The antiproliferative activity of c-myb and c-myc antisense oligonucleotides in smooth muscle cells is caused by a nonantisense mechanism.

Smooth muscle cell (SMC) proliferation is thought to play a major role in vascular restenosis after angioplasty and is a serious complication of the procedure. Developing antisense (AS) oligonucleotides as therapeutics is attractive because of the potentially high specificity of binding to their targets, and several investigators have reported inhibition of SMC proliferation in vitro and in vivo by using AS strategies. We report here the results of our experiments on vascular SMCs using AS oligonucleotides directed toward c-myb and c-myc. We found that significant inhibition of SMC proliferation occurred with these specific AS sequences but that this inhibition was clearly not via a hybridization-dependent AS mechanism. Rather, inhibition was due to the presence of four contiguous guanosine residues in the oligonucleotide sequence. This was demonstrated in vitro in primary cultures of SMCs and in arteries ex vivo. The ex vivo model developed here provides a rapid and effective system in which to screen potential oligonucleotide drugs for restenosis. We have further explored the sequence requirements of this non-AS effect and determined that phosphorothioate oligonucleotides containing at least two sets of three or four consecutive guanosine residues inhibit SMC proliferation in vitro and ex vivo. These results suggest that previous AS data obtained using these and similar, contiguous guanosine-containing AS sequences be reevaluated and that there may be an additional class of nucleic acid compounds that have potential as antirestenosis therapeutics.

Overexpression of the c-Myc oncoprotein blocks the growth-inhibitory response but is required for the mitogenic effects of transforming growth factor beta 1.

One of the more intriguing aspects of transforming growth factor beta 1 (TGF beta 1) is its ability to function as both a mitogenic factor for certain mesenchymal cells and a potent growth inhibitor of lymphoid, endothelial, and epithelial cells. Data are presented indicating that c-myc may play a pivotal role in both the mitogenic and antiproliferative actions of TGF beta 1. In agreement with previous studies using C3H/10T1/2 fibroblasts constitutively expressing an exogenous c-myc cDNA, we show that AKR-2B fibroblasts expressing a chimeric estrogen-inducible form of c-myc (mycER) are able to form colonies in soft agar in the presence of TGF beta 1 only when c-myc is activated by hormone. Whereas these findings support a synergistic role for c-myc in mitogenic responses to TGF beta 1, we also find that c-myc can antagonize the growth-inhibitory response to TGF beta 1. Mouse keratinocytes (BALB/MK), which are normally growth-arrested by TGF beta 1, are rendered insensitive to the growth-inhibitory effects of TGF beta 1 upon mycER activation. This ability of mycER activation to block TGF beta 1-induced growth arrest was found to occur only when the fusion protein was induced with hormone in the early part of G1. Addition of estradiol late in G1 had no suppressive effect on TGF beta 1-induced growth inhibition.

Proscillaridin A effects on histone acetylation and C-MYC degradation in acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) représente environ 25% des cancers pédiatriques diagnostiqués chaque année. Dans 80 % des cas, une rémission complète est observée. Cependant, les patients résistants aux traitements ainsi que les patients en rechute présentent un mauvais pronostique. Les altérations épigénétiques sont des facteurs essentiels dans le développement et la progression de la maladie, ainsi qu’à la résistance aux traitements. Lors d’un criblage de médicaments approuvés par la FDA, nous avons découvert des molécules ayant des caractéristiques anticancéreux et épigénétiques. Pour évaluer l’activité de ces molécules, nous avons procédé à un criblage secondaire sur plusieurs lignées cellulaires leucémiques. Nous avons découvert qu’une de ces molécules, un glucoside cardiotonique appelé la proscillaridine A, avait une activité anticancéreuse spécifique pour des cellules leucémiques. Nous faisons donc l’hypothèse que la proscillaridine A pourrait avoir des effets épigénétiques et anticancéreux dans des modèles précliniques de LLA. Pour tester cette hypothèse, nous avons traité deux lignées cellulaires de LLA Nalm-6 (LLA pre-B) et Molt-4 (T-LLA) in vitro pendant 2 à 96 heures à des doses pertinentes sur le plan clinique. Nous avons alors pu observer une inhibition de croissance qui était dépendante de la dose administrée dans les deux lignées cellulaires, avec des valeurs de 50% d’inhibition de croissance (CI50) de 3.0 nM pour les Nalm-6 et de et 2.3 nM pour les Molt-4. De plus, nos études sur le cycle cellulaire par BrdU démontrent un arrêt en phase G2/M. Nous avons également détecté par immunobuvardage de type western des baisses significatives de l’acétylation de résidus de l’histone 3. Les niveaux d’expression des enzymes responsables de cette acétylation, les histones acétyltransférases CBP, P300 et TIP60 ainsi que de l’oncogène C-MYC étaient également diminuées. Par des analyses de séquençage de l’ARN, nous avons observé une augmentation de l’expression des gènes impliquées dans les processus d’apoptose et de différentiation cellulaire, ainsi qu’une diminution des gènes impliqués dans la prolifération cellulaire comme en particulier les gènes cibles de C-MYC. Ces résultats prometteurs suggèrent le potentiel prometteur de la proscillaridine A comme nouvelle thérapie pour les patients atteints de LLA.

Proscillaridin A effects on histone acetylation and C-MYC degradation in acute lymphoblastic leukemia

La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) représente environ 25% des cancers pédiatriques diagnostiqués chaque année. Dans 80 % des cas, une rémission complète est observée. Cependant, les patients résistants aux traitements ainsi que les patients en rechute présentent un mauvais pronostique. Les altérations épigénétiques sont des facteurs essentiels dans le développement et la progression de la maladie, ainsi qu’à la résistance aux traitements. Lors d’un criblage de médicaments approuvés par la FDA, nous avons découvert des molécules ayant des caractéristiques anticancéreux et épigénétiques. Pour évaluer l’activité de ces molécules, nous avons procédé à un criblage secondaire sur plusieurs lignées cellulaires leucémiques. Nous avons découvert qu’une de ces molécules, un glucoside cardiotonique appelé la proscillaridine A, avait une activité anticancéreuse spécifique pour des cellules leucémiques. Nous faisons donc l’hypothèse que la proscillaridine A pourrait avoir des effets épigénétiques et anticancéreux dans des modèles précliniques de LLA. Pour tester cette hypothèse, nous avons traité deux lignées cellulaires de LLA Nalm-6 (LLA pre-B) et Molt-4 (T-LLA) in vitro pendant 2 à 96 heures à des doses pertinentes sur le plan clinique. Nous avons alors pu observer une inhibition de croissance qui était dépendante de la dose administrée dans les deux lignées cellulaires, avec des valeurs de 50% d’inhibition de croissance (CI50) de 3.0 nM pour les Nalm-6 et de et 2.3 nM pour les Molt-4. De plus, nos études sur le cycle cellulaire par BrdU démontrent un arrêt en phase G2/M. Nous avons également détecté par immunobuvardage de type western des baisses significatives de l’acétylation de résidus de l’histone 3. Les niveaux d’expression des enzymes responsables de cette acétylation, les histones acétyltransférases CBP, P300 et TIP60 ainsi que de l’oncogène C-MYC étaient également diminuées. Par des analyses de séquençage de l’ARN, nous avons observé une augmentation de l’expression des gènes impliquées dans les processus d’apoptose et de différentiation cellulaire, ainsi qu’une diminution des gènes impliqués dans la prolifération cellulaire comme en particulier les gènes cibles de C-MYC. Ces résultats prometteurs suggèrent le potentiel prometteur de la proscillaridine A comme nouvelle thérapie pour les patients atteints de LLA.

