Análise da expressão de APE1 após estresse oxidativo induzido em células proficientes e deficientes na via de reparo por excisão de nucleotídeos.

Riboflavin is a vitamin very important in aerobic organisms, as a precursor of many coenzymes involved in the electron transporter chain. However, after photosensitization of riboflavin with UV or visible light, it generates reactive oxygen species (ROS), which can oxidize the DNA. The repair of oxidative lesions on DNA occurs through the base excision repair pathway (BER), where APE1 endonuclease plays a central role. On the other hand, the nucleotide excision repair pathway (NER) repairs helix-distorting lesions. Recently, it was described the participation of NERproteins in the repair of oxidative damage and in stimulation of repair function fromAPE1. The aim of this research was to evaluate the cytotoxic effects of photosensitized riboflavin (RF*) in cells proficient and deficient in NER, correlating with APE1 expression. For this propose, the cells were treated with RF* and it was performed the cell viability assay, extraction of whole proteins, cells fractionation, immunoblotting, indirect immunofluorescence and analysis of polymorphisms of BER gens. The results evidenced that cells deficient in XPA and CSB proteins were more sensitive to RF*. However, XPC-deficient cells presented similar resistance to MRC5- SV cells, which is proficient in NER. These results indicate that XPA and CSB proteins have an important role on repair of oxidative lesions induced by RF*. Additionally, it was evidenced that single nucleotide polymorphisms (SNPs) in BER enzymes may influence in sensitivity of NER-deficient cell lines. Concerning the APE1 expression, the results showed that expression of this protein after treatment with RF* only changed in XPC-deficient cells. Though, it was observed that APE1 is recruited and is bound to chromatin in MRC5-SV and XPA cells after treatment with RF*. The results also showed the induction of DNA damage after treatment with RF*, through the analysis of-H2AX, since the treatment promoted an increase of endogenous levels of this phosphorylated protein, which acts signaling double strand-break on DNA. On the other hand, in XPC-deficient cells, regardless of resistance of RF*, the endogenous levels of APE1 are extremely reduced when compared with other cell lines and APE1 is not bound to chromatin after treatment with RF*. These results conclude that RF* was able to induce cell death in NERdeficient cells, where XPA and CSB cells were more sensitive when compared with MRC5-SV and XPC-deficient cells. This last result is potentially very interesting, since XPC-deficient cell line presents low levels of APE1. Additionally, the results evidenced that APE1 protein can be involved in the repair of oxidative damage induced by RF*, because APE1 is recruited and bound strongly to chromatin after treatment.

Déterminer le rôle de C1orf106, un gène associé aux maladies inflammatoires de l’intestin

Les maladies inflammatoires de l’intestin (MIIs, [MIM 266600]) sont caractérisées par une inflammation chronique au niveau du tube gastro-intestinal. Les deux principales formes sont la maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse (CU). Les MIIs résulteraient d’un défaut du système immunitaire et de l’épithélium intestinal. Ce dernier forme une barrière physique et biochimique qui sépare notre système immunitaire des microorganismes commensaux et pathogènes de la microflore intestinale. Un défaut dans la barrière épithéliale intestinale pourrait donc mener à une réponse immunitaire soutenue contre notre microflore intestinale. Les études d’association pangénomiques (GWAS) ont permis d’identifier 201 régions de susceptibilité aux MIIs. Parmi celles-ci, la région 1q32 associée à la MC (p<2x10-11) et à la CU (p<6x10-7) contient 4 gènes, dont C1orf106, un gène codant pour une protéine de fonction inconnue. Le re-séquençage de la région 1q32 a permis d’identifier une variante génétique rare de C1orf106 (MAF˂1%) associée aux MIIs (p=0,009), Y333F. Nous avons démontré que la substitution de la tyr333 par une phénylalanine semble avoir un effet sur la stabilité protéique de C1orf106 tel que démontré lors de l’inhibition de la synthèse protéique induite par le cycloheximide. Nous avons déterminé que C1orf106 est exprimé dans le côlon et l’intestin grêle. De plus, son expression est augmentée lors de la différenciation des cellules épithéliales Caco-2 en épithélium intestinal polarisé. Son profil d’expression correspond aux types cellulaires et tissulaires affectés dans les MIIs. De plus, C1orf106 est partiellement co-localisée avec le marqueur des jonctions serrées, ZO-1. Toutefois, son marquage reproduit parfaitement celui du marqueur des jonctions adhérentes, E-cadhérine. Les jonctions serrées et adhérentes sont localisées du côté apical de la jonction intercellulaire et sont toutes deux impliquées dans l’établissement de la barrière épithéliale. Nous avons donc testé l’impact de C1orf106 sur la perméabilité de l’épithélium intestinal. Nous avons observé une augmentation de la perméabilité épithéliale chez un épithélium intestinal formé par des cellules Caco-2 sous-exprimant C1orf106. Nos résultats suggèrent que C1orf106 pourrait être le gène causal de la région 1q32.

Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C.

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.

Glycogen Synthase Kinase 3 Influences Cell Motility and Chemotaxis by Regulating Phosphatidylinositol 3 Kinase Localization in Dictyostelium discoideum

Glycogen Synthase Kinase 3 (GSK3), a serine/threonine kinase initially characterized in the context of glycogen metabolism, has been repeatedly realized as a multitasking protein that can regulate numerous cellular events in both metazoa and protozoa. I recently found GSK3 plays a role in regulating chemotaxis, a guided cell movement in response to an external chemical gradient, in one of the best studied model systems for chemotaxis - Dictyostelium discoideum. It was initially found that comparing to wild type cells, gsk3- cells showed aberrant chemotaxis with a significant decrease in both speed and chemotactic indices. In Dictyostelium, phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate (PIP3) signaling is one of the best characterized pathways that regulate chemotaxis. Molecular analysis uncovered that gsk3- cells suffer from high basal level of PIP3, the product of PI3K. Upon chemoattractant cAMP stimulation, wild type cells displayed a transient increase in the level of PIP3. In contrast, gsk3- cells exhibited neither significant increase nor adaptation. On the other hand, no aberrant dynamic of phosphatase and tensin homolog (PTEN), which antagonizes PI3K function, was observed. Upon membrane localization of PI3K, PI3K become activated by Ras, which will in turn further facilitate membrane localization of PI3K in an F-Actin dependent manner. The gsk3- cells treated with F-Actin inhibitor Latrunculin-A showed no significant difference in the PIP3 level. I also showed GSK3 affected the phosphorylation level of the localization domain of PI3K1 (PI3K1-LD). PI3K1-LD proteins from gsk3- cells displayed less phosphorylation on serine residues compared to that from wild type cells. When the potential GSK3 phosphorylation sites of PI3K1-LD were substituted with aspartic acids (Phosphomimetic substitution), its membrane localization was suppressed in gsk3- cells. When these serine residues of PI3K1-LD were substituted with alanine, aberrantly high level of membrane localization of the PI3K1-LD was monitored in wild type cells. Wild type, phosphomimetic, and alanine substitution of PI3K1-LD fused with GFP proteins also displayed identical localization behavior as suggested by the cell fraction studies. Lastly, I identified that all three potential GSK3 phosphorylation sites on PI3K1-LD could be phosphorylated in vitro by GSK3.

Déterminer le rôle de C1orf106, un gène associé aux maladies inflammatoires de l’intestin

