A combination of STI571 and BCR-ABL1 siRNA with overexpressed p15INK4B induced enhanced proliferation inhibition and apoptosis in chronic myeloid leukemia

p15INK4B, a cyclin-dependent kinase inhibitor, has been recognized as a tumor suppressor. Loss of or methylation of the p15INK4B gene in chronic myeloid leukemia (CML) cells enhances myeloid progenitor formation from common myeloid progenitors. Therefore, we examined the effects of overexpressed p15INK4B on proliferation and apoptosis of CML cells. Overexpression of p15INK4B inhibited the growth of K562 cells by downregulation of cyclin-dependent kinase 4 (CDK4) and cyclin D1 expression. Overexpression of p15INK4B also induced apoptosis of K562 cells by upregulating Bax expression and downregulating Bcl-2 expression. Overexpression of p15INK4B together with STI571 (imatinib) or BCR-ABL1 small interfering RNA (siRNA) also enhanced growth inhibition and apoptosis induction of K562 cells. The enhanced effect was also mediated by reduction of cyclin D1 and CDK4 and regulation of Bax and Bcl-2. In conclusion, our study may provide new insights into the role of p15INK4B in CML and a potential therapeutic target for overcoming tyrosine kinase inhibitor resistance in CML.

Action anti-leucémique des inhibiteurs de la méthylation de l’ADN et de la déacétylation des histones

Les gènes suppresseurs de tumeurs (TSGs) contrôlent la prolifération cellulaire et leur inactivation joue un rôle important dans la leucémogénèse. Deux mécanismes épigénétiques majeurs sont impliqués dans la répression des TSGs: 1- la méthylation de l’ADN et 2- la déacétylation des histones des chromosomes. On les dit épigénétiques car ils n’affectent pas la séquence de l’ADN. Ces phénomènes sont réversibles, faisant donc d’eux des cibles thérapeutiques de choix. Dans le cadre de cette thèse, nous avons évalué le potentiel chimiothérapeutique de différents agents qui visent ces mécanismes épigénétiques et nous les avons administrés seuls et en combinaison dans le but d’améliorer leur efficacité. La 5-aza-2’-désoxycytidine (5-Aza-CdR) est un inhibiteur de la méthylation de l’ADN qui permet la ré-expression des TSGs. Cet agent s’est avéré efficace contre certaines maladies hématologiques et est d’ailleurs approuvé aux États-Unis dans le traitement du syndrome myélodysplasique depuis 2006. Cependant, le protocole d’administration optimal de cet agent, en termes de doses et de durée, n’est toujours pas établi. Nos recherches suggèrent que le celui-ci devrait être plus intensif que ce que rapporte la littérature. Les inhibiteurs des déacétylases des histones (HDACi) ont également montré une activité antinéoplasique intéressante. De récentes recherches ont montré que la combinaison d’agents ciblant à la fois la méthylation de l’ADN et la déacétylation des histones produit une réactivation synergique des TSGs, ce à quoi nous nous sommes intéressé. Nous avons observé que la co-administration d’un HDACi avec la 5-Aza-CdR potentialise son action anti-leucémique. Il est aussi possible d’augmenter l’activité de la 5-Aza-CdR en inhibant sa dégradation par l’enzyme cytidine (CR) désaminase. Nous avons observé que la co-administration du zebularine, un inhibiteur de la CR désaminase, avec la 5-Aza-CdR accroît son efficacité. Le zebularine est aussi un inhibiteur de la méthylation de l’ADN, ce qui pourrait contribuer à la potentialisation de la réponse anti-leucémique observée lors de la co-administration de ces deux agents. En résumé, il est possible d’augmenter l’efficacité anti-leucémique de la 5-Aza-CdR en : 1- intensifiant son protocole d’administration, en termes de doses et de durée, 2- la combinant avec un HDACi, et 3- diminuant sa dégradation par la CR désaminase. L’utilisation de ces résultats précliniques dans l’élaboration de protocoles cliniques pourrait être bénéfique à beaucoup de patients.

Le cancer épithélial des ovaires à cellules claires et de type mucineux exprime un niveau élevé de HYAL-1 : corrélation inverse avec l’expression des récepteurs d’estrogène et de progestérone

Le cancer épithélial des ovaires (CEO) est classifié en sous types histopathologiques identifiés tel que séreux, endométrioide, à cellules claires et mucineux. Une analyse génétique réalisée au niveau moléculaire a suggéré un rôle pour des gènes suppresseurs de tumeur localisés sur le bras court du chromosome 3p21.3 dans la pathogénèse du CEO de type séreux. Notre objectif était d’évaluer le profil d’expression de HYAL-1, localisé dans cette même région, dans les différents sous types du CEO, et de vérifier une éventuelle corrélation avec l’expression des récepteurs d’hormones stéroïdiennes. Pour se faire, nous avons analysé par RT-PCR quantitative l’expression de l’ARNm de HYAL-1, des récepteurs d’estrogène (ER-α et ER-β) et du récepteur de progestérone (PR) dans des échantillons de tissus extraits de tumeurs du CEO provenant de deux cohortes indépendantes et dans des lignées cellulaires. Nous avons également réalisé des analyses bioinformatiques à partir de l’expression de ces gènes en ayant recours à une base de données de microarray disponible en ligne et ouverte au public. Par la suite, nous avons mesuré l’activité enzymatique de HYAL-1 dans des lignées cellulaires du CEO et dans des échantillons de plasma. Nos résultats ont montré que l’expression de l’ARNm de HYAL-1 était élevée dans le type à cellules claires et mucineux mais non dans les types séreux et endométrioides, autant dans les échantillons sains que de ceux provenant de tumeurs bénignes. De façon cohérente, le niveau d’ARNm et l’activité enzymatique de HYAL-1 étaient élevés dans les lignées cellulaires à cellules claires et mucineuses. Nous avons aussi démontré qu’il y avait une corrélation inverse entre les niveaux de l’ARNm de HYAL-1 et ceux d’ER-α et PR dans les échantillons de tissus de CEO du type mucineux et à cellules claires. De façon similaire, nous avons noté que l’activité de HYAL-1 était élevée dans le plasma de ces mêmes patients. En conséquence nos travaux proposent HYAL-1 en tant que biomarqueur potentiel dans le cas des CEO de type à cellules claires et mucineux présentant un faible niveau d’expression d’ER-α et PR.

Implication de la voie ERK3/4-MK5 dans la phase G2/M du cycle cellulaire

La division cellulaire est influencée par les différents stimuli provenant de l’extérieur ou de l’intérieur de la cellule. Plusieurs réseaux enzymatiques élaborés au cours de l’évolution relayent l’information générée par ces signaux. Les modules MAP kinases sont extrêmement importants au sein de la cellule. Chez l’humain, 14 MAP kinases sont regroupées en sept voies distinctes intervenant dans le contrôle d’une myriade de processus cellulaires. ERK3/4 sont des homologues de ERK1/2 pour lesquelles on ne connaît que très peu de choses concernant leurs fonctions et régulation. Ces MAP kinases sont dites atypiques puisqu’elles ont des particularités structurales et des modes de régulation qui diffèrent des autres MAP kinases classiques. Ainsi, notre laboratoire a démontré que l’activité de ERK3 est régulée par le système ubiquitine-protéasome et qu’elle pourrait avoir un rôle à jouer dans le contrôle de la différenciation et la prolifération cellulaire. La première étude présentée décrit la régulation de ERK3 au cours du cycle cellulaire. Nous avons observé que ERK3 est hyperphosphorylée et s’accumule spécifiquement au cours de la mitose. Des analyses de spectrométrie de masse ont mené à l’identification de quatre sites de phosphorylation situés à l’extrémité du domaine C-terminal. Nous avons pu démontrer que la kinase mitotique CDK1/cycline B phosphoryle ces sites et que les phosphatases CDC14A et CDC14B les déphosphorylent. Finalement, nous démontrons que la phosphorylation mitotique de ERK3 a pour effet de la stabiliser. Au début de mes études doctorales, la kinase MK5 fut identifiée comme premier partenaire et substrat de ERK3. MK5 a très peu de fonctions connues. Des données dans la littérature suggèrent qu’elle peut moduler le cycle cellulaire dans certaines conditions. Par exemple, MK5 a récemment été identifié comme inducteur de la sénescence induite par l’oncogène Ras. Dans la deuxième étude, nous décrivons une nouvelle fonction de MK5 dans le contrôle du cycle cellulaire. Nous démontrons par des expériences de gain et perte de fonction que MK5 ralentit l’entrée en mitose suite à un arrêt de la réplication. Cette fonction est dépendante de l’activité enzymatique de MK5 qui régule indirectement l’activité de CDK1/cycline B. Finalement, nous avons identifié Cdc25A comme un nouveau substrat in vitro de MK5 dont la surexpression supprime l’effet de MK5 sur l’entrée en mitose. En conclusion, nos résultats décrivent un nouveau mécanisme de régulation de ERK3 au cours de la mitose, ainsi qu’une nouvelle fonction pour MK5 dans le contrôle de l’entrée en mitose en réponse à des stress de la réplication. Ces résultats démontrent pour la première fois l’implication de ces protéines au cours de la transition G2/M. Nos travaux établissent de nouvelles pistes d’études pour mieux comprendre les rôles encore peu définis des kinases ERK3/4-MK5.

