Human prostate fibroblasts induce growth and confer castration resistance and metastatic potential in LNCaP Cells

The tumor microenvironment is important for progressive and metastatic disease.

PROSTATE CANCER STEM CELLS: DRUG TOLERANCE, EXPERIMENTAL RECONSTITUTION AND CASTRATION RESISTANCE

Prostate cancer (PCa) is one of the leading malignancies affecting men in the Western world. Although tremendous effort has been made towards understanding PCa development and developing clinical treatments in the past decades, the exact mechanisms of PCa are still not clearly understood. Emerging evidence has postulated that a population of stem cell-like cells inside a tumor, termed ‘cancer stem cells (CSCs)’, may be the cells responsible for tumor initiation, progression, recurrence, metastasis and therapy resistance. Like CSC studies in other cancer types, it has been reported that PCa also contains CSCs. However, there remain several unresolved questions that need to be clarified. First, the relationship between prostate CSCs (PCSCs) and therapy resistance (chemo- and radio-) is not known. Herein, we have found that not all CSCs are drug-tolerant, and not all drug-tolerant cells are CSCs. Second, whether primary human PCa (HPCa) actually contain PCSCs remains unclear, due to the well-known fact that we have yet to establish a reliable assay system that can reproducibly and faithfully reconstitute tumor regeneration from single HPCa cells. Herein, after utilizing more than 114 HPCa samples we have provided evidence that immortalized bone marrow-derived stromal cells (Hs5) can help dissociated HPCa cells generate undifferentiated tumors in immunodeficient NOD/SCID-IL2Rγ-/- mice, and the undifferentiated PCa cells seem to have a survival advantage to generate tumors. Third, the evolution of PCa from androgen dependent to the lethally castration resistant (CRPC) stage remains enigmatic, and the cells responsible for CRPC development have not been identified. Herein, we have found a putative cell population, ALDH+CD44+α2β1+ PCa cells that may represent a cell-of-origin for CRPC. Taken together, our work has improved our understanding of PCSC properties, possibly highlighting a potential therapeutic target for CRPC.

Therapeutic options for metastatic castration resistant prostate cancer : has the situation improved?

Limited treatment options for Castration Resistant Prostate Cancer (CRPC) still remain a major challenge. Despite therapeutic advances, most patients with malignant PCa have a poor prognosis. Since the year 2000, we have rapidly expanded our understanding of the molecular mechanisms underlying CRPC and this has led to an unprecedented number of new drug approvals within a short span of time. Recently, four new agents namely Abiraterone Acetate, Enzalutamide, Cabazitaxel, and Radium-223 have been shown to be effective in the post-chemotherapy setting in CRPC. The continued dependency of CRPC on androgen synthesis has seen the development of a number of new anti-androgen therapies, with abiraterone acetate and Enzalutamide being the most promising discoveries. Immunotherapeutic approaches have also found their niche in PCa with Sipuleucel-T shown to be effective in minimally asymptomatic CRPC. Research focussed on bone-targeting therapies has witnessed the arrival of promising new drugs with Denosumab and Radium-223 displaying improved survival of patients with CRPC. This review briefly discusses the findings and limitations from ongoing and completed clinical trials of novel treatments and regimens. In addition, potential mechanisms of therapy resistance and future challenges are discussed.

FOXA1 Promotes Tumor Progression in Prostate Cancer and Represents a Novel Hallmark of Castration-Resistant Prostate Cancer

