Gene Expression Profiling Reveals New Aspects of PIK3CA Mutation in ERalpha-Positive Breast Cancer: Major Implication of the Wnt Signaling Pathway

BACKGROUND: The PI3K/AKT pathway plays a pivotal role in breast cancer development and maintenance. PIK3CA, encoding the PI3K catalytic subunit, is the oncogene exhibiting a high frequency of gain-of-function mutations leading to PI3K/AKT pathway activation in breast cancer. PIK3CA mutations have been observed in 30% to 40% of ERα-positive breast tumors. However the physiopathological role of PIK3CA mutations in breast tumorigenesis remains largely unclear. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: To identify relevant downstream target genes and signaling activated by aberrant PI3K/AKT pathway in breast tumors, we first analyzed gene expression with a pangenomic oligonucleotide microarray in a series of 43 ERα-positive tumors with and without PIK3CA mutations. Genes of interest were then investigated in 249 ERα-positive breast tumors by real-time quantitative RT-PCR. A robust collection of 19 genes was found to be differently expressed in PIK3CA-mutated tumors. PIK3CA mutations were associated with over-expression of several genes involved in the Wnt signaling pathway (WNT5A, TCF7L2, MSX2, TNFRSF11B), regulation of gene transcription (SEC14L2, MSX2, TFAP2B, NRIP3) and metal ion binding (CYP4Z1, CYP4Z2P, SLC40A1, LTF, LIMCH1). CONCLUSION/SIGNIFICANCE: This new gene set should help to understand the behavior of PIK3CA-mutated cancers and detailed knowledge of Wnt signaling activation could lead to novel therapeutic strategies

Marqueurs pronostiques et prédictifs des cancers du sein - La voie de signalisation PI3K

Les résultats des projets actuels apportent une information, sur différents aspects des rôles de la voie PI3K, dans le développement du cancer du sein, et la réponse au traitement. Les projets particuliers couvrent des sujets liés à la voie aux niveaux concernant les récepteurs de la famille HER, activant la voie PI3K, ainsi que PI3K et les effecteurs en découlant. Les effets pronostic et prédictif de la dérégulation de PI3K sont les sujets centraux de la recherche décrite ici. Une baisse d’expression de PI3KR1 est associée à une survie réduite dans notre cohorte de patients. Une attention particulière a été portée aux mutations de PIK3CA communes dans le cancer du sein. Tandis que les mutations de PIK3CA agissent comme des marqueurs de bon pronostic chez les patients anti-HER2-naïfs, ces mutations agissent au contraire comme prédicteurs négatifs de la réponse au traitement par trastuzumab. Les résultats décrits mènent un peu plus vers l’implication de plusieurs voies moléculaires altérées, en particulier la voie de signalisation Wnt, dans la tumorigénèse des cancers du sein PIK3CA mutés. De plus, nous avons testé les taux de lapatinib plasmatique montrant une augmentation pertinente dans les périodes d’état d’équilibre du traitement. Par ailleurs, nous avons démontré des incohérences dans l’évaluation de l’EGFR et proposé des approches pour l’interprétation des comptages d’immunohistochimie et de FISH. Tous ces sujets sont connectés par la 170 voie PI3K, et le besoin d’approfondir les connaissances actuelles, et d’apporter de nouvelles informations utiles applicables dans le futur dans les pratiques cliniquesResults of the presented research projects bring information about several aspects of the PI3K signaling pathway roles in breast cancer development and treatment response. The particular projects covered the subjects connected with the signaling pathway, ranging from the HER family receptors activating the pathway, and PI3K to the downstream levels of signalisation. The prognostic and predictive effect of PI3K deregulation was the central subject of the described research. The decreased expression of PIK3R1 associated with reduced survival of our patients. A special focus was put on the PIK3CA mutations which are common in breast cancer. Whereas the PIK3CA mutations act as a good prognostic marker in patients non-treated with the HER2 inhibitors, these mutations predict a negative response to trastuzumab treatment. The described results, furthermore, draw attention to the role of several altered molecular signaling pathways in breast cancer development, especially to the Wnt signaling pathway. The lapatinib plasma levels showing the relevant increase in comparison with the already described efficient steady-state levels were also described in one of the projects. Moreover, various modifications to EGFR status assessment were compared and showed that EGFR FISH and IHC count interpretation depended significantly on method and thresholds used. All these subjects are connected by the PI3K pathway, the need to deepen current knowledge and bring new useful information applicable in future clinical practice

Marqueurs pronostiques et prédictifs des cancers du sein - La voie de signalisation PI3K

Les résultats des projets actuels apportent une information, sur différents aspects des rôles de la voie PI3K, dans le développement du cancer du sein, et la réponse au traitement. Les projets particuliers couvrent des sujets liés à la voie aux niveaux concernant les récepteurs de la famille HER, activant la voie PI3K, ainsi que PI3K et les effecteurs en découlant. Les effets pronostic et prédictif de la dérégulation de PI3K sont les sujets centraux de la recherche décrite ici. Une baisse d expression de PI3KR1 est associée à une survie réduite dans notre cohorte de patients. Une attention particulière a été portée aux mutations de PIK3CA communes dans le cancer du sein. Tandis que les mutations de PIK3CA agissent comme des marqueurs de bon pronostic chez les patients anti-HER2-naïfs, ces mutations agissent au contraire comme prédicteurs négatifs de la réponse au traitement par trastuzumab. Les résultats décrits mènent un peu plus vers l implication de plusieurs voies moléculaires altérées, en particulier la voie de signalisation Wnt, dans la tumorigénèse des cancers du sein PIK3CA mutés. De plus, nous avons testé les taux de lapatinib plasmatique montrant une augmentation pertinente dans les périodes d état d équilibre du traitement. Par ailleurs, nous avons démontré des incohérences dans l évaluation de l EGFR et proposé des approches pour l interprétation des comptages d immunohistochimie et de FISH. Tous ces sujets sont connectés par la 170 voie PI3K, et le besoin d approfondir les connaissances actuelles, et d apporter de nouvelles informations utiles applicables dans le futur dans les pratiques cliniquesResults of the presented research projects bring information about several aspects of the PI3K signaling pathway roles in breast cancer development and treatment response. The particular projects covered the subjects connected with the signaling pathway, ranging from the HER family receptors activating the pathway, and PI3K to the downstream levels of signalisation. The prognostic and predictive effect of PI3K deregulation was the central subject of the described research. The decreased expression of PIK3R1 associated with reduced survival of our patients. A special focus was put on the PIK3CA mutations which are common in breast cancer. Whereas the PIK3CA mutations act as a good prognostic marker in patients non-treated with the HER2 inhibitors, these mutations predict a negative response to trastuzumab treatment. The described results, furthermore, draw attention to the role of several altered molecular signaling pathways in breast cancer development, especially to the Wnt signaling pathway. The lapatinib plasma levels showing the relevant increase in comparison with the already described efficient steady-state levels were also described in one of the projects. Moreover, various modifications to EGFR status assessment were compared and showed that EGFR FISH and IHC count interpretation depended significantly on method and thresholds used. All these subjects are connected by the PI3K pathway, the need to deepen current knowledge and bring new useful information applicable in future clinical practice.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF