Physico-chemical foundations underpinning microarray and next-generation sequencing experiments

Hybridization of nucleic acids on solid surfaces is a key process involved in high-throughput technologies such as microarrays and, in some cases, next-generation sequencing (NGS). A physical understanding of the hybridization process helps to determine the accuracy of these technologies. The goal of a widespread research program is to develop reliable transformations between the raw signals reported by the technologies and individual molecular concentrations from an ensemble of nucleic acids. This research has inputs from many areas, from bioinformatics and biostatistics, to theoretical and experimental biochemistry and biophysics, to computer simulations. A group of leading researchers met in Ploen Germany in 2011 to discuss present knowledge and limitations of our physico-chemical understanding of high-throughput nucleic acid technologies. This meeting inspired us to write this summary, which provides an overview of the state-of-the-art approaches based on physico-chemical foundation to modeling of the nucleic acids hybridization process on solid surfaces. In addition, practical application of current knowledge is emphasized

The mechanism of force transmission at bacterial focal adhesion complexes

Various rod-shaped bacteria mysteriously glide on surfaces in the absence of appendages such as flagella or pili. In the deltaproteobacterium Myxococcus xanthus, a putative gliding motility machinery (the Agl–Glt complex) localizes to so-called focal adhesion sites (FASs) that form stationary contact points with the underlying surface. Here we show that the Agl–Glt machinery contains an inner-membrane motor complex that moves intracellularly along a right-handed helical path; when the machinery becomes stationary at FASs, the motor complex powers a left-handed rotation of the cell around its long axis. At FASs, force transmission requires cyclic interactions between the molecular motor and the adhesion proteins of the outer membrane via a periplasmic interaction platform, which presumably involves contractile activity of motor components and possible interactions with peptidoglycan. Our results provide a molecular model of bacterial gliding motility

An oestrogen-dependent model of breast cancer created by transformation of normal human mammary epithelial cells

INTRODUCTION: About 70% of breast cancers express oestrogen receptor alpha (ESR1/ERalpha) and are oestrogen-dependent for growth. In contrast with the highly proliferative nature of ERalpha-positive tumour cells, ERalpha-positive cells in normal breast tissue rarely proliferate. Because ERalpha expression is rapidly lost when normal human mammary epithelial cells (HMECs) are grown in vitro, breast cancer models derived from HMECs are ERalpha-negative. Currently only tumour cell lines are available to model ERalpha-positive disease. To create an ERalpha-positive breast cancer model, we have forced normal HMECs derived from reduction mammoplasty tissue to express ERalpha in combination with other relevant breast cancer genes. METHODS: Candidate genes were selected based on breast cancer microarray data and cloned into lentiviral vectors. Primary HMECs prepared from reduction mammoplasty tissue were infected with lentiviral particles. Infected HMECs were characterised by Western blotting, immunofluorescence microscopy, microarray analysis, growth curves, karyotyping and SNP chip analysis. The tumorigenicity of the modified HMECs was tested after orthotopic injection into the inguinal mammary glands of NOD/SCID mice. Cells were marked with a fluorescent protein to allow visualisation in the fat pad. The growth of the graft was analysed by fluorescence microscopy of the mammary glands and pathological analysis of stained tissue sections. Oestrogen dependence of tumour growth was assessed by treatment with the oestrogen antagonist fulvestrant. RESULTS: Microarray analysis of ERalpha-positive tumours reveals that they commonly overexpress the Polycomb-group gene BMI1. Lentiviral transduction with ERalpha, BMI1, TERT and MYC allows primary HMECs to be expanded in vitro in an oestrogen-dependent manner. Orthotopic xenografting of these cells into the mammary glands of NOD/SCID mice results in the formation of ERalpha-positive tumours that metastasise to multiple organs. The cells remain wild type for TP53, diploid and genetically stable. In vivo tumour growth and in vitro proliferation of cells explanted from tumours are dependent on oestrogen. CONCLUSION: We have created a genetically defined model of ERalpha-positive human breast cancer based on normal HMECs that has the potential to model human oestrogen-dependent breast cancer in a mouse and enables the study of mechanisms involved in tumorigenesis and metastasi

Mise à jour 2014 des recommandations du GEFPICS pour l’évaluation du statut HER2 dans les cancers du sein en France