Study of the subcellular localization of cell cycle regulator Cks1 and its impact on cancer

La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par de vagues oscillantes de cyclines et des kinases cycline-dépendantes (Cdk). Ces kinases sont régulées positivement par l’association des sous-unités cyclines régulatrices et négativement en se liant aux inhibiteurs de Cdk. Parmi ces derniers, p27 inhibe tous les complexes cycline-Cdk quelle que soit la phase cellulaire et agit en tant que régulateur négatif principal de la prolifération cellulaire dans une variété de cellules et de tissus. Intrinsèquement, p27 phosphorylé est ubiquitiné et dégradé par le complexe SCFSkp2-Cks1. Des études génétiques de la souris, ainsi que des examens cliniques chez l’homme, ont montré que p27 est un important suppresseur de tumeur. Le gène est rarement muté. Cependant, p27 est fréquemment réprimé dans les cancers humains en raison d’une augmentation de l’expression de Skp2 et de Cks1 dans le noyau, ce qui est généralement associée à un mauvais pronostic. La localisation subcellulaire de Cks1 est donc d'une importance primordiale dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Les résultats récents de notre laboratoire ont montré une interaction entre Cks1 et les protéines de transport nucléaire importine α1 et β3. Aussi, l’analyse de la séquence primaire de Cks1 a également révélé un signal de localisation nucléaire classique (NLS) à son extrémité C-terminale. Des mutations ont été effectuées sur le NLS suspect pour déterminer si oui ou non l'import nucléaire de Cks1 était contrôlé par cette séquence. Un inhibiteur synthétique de l’importine β a également été utilisé pour étudier l’import de Cks1 dans le noyau. Les résultats indiquent que l’extrémité C-terminale de Cks1 est en effet un NLS puisque les mutations de Cks1 et l'inhibition de l’importine β conduisent, tous deux, à l'accumulation de Cks1 dans le cytoplasme. Ces résultats ont été utiles pour mieux comprendre le mécanisme régulant la localisation de Cks1. Toutefois, des travaux futurs sont nécessaires pour mieux comprendre l'impact de la séquestration cytoplasmique de Cks1 sur le cancer et ainsi espérer aboutir à l'identification de nouvelles cibles pharmacologiques impliqués dans la prolifération cellulaire.

Caractérisation du rôle transcriptionnel et épigénétique de l’O-GlcNAcylation des histones et du facteur de transcription FOXK1

L’O-GlcNAcylation est une modification post-traductionnelle qui consiste en l’ajout covalent du N-acetylglucosamine au groupement hydroxyle des sérines et thréonines des protéines nucléaires et cytoplasmiques. Ce type de glycosylation atypique est régulé de manière très dynamique par l’action de l’O-GlcNAc transférase (OGT) et de l’O-GlcNAcase (OGA) qui catalysent et hydrolysent cette modification respectivement. Aujourd’hui, OGT émerge comme un régulateur transcriptionnel et senseur critique du métabolisme où les protéines ciblées par l’O-GlcNAcylation couvrent la presque totalité des voies de signalisation cellulaire. Récemment, des études ont aussi proposé qu’OGT soit impliquée dans la régulation épigénétique par l’O-GlcNAcylation des histones. Dans le but de caractériser le rôle fonctionnel d’OGT dans la régulation épigénétique, nous avons revisité le concept d’O-GlcNAcylation des histones et, de manière surprenante, n’avons pu confirmer cette observation. En fait, nos données indiquent que les outils disponibles pour détecter l’O-GlcNAcylation des histones génèrent des artéfacts. De ce fait, nos travaux supportent plutôt un modèle où la régulation épigénétique médiée par OGT se fait par l’O-GlcNAcylation de régulateurs transcriptionnels recrutés à la chromatine. Parmi ceux-ci, OGT s’associe au complexe suppresseur de tumeurs BAP1. En étudiant le rôle d’OGT dans ce complexe, nous avons identifié le facteur de transcription FOXK1 comme un nouveau substrat d’OGT et démontrons qu’il est régulé par O-GlcNAcylation durant la prolifération cellulaire. Enfin, nous démontrons que FOXK1 est aussi requis pour l’adipogenèse. Ensemble, nos travaux suggèrent un rôle important d’OGT dans la régulation du complexe BAP1.

