au développement du cancer. Définir les mécanismes de suppression tumorale est de grand intérêt, non seulement pour comprendre la carcinogénèse mais également pour le développement de nouvelles thérapies contre cette maladie.

Caractérisation biochimique du complexe Smc5-6

Les membres de la famille SMC (Structural Maintenance of Chromosomes), présents dans tous les domaines de la vie, sont impliqués dans des processus allant de la cohésion des chromatides-sœurs jusqu’à la réparation de l’ADN. Chacun des membres de cette famille, composée de 6 membres (Smc1 à Smc6), s’associe avec un autre membre ainsi qu’à des sous-unités non-SMC pour former 3 complexes : cohésine, condensine et Smc5-6. L’implication du complexe Smc5-6 dans plusieurs aspects du maintien de l’intégrité génomique est bien démontrée. Néanmoins, une question fondamentale concernant ce complexe demeure encore sans réponse: comment peut-il être impliqué dans autant d’aspects de la vie d’une cellule? Encore à ce jour, il est difficile de répondre à cette question en raison du manque d’information disponible au sujet des activités biochimiques de ce complexe. C’est pourquoi l’objectif de ce travail consiste en la caractérisation biochimique du complexe Smc5-6. La biochimie de cohésine et condensine suggère diverses possibilités en ce qui a trait aux activités biochimiques du complexe Smc5-6. La première étape de mon projet fut donc d’élaborer une procédure pour la purification de Smc5 et Smc6 après surexpression en levure. Après plusieurs expériences, il apparut clair que les deux protéines possèdent une activité de liaison à l’ADN simple brin (ADNsb) ainsi qu’à l’ADN double brins (ADNdb) et que, même si les protéines peuvent se lier aux deux types d’ADN, elles possèdent une plus grande affinité pour l’ADNsb. De plus, ces expériences permirent de démontrer que l’interaction entre Smc5 ou Smc6 et l’ADNsb est très stable, alors que l’interaction avec l’ADNdb ne l’est pas. Suite à l’obtention de ces résultats, la seconde étape fut la détermination de la ou des partie(s) de Smc5 et Smc6 permettant la liaison à l’ADN. Pour répondre à cette question, une dissection moléculaire fut réalisée, suivi d’une caractérisation des différents domaines constituants Smc5 et Smc6. De cette façon, il fut possible de démontrer qu’il existe deux sites de liaison à l’ADN sur Smc5 et Smc6 ; le premier site se trouvant dans le domaine «hinge» ainsi que dans la région adjacente du domaine «coiled-coil» et le second au niveau de la tête ATPase des deux protéines. Bien que les deux domaines puissent lier l’ADNsb, il fut démontré qu’une différence majeure existe au niveau de leur affinité pour ce type d’ADN. En effet, le domaine «hinge» possède une affinité plus forte pour l’ADNsb que la tête ATPase. De plus, cette dernière est incapable de lier l’ADNdb alors que le domaine «hinge» le peut. L’identification des sites de liaison à l’ADN sur Smc5 et Smc6 permettra de créer de nouveaux mutants possédant un défaut dans la liaison à l’ADN. Ainsi, l’étude du complexe Smc5-6 durant la réparation de l’ADN in vivo sera facilité.

MVP and Vaults: a role in the radiation response

[EN] Vaults are evolutionary highly conserved ribonucleoproteins particles with a hollow barrel-like structure. The main component of vaults represents the 110 kDa major vault protein (MVP), whereas two minor vaults proteins comprise the 193 kDa vault poly(ADP-ribose) polymerase (vPARP) and the 240 kDa telomerase-associated protein-1 (TEP-1). Additionally, at least one small and untranslated RNA is found as a constitutive component. MVP seems to play an important role in the development of multidrug resistance. This particle has also been implicated in the regulation of several cellular processes including transport mechanisms, signal transmission and immune responses. Vaults are considered a prognostic marker for different cancer types. The level of MVP expression predicts the clinical outcome after chemotherapy in different tumour types. Recently, new roles have been assigned to MVP and vaults including the association with the insulin-like growth factor-1, hypoxia-inducible factor-1alpha, and the two major DNA double-strand break repair machineries: non-homologous endjoining and homologous recombination. Furthermore, MVP has been proposed as a useful prognostic factor associated with radiotherapy resistance. Here, we review these novel actions of vaults and discuss a putative role of MVP and vaults in the response to radiotherapy.