De nouvelles recommandations internationales pour l’évaluation du statut HER2 dans les cancers du sein, basées sur plus de dix ans d’expérience et sur les résultats d’études cliniques et de concordance entre les différentes techniques de détection, viennent tout juste de voir le jour. Le présent article a pour objet de faire le point sur ces nouvelles recommandations, à la lumière de la publication récente du groupe de travail de l’American Society of Clinical Oncology (ASCO) et du Collège des pathologistes américains (CAP), adaptées à la pratique de la pathologie en France et revues par le groupe GEFPICS. À l’ère de la médecine personnalisée, la détermination du statut HER2 reste un élément phare dans le panel des biomarqueurs théranostiques des cancers du sein. Si l’interprétation du statut HER2 dans les cancers du sein est aisée dans la majorité des cas, un certain nombre de situations anatomocliniques est d’interprétation plus délicate, telles que la possibilité rare mais réelle de l’hétérogénéité intra-tumorale du statut de HER2, les formes à différenciation micropapillaire ou la ré-évaluation du statut des biomarqueurs lors de la rechute métastatique. Ces nouvelles recommandations abordent ces différentes questions, reprécisent les conditions pré-analytiques optimales et les critères d’interprétation (notamment des cas 2+), afin de réduire au maximum le risque de faux négatifs. Plus que jamais, la mobilisation de la spécialité d’anatomo-cytopathologie autour de la qualité des tests théranostiques témoigne de son implication dans la chaîne des soins en cancérologie., Summary International guidelines on HER2 determination in breast cancer have just been updated by the American Society of Clinical Oncology (ASCO) and College of American Pathologists (CAP), on the basis of more than ten-year practice, results of clinical trials and concordance studies. The GEFPICS group, composed of expert pathologists in breast cancer, herein presents these recommendations, adapted to the French routine practice. These guidelines highlight the possible diagnosis difficulties with regards to HER2 status determination, such as intra-tumor heterogeneity, special histological subtypes and biomarker re-evaluation during metastatic relapse. Pre-analytical issues and updated scoring criteria (especially for equivocal cases) are detailed, in order to decrease the occurrence of false negative cases. In the era of personalized medicine, pathologists are more than ever involved in the quality of oncotheranostic biomarker evaluation.

Recommandations du GEFPICS concernant la phase pré-analytique pour l’évaluation de HER2 et des récepteurs hormonaux dans le cancer du sein : mise à jour 2014

Les tumeurs fixées et incluses en paraffine sont quotidiennement utilisées pour l’évaluation des biomarqueurs nécessaires au traitement des patientes atteintes d’un cancer du sein invasif. Les nouvelles recommandations internationales sur la phase pré-analytique ont été récemment revues, confirmant l’importance de la prise en charge optimale des prélèvements pour garantir des tests d’immunohistochimie ou d’hybridation in situ de qualité, quel que soit le biomarqueur envisagé. Incluant les procédés de fixation et de préparation des tissus, toutes les procédures pré-analytiques doivent être validées, standardisées et tracées. Elles nécessitent la collaboration et la formation de toutes les personnes impliquées dans le circuit du prélèvement, du préleveur jusqu’au technicien de pathologie et au pathologiste en passant par l’infirmière, ou le coursier. La prise en charge initiale optimale des pièces et une fixation de qualité sont des étapes majeures à maîtriser dans la phase pré-analytique. Cette mise à jour des recommandations du groupe d’étude des facteurs pronostiques immunohistochimiques dans le cancer du sein (GEFPICS) détaille et commente les différentes étapes pré-analytiques. L’observation de ces règles de bonne pratique, l’utilisation rigoureuse de témoins internes et externes et la participation régulière à des programmes d’assurance qualité sont autant de garanties pour une évaluation correcte et pérenne des biomarqueurs oncothéranostiques., Summary Biomarker assessment of breast cancer tumor samples is part of the routine workflow of pathology laboratories. International guidelines have recently been updated, with special regards to the pre-analytical steps that are critical for the quality of immunohistochemical and in situ hybridization procedures, whatever the biomarker analyzed. Fixation and specimen handling protocols must be standardized, validated and carefully tracked. Cooperation and training of the personnel involved in the specimen workflow (e.g. radiologists, surgeons, nurses, technicians and pathologists) are of paramount importance. The GEFPICS’ update of the recommendations herein details and comments the different steps of the pre-analytical process. Application of these guidelines and participation to quality insurance programs are mandatory to ensure the correct evaluation of oncotheranostic biomarkers

Plasmonic DNA: Towards Genetic Diagnosis Chips

"Plasmonics and DNA" special issueInternational audienc

Détermination per-opératoire de l'infiltration du myomètre par les carcinomes de l'endomètre: revue de l'expérience d'un centre (25 cas).

Contexte: Le consensus actuel sur les modalités de traitement des carcinomes de l'endomètre restreint les indications de lymphadénectomie pelvienne aux cas à risque de récidive élevé (©Cancer de l'endomètre, Collection Recommandations & référentiels, INCa, Boulogne-Billancourt, novembre 2010). Ce risque est évalué en combinant la biologie de la tumeur (type histologique, grade des carcinomes endométrioïdes) et le stade (degré d'infiltration du myomètre, atteinte du col). Le degré d'infiltration du myomètre peut être évalué en pré- ou per-opératoire par l'imagerie (IRM), l'examen extemporané de la pièce d'hystérectomie totale ou une combinaison de ces deux méthodes. Objectifs: Le but de ce travail était d'évaluer rétrospectivement la performance de l'examen extemporané dans l'évaluation de l'infiltration myométriale par les carcinomes de l'endomètre dans notre centre. Méthode: Les cas d'hystérectomie totale pour carcinome de l'endomètre enregistrés de 2009 à 2013 (février) (50 mois) ont été extraits du système informatique de notre Institut, les rapports d'examen analysés. Pour les 25 cas dans lesquels un examen extemporané a été réalisé, nous avons comparé l'infiltration du myomètre évaluée en per-opératoire (< 50%, > ou égal à 50%) et le stade pathologique définitif, selon la classification TNM 2009 (pT1a < 50%, pT1b > ou égal à 50%). Une infiltration > ou égale à 50% était considérée comme un résultat «positif», une infiltration < 50% comme un résultat «négatif». Résultats : Sur 25 cas, la sensibilité de l'examen extemporané était de 87,5% (6 cas pT1b sur 7 diagnostiqués lors de l'examen extemporané) et sa spécificité de 100%. La valeur prédictive négative était de 94,7% et la valeur prédictive positive de 100%. Une lymphadénectomie a été réalisée chez 10 patientes, dont 6 chez lesquelles l'examen extemporané avait montré une infiltration du myomètre > 50%. Dans ce groupe, le stade définitif était pN0 dans 66,7% et pN > 0 dans 33,3%. Discussion: Dans cette série, l'évaluation extemporanée de l'infiltration du myomètre par les carcinomes de l'endomètre avait une sensibilité de 87,5% et une spécificité de 100%. Ces résultats sont en accord avec ceux de grandes études récentes (Kumar S et al., Gynecol Oncol 2012;127:525-31). En comparaison, la performance de l'IRM dans la littérature est controversée. Conclusion: Dans cette courte série, limitée à un centre, l'examen extemporané se révèle performant pour guider le chirurgien dans les indications de lymphadénectomie pelvienne chez les patientes atteintes d'un carcinome de l'endomètre

Rôle de l'examen extemporane des ganglions sentinelles des cancers du sein.

Introduction: Le curage ganglionnaire axillaire (CA) complémentaire en cas de micrométastase dans les ganglions sentinelles (GS) des cancers du sein (CS) n'est plus systématique depuis 2011 (Goldhirsch et al. Ann Oncol 2011;22:1736-47). En parallèle, plus de CS sont diagnostiqués à un stade précoce (N0) ; et l'échographie et la cytoponction/biopsie de ganglions axillaires en détectant des métastases en préopératoire permettent une meilleure sélection des patientes pour la procédure du GS. Ces évolutions amènent à réévaluer le rôle de l'examen extemporané des GS (EE). Objectif: Notre but était d'observer l'évolution de la pratique du CA en lien avec les résultats des EE (par cytologie +/- coupe congelée) entre 2011 et 2012 dans notre Centre. Méthode: Pour les 79 patientes dont le CS invasif a été classé pN > 0 en 2011 et 2012 (38 et 41 cas, 25 et 35% des cancers invasifs), nous avons comparé 1/ les taux de CA réalisés : au total; d'emblée (sans GS) ; après résultat positif de l'EE en 1 temps ; et en 2 temps opératoires ; et 2/ les taux d'abstention de CA en cas de GS positif. Résultats: En 2012 par rapport à 2011, bien que les différences ne soient pas significatives, on observe une tendance à la baisse des taux de CA : au total (18,8 vs 26,8%, p=0,24) ; d'emblée (12,8 vs 16,7%, p=0,49) ; après GS (7,3 vs 12,1%, p=0,27) ; en 1 temps opératoire (6,3 vs 9,7%, p=0,46) ; en 2 temps 53 (1,0 vs 2,4%, p=0,63). Les taux d'abstention de CA en cas de GS positif (pN > 0) étaient de 63% en 2012 (12/19, dont 13 pN1mi) vs 0% en 2011(p=0.0001). Discussion : Les effets conjoints du diagnostic précoce des CS, des performances de l'imagerie du creux axillaire et de l'abstention de CA en cas de micrométastases résultent en une tendance à la réduction du nombre de CA réalisés après procédure du GS. Dans cette série, le défaut de sensibilité de l'EE (par une méthode morphologique) pour la détection des micrométastases a permis dans 12/13 cas en 2012 de décider d'une abstention de CA lors de la réunion de concertation pluridisciplinaire. Conclusion: Si les tendances observées sur ces deux années se confirment, le bénéfice de l'EE des GS devra à terme être ré-évalué

An Unusual Uterine Tumor With Signet Ring Cell Features.

In 2004, a 56-year-old woman was diagnosed with Stage IA follicular lymphoma in a cervical lymph node biopsy. The patient experienced total remission after local radiation therapy. In 2009, a control computed tomography scan evidenced a pelvic mass, prompting total hysterectomy. The latter harbored a 4.8-cm intramural uterine tumor corresponding to a mostly diffuse and focally nodular proliferation of medium to large cells, with extensive, periodic acid-Schiff negative, signet ring cell changes, and a pan-keratin negative, CD20+, CD10+, Bcl2+, Bcl6+ immunophenotype. Molecular genetic studies showed the same clonal IGH gene rearrangement in the lymph node and the uterus, establishing the uterine tumor as a relapse of the preceding follicular lymphoma, although no signet ring cells were evidenced at presentation. Uterine localization of lymphomas is rare, and lymphomas with signet ring cell features are uncommon. This exceptional case exemplifies a diagnostically challenging situation and expands the differential diagnosis of uterine neoplasms displaying signet ring cell morphology

Relationships between Rho and RNA polymerase in living bacteria

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