Caractérisation structurale de Miz-1 dans le cadre de la répression génique causée par le complexe c-Myc/Miz-1

Résumé : c-Myc est un facteur de transcription (FT) dont les niveaux cellulaires sont dérégulés dans la majorité des cancers chez l’homme. En hétérodimère avec son partenaire obligatoire Max, c-Myc lie préférentiellement les séquences E-Box (CACGTG) et cause l’expression de gènes impliqués dans la biosynthèse des protéines et des ARNs, dans le métabolisme et dans la prolifération cellulaire. Il est maintenant bien connu que c-Myc exerce aussi son potentiel mitogène en liant et inhibant différents FTs impliqués dans l’expression de gènes cytostatiques. Entre autres, c-Myc est en mesure d’inhiber Miz-1, un FT comportant 13 doigts de zinc de type Cys2-His2 (ZFs) impliqué dans l’expression de plusieurs gènes régulateurs du cycle cellulaire comprenant les inhibiteurs de CDK p15[indice supérieur INK4], p21[indice supérieur CIP1] et p57[indice supérieur KIP2]. Plus récemment, il fut démontré qu’en contrepartie, Miz-1 est aussi en mesure de renverser les fonctions activatrices de c-Myc et de prévenir la prolifération de cellules cancéreuses dépendantes de c-Myc. Ces différentes observations ont mené à la suggestion de l’hypothèse intéressante que la balance des niveaux de Miz-1 et c-Myc pourrait dicter le destin de la cellule et a permis d’établir Miz-1 comme nouvelle cible potentielle pour le développement d’agents anti-cancéreux. Malgré le fait que ces deux protéines semblent centrales à la régulation du cycle cellulaire, les mécanismes moléculaires leur permettant de s’inhiber mutuellement ainsi que les déterminants moléculaires permettant leur association spécifique demeurent assez peu documentés pour le moment. De plus, la biologie structurale de Miz-1 demeure à être explorée puisque qu’aucune structure de ses 13 ZFs, essentiels à sa liaison à l’ADN, n’a été déterminée pour l’instant. Les travaux réalisés dans le cadre cette thèse visent la caractérisation structurale et biophysique de Miz-1 dans le contexte de la répression génique causée par le complexe c-Myc/Miz-1. Nous présentons des résultats d’éxpériences in vitro démontrant que Miz-1 interagit avec c-Myc via un domaine contenu entre ses ZFs 12 et 13. De plus, nous démontrons que Miz-1 et Max sont en compétition pour la liaison de c-Myc. Ces résultats suggèrent pour la permière fois que Miz-1 inhibe les activités de c-Myc en prévenant son interaction avec son partenaire obligatoire Max. De plus, ils laissent présager que que Miz-1 pourrait servir de référence pour le développement d’inhibiteurs peptidiques de c-Myc. Finalement, nous avons réalisé la caractérisation structurale et dynamique des ZFs 1 à 4 et 8 à 10 de Miz-1 et avons évalué leur potentiel de liaison à l’ADN. Les résultats obtenus, couplés à des analyses bio-informatiques, nous permettent de suggérer un modèle détaillé pour la liaison spécifique de Miz-1 à son ADN consensus récemment identifié.

Cancer theranostics: multifunctional gold nanoparticles for diagnostics and therapy

Doctorate in Biology, Specialty in Biotechnology

Lack of evidence for KRAS oncogenic mutations in triple-negative breast cancer.

BACKGROUND Mutational analysis of the KRAS gene has recently been established as a complementary in vitro diagnostic tool for the identification of patients with colorectal cancer who will not benefit from anti-epidermal growth factor receptor (EGFR) therapies. Assessment of the mutation status of KRAS might also be of potential relevance in other EGFR-overexpressing tumors, such as those occurring in breast cancer. Although KRAS is mutated in only a minor fraction of breast tumors (5%), about 60% of the basal-like subtype express EGFR and, therefore could be targeted by EGFR inhibitors. We aimed to study the mutation frequency of KRAS in that subtype of breast tumors to provide a molecular basis for the evaluation of anti-EGFR therapies. METHODS Total, genomic DNA was obtained from a group of 35 formalin-fixed paraffin-embedded, triple-negative breast tumor samples. Among these, 77.1% (27/35) were defined as basal-like by immunostaining specific for the established surrogate markers cytokeratin (CK) 5/6 and/or EGFR. KRAS mutational status was determined in the purified DNA samples by Real Time (RT)-PCR using primers specific for the detection of wild-type KRAS or the following seven oncogenic somatic mutations: Gly12Ala, Gly12Asp, Gly12Arg, Gly12Cys, Gly12Ser, Gly12Val and Gly13Asp. RESULTS We found no evidence of KRAS oncogenic mutations in all analyzed tumors. CONCLUSIONS This study indicates that KRAS mutations are very infrequent in triple-negative breast tumors and that EGFR inhibitors may be of potential benefit in the treatment of basal-like breast tumors, which overexpress EGFR in about 60% of all cases.

Combined vemurafenib and cobimetinib in BRAF-mutated melanoma.

BACKGROUND The combined inhibition of BRAF and MEK is hypothesized to improve clinical outcomes in patients with melanoma by preventing or delaying the onset of resistance observed with BRAF inhibitors alone. This randomized phase 3 study evaluated the combination of the BRAF inhibitor vemurafenib and the MEK inhibitor cobimetinib. METHODS We randomly assigned 495 patients with previously untreated unresectable locally advanced or metastatic BRAF V600 mutation-positive melanoma to receive vemurafenib and cobimetinib (combination group) or vemurafenib and placebo (control group). The primary end point was investigator-assessed progression-free survival. RESULTS The median progression-free survival was 9.9 months in the combination group and 6.2 months in the control group (hazard ratio for death or disease progression, 0.51; 95% confidence interval [CI], 0.39 to 0.68; P<0.001). The rate of complete or partial response in the combination group was 68%, as compared with 45% in the control group (P<0.001), including rates of complete response of 10% in the combination group and 4% in the control group. Progression-free survival as assessed by independent review was similar to investigator-assessed progression-free survival. Interim analyses of overall survival showed 9-month survival rates of 81% (95% CI, 75 to 87) in the combination group and 73% (95% CI, 65 to 80) in the control group. Vemurafenib and cobimetinib was associated with a nonsignificantly higher incidence of adverse events of grade 3 or higher, as compared with vemurafenib and placebo (65% vs. 59%), and there was no significant difference in the rate of study-drug discontinuation. The number of secondary cutaneous cancers decreased with the combination therapy. CONCLUSIONS The addition of cobimetinib to vemurafenib was associated with a significant improvement in progression-free survival among patients with BRAF V600-mutated metastatic melanoma, at the cost of some increase in toxicity. (Funded by F. Hoffmann-La Roche/Genentech; coBRIM ClinicalTrials.gov number, NCT01689519.).

Maf1, a new player in the regulation of human RNA polymerase III transcription.

BACKGROUND: Human RNA polymerase III (pol III) transcription is regulated by several factors, including the tumor suppressors P53 and Rb, and the proto-oncogene c-Myc. In yeast, which lacks these proteins, a central regulator of pol III transcription, called Maf1, has been described. Maf1 is required for repression of pol III transcription in response to several signal transduction pathways and is broadly conserved in eukaryotes. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We show that human endogenous Maf1 can be co-immunoprecipitated with pol III and associates in vitro with two pol III subunits, the largest subunit RPC1 and the alpha-like subunit RPAC2. Maf1 represses pol III transcription in vitro and in vivo and is required for maximal pol III repression after exposure to MMS or rapamycin, treatments that both lead to Maf1 dephosphorylation. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: These data suggest that Maf1 is a major regulator of pol III transcription in human cells.

Mutação BRAF em pacientes idosos submetidos à tireoidectomia

OBJETIVO: Avaliar a frequência da mutação V600E do gene BRAF em pacientes com mais de 65 anos de idade submetidos à tireoidectomia, correlacionando sua presença ou ausência com as diferentes lesões histológicas, com as variantes e com fatores prognósticos do carcinoma papilífero. MÉTODOS: Foram avaliados 85 pacientes com mais de 65 anos de idade submetidos à tireoidectomia, analisando a mutação BRAF V600E através de reação de PCR-RT realizada após a extração do DNA dos blocos de parafina. RESULTADOS: Detectou-se ausência ou presença da mutação BRAF V600E em 47 pacientes (55,3%). Entre os 17 carcinomas papilíferos estudados, sete apresentavam a mutação (41,2%). Demonstrou-se associação estatística entre a presença desta mutação e a variante clássica do carcinoma papilífero, além de tendência de associação com o extravasamento tireoideano. CONCLUSÃO: A mutação BRAF nos pacientes idosos também é exclusiva do carcinoma papilífero e tem frequência expressiva. Além disso, está relacionada à variante clássica e, possivelmente, ao extravasamento tireoideano.

Myc and Max: molecular evolution of a family of proto-oncogene products and their dimerization partner.

The myc gene family encodes a group of transcription factors that regulate cell proliferation and differentiation. These genes are widely studied because of their importance as proto-oncogenes. Phylogenetic analyses are described here for 45 Myc protein sequences representing c-, N-, L-, S-, and B-myc genes. A gene duplication early in vertebrate evolution produced the c-myc lineage and another lineage that later gave rise to the N- and L-myc lineages by another gene duplication. Evolutionary divergence in the myc gene family corresponds closely to the known branching order of the major vertebrate groups. The patterns of sequence evolution are described for five separate highly conserved regions, and these analyses show that differential rates of sequence divergence (= mosaic evolution) have occurred among conserved motifs. Further, the closely related dimerization partner protein Max exhibits significantly less sequence variability than Myc. It is suggested that the reduced variability in max stems from natural selection acting to preserve dimerization capability with products of myc and related genes.

MYC regulation of a "poor-prognosis" metastatic cancer cell state.

Gene expression signatures are used in the clinic as prognostic tools to determine the risk of individual patients with localized breast tumors developing distant metastasis. We lack a clear understanding, however, of whether these correlative biomarkers link to a common biological network that regulates metastasis. We find that the c-MYC oncoprotein coordinately regulates the expression of 13 different "poor-outcome" cancer signatures. In addition, functional inactivation of MYC in human breast cancer cells specifically inhibits distant metastasis in vivo and invasive behavior in vitro of these cells. These results suggest that MYC oncogene activity (as marked by "poor-prognosis" signature expression) may be necessary for the translocation of poor-outcome human breast tumors to distant sites.

Myc's other life: stem cells and beyond.

Over the last three decades genetic and biochemical studies have revealed the pleiotropic effects of the Myc oncoprotein. While cell line studies have defined the intracellular processes regulated by Myc such as proliferation, differentiation, and metabolic growth, in vivo studies have confirmed these functions, and revealed roles in acquisition and maintenance of stem cell properties. These roles may be partially mediated by Myc's capacity to modify the chromatin landscape on a global scale. Myc also regulates numerous protein-coding transcripts, and many noncoding RNAs (rRNAs, tRNAs, and miRNAs). As Myc activity directly correlates with protein expression, further complexity is provided by post-translational modifications that regulate Myc in normal stem cells or deregulate it in malignant stem cells.

MYC and metastasis.

Aggressive primary tumors express transcriptional signatures that correlate with their metastatic propensity. A number of these signatures have been deployed in the clinic as risk stratification tools. However, the molecular basis of these clinically useful prognostic signatures has remained a largely unresolved area of controversy. We recently found that many prognostic signatures reflect the activity of the MYC oncogene, which in turn regulates tumor metastasis through specific effects on cancer cell invasion and migration. These findings offer a general framework for understanding the molecular basis of clinically prognostic transcriptional signatures and suggest potentially new avenues for studying metastasis.