The connection between E2F and ATM in p53-dependent apoptosis

Programmed cell death is an anticancer mechanism utilized by p53 that when disrupted can accelerate tumor development in response to oncogenic stress. Defects in the RB tumor suppressor cause aberrant cell proliferation as well as apoptosis. The combinatorial loss of the p53 and RB pathways is observed in a large percentage of human tumors. The E2F family of transcription factors primarily mediates the phenotype of Rb loss, since RB is a negative regulator of E2F. Contrary to early expectations, it has now been shown that the ARF (alternative reading frame) tumor suppressor is not required for p53-dependent apoptosis in response to deregulation of the RB/E2F pathway. In this study, we demonstrate that ATM, known as a DNA double-strand break (DSB) sensor, is responsible for ARF-independent apoptosis and p53 activation induced by deregulated E2F1. Moreover, NBS1, a component of the MRN DNA repair complex, is also required for E2F1-induced apoptosis and apparently works in the same pathway as ATM. We further found that endogenous E2F1 and E2F3 both play a role in apoptosis and ATM activation in response to inhibition of RB by the adenoviral E1A oncoprotein. We demonstrate that, unlike deregulated E2F3 and Myc, ATM activation by deregulated E2F1 does not involve the induction of DNA damage, autophosphorylation of ATM on Ser 1981, a marker of ATM activation by DSB, but does depend on the presence of NBS1, suggesting that E2F1 activates ATM in a different manner from E2F3 and Myc. Results from domain mapping studies show that the DNA binding, dimerization, and marked box domains of E2F1 are required to activate ATM and stimulate apoptosis but the transactivation domain is not. This implies that E2F1's DNA binding and interaction with other proteins through the marked box domain are necessary to induce ATM activation leading to apoptosis but transcriptional activation by E2F1 is dispensable. Together these data suggest a model in which E2F1 activates ATM to phosphorylate p53 through a novel mechanism that is independent of DNA damage and transcriptional activation by E2F1.^

Monte-Carlo dosimetry on a realistic cell monolayer geometry exposed to alpha particles

The energy and specific energy absorbed in the main cell compartments (nucleus and cytoplasm) in typical radiobiology experiments are usually estimated by calculations as they are not accessible for a direct measurement. In most of the work, the cell geometry is modelled using the combination of simple mathematical volumes. We propose a method based on high resolution confocal imaging and ion beam analysis (IBA) in order to import realistic cell nuclei geometries in Monte-Carlo simulations and thus take into account the variety of different geometries encountered in a typical cell population. Seventy-six cell nuclei have been imaged using confocal microscopy and their chemical composition has been measured using IBA. A cellular phantom was created from these data using the ImageJ image analysis software and imported in the Geant4 Monte-Carlo simulation toolkit. Total energy and specific energy distributions in the 76 cell nuclei have been calculated for two types of irradiation protocols: a 3 MeV alpha particle microbeam used for targeted irradiation and a 239Pu alpha source used for large angle random irradiation. Qualitative images of the energy deposited along the particle tracks have been produced and show good agreement with images of DNA double strand break signalling proteins obtained experimentally. The methodology presented in this paper provides microdosimetric quantities calculated from realistic cellular volumes. It is based on open-source oriented software that is publicly available.

Association of terminal deoxynucleotidyl transferase with Ku

Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) catalyzes the addition of nucleotides at the junctions of rearranging Ig and T cell receptor gene segments, thereby generating antigen receptor diversity. Ku is a heterodimeric protein composed of 70- and 86-kDa subunits that binds DNA ends and is required for V(D)J recombination and DNA double-strand break (DSB) repair. We provide evidence for a direct interaction between TdT and Ku proteins. Studies with a baculovirus expression system show that TdT can interact specifically with each of the Ku subunits and with the heterodimer. The interaction between Ku and TdT is also observed in pre-T cells with endogenously expressed proteins. The protein–protein interaction is DNA independent and occurs at physiological salt concentrations. Deletion mutagenesis experiments reveal that the N-terminal region of TdT (131 amino acids) is essential for interaction with the Ku heterodimer. This region, although not important for TdT polymerization activity, contains a BRCA1 C-terminal domain that has been shown to mediate interactions of proteins involved in DNA repair. The induction of DSBs in Cos-7 cells transfected with a human TdT expression construct resulted in the appearance of discrete nuclear foci in which TdT and Ku colocalize. The physical association of TdT with Ku suggests a possible mechanism by which TdT is recruited to the sites of DSBs such as V(D)J recombination intermediates.