Forkhead box protein A1 (FOXA1) modulates the transactivation of steroid hormone receptors and thus may influence tumor growth and hormone responsiveness in prostate cancer. We therefore investigated the correlation of FOXA1 expression with clinical parameters, prostate-specific antigen (PSA) relapse-free survival, and hormone receptor expression in a large cohort of prostate cancer patients at different disease stages. FOXA1 expression did not differ significantly between benign glands from the peripheral zone and primary peripheral zone prostate carcinomas. However, FOXA1 was overexpressed in metastases and particularly in castration-resistant cases, but was expressed at lower levels in both normal and neoplastic transitional zone tissues. FOXA1 levels correlated with higher pT stages and Gleason scores, as well as with androgen (AR) and estrogen receptor expression. Moreover, FOXA1 overexpression was associated with faster biochemical disease progression, which was pronounced in patients with low AR levels. Finally, siRNA-based knockdown of FOXA1 induced decreased cell proliferation and migration. Moreover, in vitro tumorigenicity was inducible by ARs only in the presence of FOXA1, substantiating a functional cooperation between FOXA1 and AR. In conclusion, FOXA1 expression is associated with tumor progression, dedifferentiation of prostate cancer cells, and poorer prognosis, as well as with cellular proliferation and migration and with AR signaling. These findings suggest FOXA1 overexpression as a novel mechanism inducing castration resistance in prostate cancer.

Biomarqueurs pronostiques dans le cancer de la prostate : mieux prédire pour mieux traiter

Le cancer de la prostate (CP) est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué en Amérique du Nord et est au troisième rang en termes de létalité chez les hommes. Suite aux traitements de première ligne, 20 à 30% des patients diagnostiqués avec un cancer localisé auront une récidive biochimique de la maladie. La déplétion androgénique mène fréquemment au développement du stade de résistance à la castration (RC). Ce dernier est associé avec une augmentation de la morbidité (métastases osseuses) et de la mortalité avec une survie moyenne inférieure à deux ans. L’évolution du CP est très hétérogène dans la population et il n’existe actuellement aucun biomarqueur pronostique permettant d’identifier les patients à risque de récurrence biochimique, de métastases osseuses et de développement d’une résistance à la castration. De nombreuses études ont démontré que les cytokines inflammatoires IL-6 et IL-8 jouent un rôle dans la pathogénèse du CP, notamment dans le développement de la résistance à la castration. Par ailleurs, les niveaux sériques élevés de ces cytokines ont été associés à un mauvais pronostic. Précédemment, notre laboratoire a démontré in vitro que la protéine IKKε entraîne une augmentation de la sécrétion de ces cytokines dans les cellules du CP et qu’elle est exprimée davantage dans les tissus de cancers plus avancés. Le premier objectif du présent mémoire fut d’évaluer dans des tissus humains la corrélation d’IKKε, IL-6 et IL-8 avec des paramètres cliniques. Nos résultats soulignent le potentiel d’IKKε comme biomarqueur tissulaire pronostique de récurrence biochimique et de métastases osseuses. Nous n’avons trouvé aucune association entre IL-6/IL-8 et les paramètres cliniques inclus dans l’étude. Le second objectif de ce projet fut d’évaluer la coexpression de ces trois molécules dans l’épithélium du CP. Nos résultats confirment les observations in vitro en mettant en évidence une forte association entre l’expression d’IKKε, IL-6 et IL-8. Le troisième objectif fut d’évaluer la relation entre les niveaux sériques et tissulaires d’IL-6 et d’IL-8. Aucune relation significative n’a été établie, suggérant que les cytokines sériques ne sont pas uniquement d’origine prostatique. En conclusion, mon projet de maîtrise aura permis de préciser le potentiel d’IKKε comme biomarqueur tissulaire pronostique et de valider pour la première fois dans des tissus humains sa co-expression avec les cytokines IL-6 et IL-8, dont le rôle dans la pathogénèse de la maladie est bien établi. Une étude plus exhaustive des voies de signalisation d’IKKε reste d’intérêt pour élucider notamment les mécanismes par lesquels IKKε stimule la production de cytokines et par quels moyens cette protéine pourrait être impliquée dans le développement d’un état résistant à la castration.

Biomarqueurs pronostiques dans le cancer de la prostate : mieux prédire pour mieux traiter

Le cancer de la prostate (CP) est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué en Amérique du Nord et est au troisième rang en termes de létalité chez les hommes. Suite aux traitements de première ligne, 20 à 30% des patients diagnostiqués avec un cancer localisé auront une récidive biochimique de la maladie. La déplétion androgénique mène fréquemment au développement du stade de résistance à la castration (RC). Ce dernier est associé avec une augmentation de la morbidité (métastases osseuses) et de la mortalité avec une survie moyenne inférieure à deux ans. L’évolution du CP est très hétérogène dans la population et il n’existe actuellement aucun biomarqueur pronostique permettant d’identifier les patients à risque de récurrence biochimique, de métastases osseuses et de développement d’une résistance à la castration. De nombreuses études ont démontré que les cytokines inflammatoires IL-6 et IL-8 jouent un rôle dans la pathogénèse du CP, notamment dans le développement de la résistance à la castration. Par ailleurs, les niveaux sériques élevés de ces cytokines ont été associés à un mauvais pronostic. Précédemment, notre laboratoire a démontré in vitro que la protéine IKKε entraîne une augmentation de la sécrétion de ces cytokines dans les cellules du CP et qu’elle est exprimée davantage dans les tissus de cancers plus avancés. Le premier objectif du présent mémoire fut d’évaluer dans des tissus humains la corrélation d’IKKε, IL-6 et IL-8 avec des paramètres cliniques. Nos résultats soulignent le potentiel d’IKKε comme biomarqueur tissulaire pronostique de récurrence biochimique et de métastases osseuses. Nous n’avons trouvé aucune association entre IL-6/IL-8 et les paramètres cliniques inclus dans l’étude. Le second objectif de ce projet fut d’évaluer la coexpression de ces trois molécules dans l’épithélium du CP. Nos résultats confirment les observations in vitro en mettant en évidence une forte association entre l’expression d’IKKε, IL-6 et IL-8. Le troisième objectif fut d’évaluer la relation entre les niveaux sériques et tissulaires d’IL-6 et d’IL-8. Aucune relation significative n’a été établie, suggérant que les cytokines sériques ne sont pas uniquement d’origine prostatique. En conclusion, mon projet de maîtrise aura permis de préciser le potentiel d’IKKε comme biomarqueur tissulaire pronostique et de valider pour la première fois dans des tissus humains sa co-expression avec les cytokines IL-6 et IL-8, dont le rôle dans la pathogénèse de la maladie est bien établi. Une étude plus exhaustive des voies de signalisation d’IKKε reste d’intérêt pour élucider notamment les mécanismes par lesquels IKKε stimule la production de cytokines et par quels moyens cette protéine pourrait être impliquée dans le développement d’un état résistant à la castration.

Targeting androgen receptor activation function-1 with EPI to overcome resistance mechanisms in castration-resistant prostate cancer

Financial support: This research was supported by grants to MDS from the NCI (2R01CA105304), the Canadian Institutes of Health Research (MOP79308) and the US Army Medical Research and Materiel Command Prostate Cancer Research Program (E81XWH-11-1-0551). Research by IJM’s group was supported by the Chief Scientist’s Office of the Scottish Government (ETM-258 and -382). We are grateful to Country Meadows Senior Men’s Golf Charity Classic for financial support of this research.

Smoothing a Discrete Hazard Function for the Number of Patients Colonized with Methicillin-Resistance Staphylococcus Aureus in an Intensive Care Unit

A new method for estimating the time to colonization of Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus (MRSA) patients is developed in this paper. The time to colonization of MRSA is modelled using a Bayesian smoothing approach for the hazard function. There are two prior models discussed in this paper: the first difference prior and the second difference prior. The second difference prior model gives smoother estimates of the hazard functions and, when applied to data from an intensive care unit (ICU), clearly shows increasing hazard up to day 13, then a decreasing hazard. The results clearly demonstrate that the hazard is not constant and provide a useful quantification of the effect of length of stay on the risk of MRSA colonization which provides useful insight.