Les maladies inflammatoires de l’intestin (MIIs, [MIM 266600]) sont caractérisées par une inflammation chronique au niveau du tube gastro-intestinal. Les deux principales formes sont la maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse (CU). Les MIIs résulteraient d’un défaut du système immunitaire et de l’épithélium intestinal. Ce dernier forme une barrière physique et biochimique qui sépare notre système immunitaire des microorganismes commensaux et pathogènes de la microflore intestinale. Un défaut dans la barrière épithéliale intestinale pourrait donc mener à une réponse immunitaire soutenue contre notre microflore intestinale. Les études d’association pangénomiques (GWAS) ont permis d’identifier 201 régions de susceptibilité aux MIIs. Parmi celles-ci, la région 1q32 associée à la MC (p<2x10-11) et à la CU (p<6x10-7) contient 4 gènes, dont C1orf106, un gène codant pour une protéine de fonction inconnue. Le re-séquençage de la région 1q32 a permis d’identifier une variante génétique rare de C1orf106 (MAF˂1%) associée aux MIIs (p=0,009), Y333F. Nous avons démontré que la substitution de la tyr333 par une phénylalanine semble avoir un effet sur la stabilité protéique de C1orf106 tel que démontré lors de l’inhibition de la synthèse protéique induite par le cycloheximide. Nous avons déterminé que C1orf106 est exprimé dans le côlon et l’intestin grêle. De plus, son expression est augmentée lors de la différenciation des cellules épithéliales Caco-2 en épithélium intestinal polarisé. Son profil d’expression correspond aux types cellulaires et tissulaires affectés dans les MIIs. De plus, C1orf106 est partiellement co-localisée avec le marqueur des jonctions serrées, ZO-1. Toutefois, son marquage reproduit parfaitement celui du marqueur des jonctions adhérentes, E-cadhérine. Les jonctions serrées et adhérentes sont localisées du côté apical de la jonction intercellulaire et sont toutes deux impliquées dans l’établissement de la barrière épithéliale. Nous avons donc testé l’impact de C1orf106 sur la perméabilité de l’épithélium intestinal. Nous avons observé une augmentation de la perméabilité épithéliale chez un épithélium intestinal formé par des cellules Caco-2 sous-exprimant C1orf106. Nos résultats suggèrent que C1orf106 pourrait être le gène causal de la région 1q32.

Étude des voies de signalisation activées par la prostaglandine F2α dans les cellules de cancer colorectal

Le cancer colorectal représente la troisième forme de cancer la plus fréquente au Canada. Malgré les récents développements, aucun traitement curatif n’est disponible pour les patients diagnostiqués à un stade avancé de la maladie. Plusieurs évidences supportent un rôle important des prostaglandines dans cette maladie. En effet, une surexpression des récepteurs de type EP et FP est remarquée. Ces derniers ainsi que les molécules de signalisations intracellulaires qu’ils activent représentent donc de nouvelles cibles pour traiter ce cancer. Nous et d’autres groupes avons démontré que les protéines G monomériques sont des petits interrupteurs moléculaires importants dans la signalisation intracellulaire engagée par les récepteurs dans des cellules saines mais qu’un dérèglement de celles-ci est associé au cancer. L’objectif principal de ce projet de recherche vise donc à identifier les voies de signalisations par lesquelles le récepteur FP contribue aux capacités invasives des cellules tumorales d’origine colorectale. Notre hypothèse est que la protéine ARF6, une des 6 isoformes des ARFs, et la protéine RhoA, agissent pour coordonner l’activation des voies de signalisations associées à la migration et l’invasion cellulaire. Nos résultats ont indiqué que la stimulation des cellules HEK293 exprimant de façon stable le récepteur FP (HA-FP) ainsi que les cellules SW480, une lignée invasive de cancer colorectal, par le PGF2α augmentait les niveaux d’activation d’ARF6 mais également de la protéine RhoA. De plus, d’autres médiateurs et intermédiaires associés à la réorganisation du cytosquelette comme la cofiline et la chaine légère de la myosine (MLC) ont été hautement phosphorylés suite à la stimulation par la prostaglandine. Ces observations sont associées avec une augmentation des fibres de stress dans les cellules. Nous avons tenté de déterminer si l’inhibition de ces protéines G affectait la capacité du PGF2α à activer ces intermédiaires de signalisation ainsi que certains effets biologiques. Ainsi, nos expériences contribueront à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer colorectal.

Régulation de la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires par l’activation in vivo du récepteur natriurétique de type C