Replication-dependent early meiotic requirement for Spo11 and Rad50

Spo11 and the Rad50-Mre11 complex have been indirectly implicated in processes associated with DNA replication. These proteins also have been shown to have early meiotic roles essential for the formation of a programmed DNA double-strand break known in Saccharomyces cerevisiae to initiate meiotic recombination. In both S. cerevisiae and the basidiomycete Coprinus cinereus, spo11 and rad50 mutants are defective in chromosome synapsis during meiosis. Here we demonstrate that a partial restoration of synapsis occurs in C. cinereus spo11 and rad50 mutants if premeiotic DNA replication is prevented. Double mutants were constructed with spo11–1 or rad50–4 and another mutant, spo22–1, which does not undergo premeiotic DNA replication. In both cases, we observed an increase in the percentage of nuclei containing synaptonemal complex (SC) structures, with concomitant decreases in the percentage of nuclei containing axial elements (AE) only or no structures. Both types of double mutants demonstrated significant increases in the average numbers of AE and SC, although SC-containing nuclei did not on average contain more AE than did nuclei showing no synapsis. Our results show that Spo11-induced recombination is not absolutely required for synapsis in C. cinereus, and that the early meiotic role of both Spo11 and Rad50 in SC formation partially depends on premeiotic S phase. This dependency likely reflects either a requirement for these proteins imposed by the premeiotic replication process itself or a requirement for these proteins in synapsis when a sister chromatid (the outcome of DNA replication) is present.

Deficiency of human BRCA2 leads to impaired homologous recombination but maintains normal nonhomologous end joining

Carriers of BRCA2 germline mutations are at high risk to develop early-onset breast cancer. The underlying mechanisms of how BRCA2 inactivation predisposes to malignant transformation have not been established. Here, we provide direct functional evidence that human BRCA2 promotes homologous recombination (HR), which comprises one major pathway of DNA double-strand break repair. We found that up-regulated HR after transfection of wild-type (wt) BRCA2 into a human tumor line with mutant BRCA2 was linked to increased radioresistance. In addition, BRCA2-mediated enhancement of HR depended on the interaction with Rad51. In contrast to the tumor suppressor BRCA1, which is involved in multiple DNA repair pathways, BRCA2 status had no impact on the other principal double-strand break repair pathway, nonhomologous end joining. Thus, there exists a specific regulation of HR by BRCA2, which may function to maintain genomic integrity and suppress tumor development in proliferating cells.

Expression of ATM, p53, and the MRE11-Rad50-NBS1 complex in myoepithelial cells from benign and malignant proliferations of the breast

Aims: To analyse the expression of proteins involved in DNA double strand break detection and repair in the luminal and myoepithelial compartments of benign breast lesions and malignant breast tumours with myoepithelial differentiation. Methods: Expression of the ataxia telangiectasia (ATM) and p53 proteins was immunohistochemically evaluated in 18 benign and malignant myoepithelial tumours of the breast. Fifteen benign breast lesions with prominent myoepithelial compartment were also evaluated for these proteins, in addition to those in the MRE11-Rad50-NBS1 (MRN) complex, and the expression profiles were compared with those seen in eight independent non-cancer (normal breast) samples and in the surrounding normal tissues of the benign and malignant tumours examined. Results: ATM expression was higher in the myoepithelial compartment of three of 15 benign breast lesions and lower in the luminal compartment of eight of these lesions compared with that found in the corresponding normal tissue compartments. Malignant myoepithelial tumours overexpressed ATM in one of 18 cases. p53 was consistently negative in benign lesions and was overexpressed in eight of 18 malignant tumours. In benign breast lesions, expression of the MRN complex was significantly more reduced in myoepithelial cells (up to 73%) than in luminal cells (up to 40%) (p = 0.0005). Conclusions: Malignant myoepithelial tumours rarely overexpress ATM but are frequently positive for p53. In benign breast lesions, expression of the MRN complex was more frequently reduced in the myoepithelial than in the luminal epithelial compartment, suggesting different DNA repair capabilities in these two cell types.