Alteraciones en el material genético de pintores de carros expuestos a solventes orgánicos en una localidad de Bogotá

Los solventes orgánicos son sustancias químicas que por sus propiedades físico-químicas son fácilmente inhalados o absorbidos por la piel, pueden causar daños de diversa índole en la salud. En Colombia existen normas que contemplan las medidas de protección, sin embargo persiste la informalidad en el sector de pintores de autos, por lo cual los trabajadores expuestos, a largo plazo pueden ver afectada su salud. En este estudio se analizó la relación entre individuos expuestos laboralmente a los solventes orgánicos versus no expuestos con respecto a la longitud de sus telómeros y formación de fragilidades. Se emplearon muestras de sangre extraídas por venopunción, recolectada en dos tubos: uno con Heparina, destinado al cultivo de linfocitos, para obtener cromosomas metafásicos y evaluar en ellos la presencia de fragilidades; el otro tubo con EDTA, fue empleado para la extracción de ADN y se utilizó para obtener los valores de longitud telomérica mediante la técnica de PCR cuantitativa. Los análisis estadísticos se realizaron aplicando la prueba de rangos de Wilcoxon, en el caso de la presencia de fragilidades se analizó la razón No.Fragilidades/No.Metafases, aplicando el método de Wilcoxon se encontró que existe diferencia estadísticamente significativa entre expuestos y no expuestos (p = 0,036), en donde los expuestos presentan mayor frecuencia de fragilidades. Por otra parte el valor relativo de longitud telomérica del grupo de expuestos fue mayor que el observado en el grupo de no expuestos, esta diferencia fue estadísticamente significativa (Wilcoxon, p = 0.002).

Colorectal cancer and the relationship between genes and the environment

Colorectal cancer (CRC) is a significant cause of morbidity and mortality in developed countries, with both genetic and environmental factors contributing to the etiology and progression of the disease. Several risk factors have been identified, including positive family history, red meat intake, smoking, and alcohol intake. Protective factors include vegetables, calcium, hormone replacement therapy, folate, nonsteroidal anti-inflammatory drugs, and physical activity. The interaction between these environmental factors, in particular diet and genes, is an area of growing interest. Currently, oncogenes, tumor suppressor genes, and mismatch repair genes are believed to play an essential role in colorectal carcinogenesis. When considering the genetics of CRC, only 10% of cases are inherited and only 2-6% can be ascribed to the highly penetrant genes, such as APC, hMLH and hMSH2. Lower penetrance genes combined with a Western-style diet contribute to the majority of sporadic CRCs. The purpose of this article is to give a brief overview of the epidemiologic studies that have been conducted and present the major findings. Here, we examine the molecular events in CRC, with particular focus on the interaction between genes and environment, and review the most current research in this area.

The maspin expression in canine mammary tumors: an immunohistochemical and molecular study

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

No mutations found in exons of TP53, H-RAS and K-RAS genes in liver of male Wistar rats submitted to a medium-term chemical carcinogenesis assay

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

Microallelotyping defines novel regions of loss of heterozygosity in uterine leiomyomas

Uterine leiomyomas are extremely common, benign, smooth muscle tumors that represent a significant public health problem. Although there have been few molecular studies of uterine leiomyomas, most of them have reported a very low frequency of loss of heterozygosity (LOH) in different regions of the genome. The detection of LOH has been used to identify genomic regions that harbor tumor suppressor genes and to characterize different tumor types. We have used a set of 15 microsatellite polymorphism markers to examine the frequency of allele loss in a panel of 64 human uterine leiomyomas matched to normal DNAs. The markers were chosen from regions involved in losses identified by comparative genomic hybridization in a subset of uterine leiomyomas described in a previous report. DNA from tumors and normal tissue was amplified by the polymerase chain reaction and subsequently analyzed using an ABI Prism 377 DNA automated sequencer. The frequency of LOH observed was low, except for the markers D15S87 (15q26.3), D7S493 (7p15.3), and D7S517 (7p22.2). No changes in microsatellite size were detected in our samples. These results provide useful clues for identifying putative tumor suppressor genes associated with a subset of uterine leiomyomas. (C) 2004 Wiley-Liss, Inc.

DNA methylation in the CTCF-binding site I and the expression pattern of the H19 gene: Does positive expression predict poor prognosis in early stage head and neck carcinomas?

Loss of allele-specific expression by the imprinted genes IGF2 and H19 has been correlated with a differentially methylated region (DMR) upstream to the H19 gene. The H19-DMR contains seven potential CCCTC-binding factor (CTCF) binding sites. CTCF is a chromatin insulator and a multifunctional transcription factor whose binding to the H19-DMR is suppressed by DNA methylation. Our study included a group of 41 head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) samples. The imprinting status of the H19 gene was analyzed in 11 out of 35 positive cases for H19 gene expression, and only 1 of them showed loss of imprinting. We detected a significant correlation (P=0.041, Fisher's exact test) between H19 expression and tumor recurrence. Among H19 positive cases, six were T2, in which five developed recurrence and/or metastasis. Inversely, in the group of tumors that showed no H19 gene expression, 5 out of 24 were T2 and only I presented regional recurrence. These data support the hypothesis that H19 expression could be used as a prognostic marker to indicate recurrence in early stage tumors. We also examined the methylation of the CTCF binding site 1 in a subgroup of these samples. The H19 gene silencing and loss of imprinting were not correlated with the methylation pattern of the CTCF binding site 1. However, the significant correlation between H19 expression and tumor recurrence suggest that this transcript could be a marker for the progression of HNSCC. (c) 2005 Wiley-Liss, Inc.

New recurrent deletions in the PPAR gamma and TP53 genes are associated with childhood myelodysplastic syndrome

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

Chromosome 22q a frequent site of allele loss in head and neck carcinoma

Background. Loss of heterozygosity (LOH) correlates with inactivated tumor suppressor genes. LOH at chromosome arm 22q has been found in a variety of human neoplasms, suggesting that this region contains a tumor suppressor gene(s) other than NF2 important to tumorigenesis. The aim of this study was to evaluate the presence of LOH on chromosome 22q11.2-13 and determine whether there was a relationship between loss in this genomic region and tumor histologic parameters, anatomic site, and survival in patients with squamous cell carcinoma of the head and neck (HNSCC).Methods. Fifty matched blood and HNSCC tumor samples taken at the time of surgical treatment were evaluated for LOH by use of four microsatellite markers mapping to 22q11.2-q13. Clinical information was available for all patients. The frequency and distribution of LOH was correlated with clinical (age, sex, use of tobacco and alcohol, site of primary tumor, clinical stage, adjuvant therapy and overall survival) and histologic parameters (histopathologic stage, tumor differentiation).Results. LOH at 22q was found in 19 of 50 (38%) informative tumors. The respective incidence of allelic loss for the patients was as follows: 28% at D22S421, 10% at D22S277, 8% at D22S44S, and 4% at D22S280. No statistical differences were apparent with a mean follow-up of 30 months. Laryngeal tumors showed a higher incidence of LOH compared with oral tumors.Conclusions. These results suggest that the D22S277 locus may be closely linked to a tumor suppressor gene (TSG) and involved in upper aerodigestive tract carcinogenesis. In particular, laryngeal tumors may harbor another putative TSG on 22q11.2-q12.3 that may play a role in aggressive stage III/IV disease. (C) 2000 John Wiley & Sons, Inc.

DNA methylation patterns of the CDHI, RARB, and SFN genes in choroid plexus tumors

Genetic and epigenetic alterations in choroid plexus tumors, a rare neuroepithelial neoplasm most frequently detected in children, are poorly characterized. Epigenetic silencing associated with aberrant CpG island methylation is one mechanism leading to the loss of tumor suppressor functions in cancer cells. Using methylation-specific polymerase chain reaction, the methylation patterns of the genes CDH1 (E-cadherin), RARB (retinoic acid receptor, beta), and SFN (stratifin; 14-3-3 sigma) were retrospectively investigated in eight choroid plexus tumors (five papillomas, two atypical papillomas, and one carcinoma), as well as in two normal cortexes obtained after autopsy from male individuals aged 6 months and 64 years. Among the six pediatric tumors, the mean age at diagnosis was 1.8 years old (range, 0.2-6) and the two adult tumors were detected in a 66-year-old man and a 45-year-old woman. A high frequency of hypermethylation was detected in CDH1 and SFN genes in tumoral and normal cortex tissues. Tumor-specific RARB hypermethylation was observed in four papillomas. Further studies are required to evaluate the role of aberrant methylation in choroid plexus tumor progression. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.