Le remodelage vasculaire dû à l’hyper-prolifération cellulaire des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) observé chez les rats spontanément hypertendus (RSH) est associé à l’hypertension artérielle. Nous avons précédemment démontré que le traitement in vivo des RSH par l’agoniste spécifique du récepteur du peptide natriurétique de type C (NPR-C), le C-ANP4-23 atténue l’hyper-prolifération des CMLVs. Nous avons entrepris cette étude afin d’investiguer si l’effet antiprolifératif du C-ANP4-23 agit par l’entremise de l’inhibition de la surexpression des protéines du cycle cellulaire, et afin d’en explorer les mécanismes sous-jacents. Pour cette étude, des RSH et des rats Wistar Kyoto (WKYs) âgés de deux semaines ont été injectés en intra-péritonéale par le C-ANP4-23 de 2 jusqu’à 8 semaines d’âge, deux fois par semaine et sacrifiés à la 9ème semaine. La pression artérielle a été mesurée par méthode Queue-coiffe, la prolifération des CMLVs a été déterminée par incorporation de thymidine et par test MTT, et l’expression des protéines a été quant à elle déterminée par technique d’immunobuvardage de type Western. Les CMLVs des RSH ont démontré une prolifération élevée en comparaison avec celles des WKYs, et le traitement par le C-ANP4-23 a atténué l’hyperprolifération à un niveau de contrôle. De plus, la surexpression des cyclines D1/A/E, des kinases cyclines dépendantes 2 et 4 (cdk2, cdk4), de la forme phosphorylée de la protéine du rétinoblastome et des protéines Gαi des CMLV des RSH a été atténuée à un niveau de contrôle. Par ailleurs, l’hyperphosphorylation d’ERK1/2, AKT, EGF-R, PDGF-R, IGF-R et de c-Src a significativement diminué par le traitement au C-ANP4-23. En outre, le niveau élevé de l’anion superoxyde (O2-), l’activité de la NADP(H) oxydase et de ses sous unités chez les RSH ont été atténués par le C-ANP4-23 .Ces résultats indiquent que l’activation in vivo de NPR-C atténue la surexpression des protéines du cycle cellulaire via l’inhibition de l’activité élevée du stress oxydatif, de c-Src et de l’activation de EGF-R, PDGF- R, IGF-R, de la signalisation de MAPK et la surexpression des protéines Gαi résultant ainsi en l’inhibition de l’hyperprolifération des CMLVs des RSH. Ainsi, il peut être suggéré que le C-ANP4-23 pourrait être utilisé comme agent thérapeutique pour le traitement des complications vasculaires associées à l’hypertension et à l’athérosclérose.

Anabolic resistance does not explain sarcopenia in patients with type 2 diabetes mellitus, compared with healthy controls, despite reduced mTOR pathway activity

Background Ageing and type 2 diabetes mellitus (T2DM) are risk factors for skeletal muscle loss. We investigated whether anabolic resistance to feeding might underlie accelerated muscle loss in older people with T2DM and whether dysregulated mTOR signalling was implicated. Subjects 8 obese men with T2DM, and 12 age-matched controls were studied (age 68±3 vs. 68±6y; BMI: 30±2 vs. 27±5 kg·m-2). Methods Body composition was measured by dual-X-ray absorptiometry. Insulin and glucose were clamped at post-absorptive concentrations (13±2 vs. 9±3 mU·l-1; 7.4±1.9 vs. 4.6±0.4 mmol·l-1; T2DM vs. controls). Fractional synthetic rates (FSR) of myofibrillar and sarcoplasmic proteins were measured as the rate of incorporation of [13C] leucine during a primed, constant infusion of [1-13C] α-ketoisocaproic acid, 3 h after 10 or 20g of essential amino acids (EAA) were orally administered. Protein expression of total and phosphorylated mTOR signalling proteins was determined by Western blot analysis. Results Despite a significantly lower appendicular lean mass index and a greater fat mass index in T2DM vs. controls, basal myofibrillar and sarcoplasmic and post-prandial myofibrillar FSR were similar. After 20g EAA, stimulation of sarcoplasmic FSR was slightly blunted in T2DM patients. Furthermore, feeding 20g EAA increased phosphorylation of mTOR, p70S6k and 4E-BP1 by 60-100% in controls with no response observed in T2DM. Conclusions There was clear dissociation between changes in mTOR signalling versus changes in protein synthesis rates. However, the intact anabolic response of myofibrillar FSR to feeding in both groups suggests anabolic resistance may not explain accelerated muscle loss in T2DM.

An investigation of the relationship between the components of tumour microenvironment, signal transduction pathways and outcome in breast cancer

Breast cancer, the most commonly diagnosed type of cancer in women, is a major cause of morbidity and mortality in the western world. Well-established risk factors of breast cancer are mostly related to women’s reproductive history, such as early menarche, late first pregnancy and late menopause. Survival rates have improved due to a combination of factors, including better health education, early detection with large-scale use of screening mammogram, improved surgical techniques, as well as widespread use of adjuvant therapy. At initial presentation, clinicopathological features of breast cancer such as age, nodal status, tumour size, tumour grade, and hormonal receptor status are considered to be the standard prognostic and predictive markers of patient survival, and are used to guide appropriate treatment strategies. Lymphovascular invasion (LBVI), including lymphatic (LVI) and blood (BVI) vessel invasion, has been reported to be prognostic and merit accurate evaluation, particularly in patients with node negative tumours who might benefit from adjuvant chemotherapy. There is a lack of standard assessment and agreement on distinguishing LVI from BVI despite the major challenges in the field. A systematic review of the literatures, examining methods of detection and the prognostic significance of LBVI, LVI and BVI, was carried out. The majority of studies used haematoxylin and eosin (H&E) and classical histochemistry to identify LVI and BVI. Only few recent studies used immunohistochemistry (IHC) staining of the endothelium lining lymphatic and blood vessels, and were able to show clear differences between LVI and BVI. The prognostic significance of LBVI and LVI was well-documented and strongly associated with aggressive features of breast tumours, while the prognostic value and the optimal detection method of BVI were unclear. Assessment and prognostic value of LBVI on H&E sections (LBVIH&E) was examined and compared to that of LVI and BVI detected using IHC with D2-40 for LVI (LVID2–40) and Factor VIII for BVI (BVIFVIII) in patients with breast cancer including node negative and triple negative patients (n=360). LBVIH&E, LVID2–40 and BVIFVIII were present in 102 (28%), 127 (35%) and 59 (16%) patients respectively. In node negative patients (206), LBVIH&E, LVID2–40 and BVIFVIII were present in 41 (20%), 53 (26%) and 21 (10%) respectively. In triple negative patients (102), LBVIH&E, LVID2–40 and BVIFVIII were present in 35 (29%), 36 (35%) and 14 (14%) respectively. LBVIH&E, LVID2–40 and BVIFVIII were all significantly associated with tumour recurrence in all cohorts. On multivariate survival analysis, only LVID2–40 and BVIFVIII were independent predictors of cancer specific survival (CSS) in the whole cohort (P=0.022 and P<0.001 respectively), node negative (P=0.008 and P=0.001 respectively) and triple negative patients (P=0.014 and P<0.001 respectively). Assessment of LVI and BVI by IHC, using D2-40 and Factor VIII, improves prediction of outcome in patients with node negative and triple negative breast cancer and was superior to the conventional detection method. Breast cancer is recognised as a complex molecular disease and histologically identical tumours may have highly variable outcomes, including different responses to therapy. Therefore, there is a compelling need for new prognostic and predictive markers helpful of selecting patients at risk and patients with aggressive diseases who might benefit from adjuvant and targeted therapy. It is increasingly recognised that the development and progression of human breast cancer is not only determined by genetically abnormal cells, but also dependent on complex interactions between malignant cells and the surrounding microenvironment. This has led to reconsider the features of tumour microenvironment as potential predictive and prognostic markers. Among these markers, tumour stroma percentage (TSP) and tumour budding, as well as local tumour inflammatory infiltrate have received recent attention. In particular, the local environment of cytokines, proteases, angiogenic and growth factors secreted by inflammatory cells and stromal fibroblasts has identified crucial roles in facilitating tumour growth, and metastasis of cancer cells through lymphatic and/or blood vessel invasion. This might help understand the underlying process promoting tumour invasion into these vessels. An increase in the proportion of tumour stroma and an increase in the dissociation of tumour cells have been associated with poorer survival in a number of solid tumours, including breast cancer. However, the interrelationship between these variables and other features of the tumour microenvironment in different subgroups of breast cancer are not clear. Also, whether their prognostic values are independent of other components of the tumour microenvironment have yet to be identified. Therefore, the relationship between TSP, clinicopathological characteristics and outcome in patients with invasive ductal breast cancer, in particular node negative and triple negative disease was examined in patients with invasive ductal breast cancer (n=361). The TSP was assessed on the haematoxylin and eosin-stained tissue sections. With a cut-off value of 50% TSP, patients with ≤50% stroma were classified as the low-TSP group and those with >50% stroma were classified as the high-TSP group. A total of 109 (30%) patients had high TSP. Patients with high TSP were old age (P=0.035), had involved lymph node (P=0.049), Her-2 positive tumours (P=0.029), low-grade peri-tumoural inflammatory infiltrate (P=0.034), low CD68+ macrophage infiltrate (P<0.001), low CD4+ (P=0.023) and low CD8+ T-lymphocytes infiltrate (P=0.017), tumour recurrence (P=0.015) and shorter CSS (P<0.001). In node negative patients (n=207), high TSP was associated with low CD68+ macrophage infiltrate (P=0.001), low CD4+ (P=0.040) and low CD8+ T-lymphocytes infiltrate (P=0.016) and shorter CSS (P=0.005). In triple negative patients (n=103), high TSP was associated with increased tumour size (P=0.017) high tumour grade (P=0.014), low CD8+ T-lymphocytes infiltrate (P=0.048) and shorter CSS (P=0.041). The 15-year cancer specific survival rate was 79% vs 21% in the low-TSP group vs high-TSP group. On multivariate survival analysis, a high TSP was associated with reduced CSS in the whole cohort (P=0.007), node negative patients (P=0.005) and those who received systemic adjuvant therapy (P=0.016), independent of other pathological characteristics including local host inflammatory responses. Therefore, a high TSP in invasive ductal breast cancer was associated with recurrence and poorer long-term survival. The inverse relation with the tumour inflammatory infiltrate highlights the importance of the amount of tumour stroma on immunological response in patients with invasive ductal breast cancer. Implementing this simple and reproducible parameter in routine pathological examination may help optimise risk stratification in patients with breast cancer. Similarly, the relationship between tumour budding, clinicopathological characteristics and outcome was examined in patients with invasive ductal breast cancer (n=474), using routine pathological sections. Tumour budding was associated with several adverse pathological characteristics, including positive lymph node (P=0.009), presence of LVI (P<0.001), and high TSP (P=0.001) and low-grade general peri-tumural inflammatory infiltrative (P=0.002). In node negative patients, a high tumour budding was associated with presence of LVI (P<0.001) and low-grade general peri-tumural inflammatory infiltrative (P=0.038). On multivariate survival analysis, tumour budding was associated with reduced CSS (P=0.001), independent of nodal status, tumour necrosis, CD8+ and CD138+ inflammatory cells infiltrate, LVI, BVI and TSP. Furthermore, tumour budding was independently associated with reduced CSS in node negative patients (P=0.004) and in those who have low TSP (P=0.003) and high-grade peri-tumoural inflammatory infiltrative (P=0.012). A high tumour budding was significantly associated with shorter CSS in luminal B and triple negative breast cancer subtypes (all P<0.001). Therefore, tumour budding was a significant predictor of poor survival in patients with invasive ductal breast cancer, independent of adverse pathological characteristics and components of tumour microenvironment. These results suggest that tumour budding may promote disease progression through a direct effect on local and distant invasion into lymph nodes and lymphatic vessels. Therefore, detection of tumour buds at the stroma invasive front might therefore represent a morphologic link between tumour progression, lymphatic invasion, spread of tumour cells to regional lymph nodes, and the establishment of metastatic dissemination. Given the potential importance of the tumour microenvironment, the characterisation of intracellular signalling pathways is important in the tumour microenvironment and is of considerable interest. One plausible signalling molecule that links tumour stroma, inflammatory cell infiltrate and tumour budding is the signal transducer and activator of transcription (STAT). The relationship between total and phosphorylated STAT1 (ph-STAT1), and total and ph-STAT3 tumour cell expression, components of tumour microenvironment and survival in patients with invasive ductal breast cancer was examined. IHC of total and ph-STAT1/STAT3 was performed on tissue microarray of 384 breast cancer specimens. Cellular STAT1 and cellular STAT3 expression at both cytoplasmic and nuclear locations were combined and identified as STAT1/STAT3 tumour cell expression. These results were then related to CSS and phenotypic features of the tumour and host. A high ph-STAT1 and a high ph-STAT3 tumour cell expression was associated with increased ER (P=0.001 and P<0.001 respectively) and PR (all P<0.05), reduced tumour grade (P=0.015 and P<0.001 respectively) and necrosis (all P=0.001). Ph-STAT1 was associated with increased general peri-tumoural inflammatory infiltrate (P=0.007) and ph-STAT3 was associated with lower CD4+ T-lymphocyte infiltrate (P=0.024). On multivariate survival analysis, including both ph-STAT1 and ph-STAT3 tumour cell expression, only high ph-STAT3 tumour cell expression was significantly associated with improved CSS (P=0.010) independent of other tumour and host-based factors. In patients with high necrosis grade, high ph-STAT3 tumour cell expression was independent predictor of improved CSS (P=0.021). Ph-STAT1 and ph-STAT3 were also significantly associated with improved cancer specific survival in luminal A and B subtypes. STAT1 and STAT3 tumour cell expression appeared to be an important determinant of favourable outcome in patients with invasive ductal breast cancer. The present results suggest that STATs may affect disease outcome through direct impact on tumour cells, and the surrounding microenvironment. The above observations of the present thesis point to the importance of the tumour microenvironment in promoting tumour budding, LVI and BVI. The observations from STATs work may suggest that an important driving mechanism for the above associations is the presence of tumour necrosis, probably secondary to hypoxia. Further work is needed to examine the interaction of other molecular pathways involved in the tumour microenvironment, such as HIF and NFkB in patients with invasive ductal breast cancer.

Zinc deficiency induces apoptosis via mitochondrial p53- and caspase-dependent pathways in human neuronal precursor cells

Previous studies have shown that zinc deficiency leads to apoptosis of neuronal precursor cells in vivo and in vitro. In addition to the role of p53 as a nuclear transcription factor in zinc deficient cultured human neuronal precursors (NT-2), we have now identified the translocation of phosphorylated p53 to the mitochondria and p53-dependent increases in the pro-apoptotic mitochondrial protein BAX leading to a loss of mitochondrial membrane potential as demonstrated by a 25% decrease in JC-1 red:green fluorescence ratio. Disruption of mitochondrial membrane integrity was accompanied by efflux of the apoptosis inducing factor (AIF) from the mitochondria and translocation to the nucleus with a significant increase in reactive oxygen species (ROS) after 24 h of zinc deficiency. Measurement of caspase cleavage, mRNA, and treatment with caspase inhibitors revealed the involvement of caspases 2, 3, 6, and 7 in zinc deficiency-mediated apoptosis. Down-stream targets of caspase activation, including the nuclear structure protein lamin and polyADP ribose polymerase (PARP), which participates in DNA repair, were also cleaved. Transfection with a dominant-negative p53 construct and use of the p53 inhibitor, pifithrin- ␮, established that these alterations were largely dependent on p53. Together these data identify a cascade of events involving mitochondrial p53 as well as p53-dependent caspase-mediated mechanisms leading to apoptosis during zinc deficiency.

Evaluation of the transcriptomic response of an Alzheimer's disease murine model induced at different ages: searching for predictors

Alzheimer’s disease (AD) is a chronic, progressive neurodegenerative disease, characterized by the impairment of mnesic and cognitive functions, that represents the most frequent type of dementia in older people worldwide. Aging is the most important risk factor for the sporadic form of the pathology and it is associated to the progressive impairment of the proteostasis network. The endoplasmic reticulum (ER), the main cellular actor involved in proteostasis, appears significantly compromised in AD due to the accumulation of β-amyloid (Aβ) protein and phosphorylated-tau protein. Increasing proteins misfolding activates a specific cellular response known as Unfolded Protein response (UPR) which orchestrates the recovery of ER function. The aim of the present study was to investigate the role of UPR and aging process in a murine model of AD induced by intracerebroventricular (i.c.v.) injection of Aβ1-42 oligomers at 3 or 18 months. The oligomers injection in aged animals caused the increased of memory impairment, oxidative stress, and the depletion of glutathione reserve. Furthermore, the RNA-sequencing analysis was performed and the bioinformatic analysis showed the enrichment of several pathways involved in neurodegeneration and protein regulations. The following analysis highlighted the significant dysregulation of the three branches of the UPR, the protein kinase RNA-like ER kinase (PERK), inositol-requiring protein 1α (IRE1α) and activating transcription factor 6 (ATF-6). In turn, ER stress affected the PI3K/Akt/Gsk3β and MAPK/ERK pathways, highlighting Mapkapk5 as a potential marker of the neurodegenerative process, which regulation could lead to the definition of new pharmacological and neuroprotective strategies to counteract AD.