Impact of PTEN loss of expression on cetuximab response and angiogenesis induction by a cellular model of head and neck squamous cell carcinoma

Le cetuximab est indiqué, en monothérapie pour les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou récurrents et/ou métastatiques. Cependant sur les tumeurs primaires, il s'est révélé d'une efficacité modeste. Dans divers types tumoraux, il a été montré que la perte d'expression de PTEN est associée à une résistance aux thérapies anti-EGFR, il s'agit d'un évènement relativement fréquent dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou.Cette étude est la première à investiguer directement le rôle de la perte d'expression de PTEN dans la réponse au cetuximab des carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou. Aussi, la mise au point d'un modèle PTEN déficient montre que la perte d'expression de PTEN dans les cellules Cal 27 conduit à une suractivation des voies de la survie et de prolifération cellulaire qui n'aboutit cependant pas à une résistance au cetuximab. Ces travaux montrent que les cellules Cal 27 sont plus dépendantes de l'activation de la voie PI3K/AKT que de l'activité de l'EGFR pour leur croissance, expliquant l'effet modeste du cetuximab.Notre étude de l'angiogenèse par un modèle d'anneaux aortiques cultivé en milieux conditionnés, montre que le bourgeonnement endothélial n'est pas dépendant du VEGF. Le silencing de PTEN dans ces cellules, régule positivement les facteurs anti-angiogéniques TSP1 et IGFBP 3 et diminue la capacité d'induction du bourgeonnement endothélial.Dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou, la perte d'expression de PTEN ne semble pas être un évènement important dans la tumorigenèse mais avoir un impact déterminant en tant qu'évènement tardif. L'ensemble des données fournies par notre modèle permet de proposer, pour la perte d'expression de PTEN, un rôle d'initiation du processus métastatique dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du couCetuximab has been recently accepted as a single agent to treat recurrent and/or metastatic head and neck squamous cell carcinoma. However, modest efficacy of cetuximab used as a single agent has been reported on primary tumor. In many tumor types, loss of PTEN expression has been described to be associated to resistance to anti-EGFR therapies. Loss of PTEN expression is a frequent event in head and neck squamous cell carcinoma.This study is the first one to directly investigate the role of PTEN loss of expression in response of head and neck squamous cell carcinoma to cetuximab. PTEN-deficient cellular model shows that loss of PTEN expression leads to an overactivation of the signaling pathways ruling cell survival and proliferation but do not impact on cetuximab efficacy. According to our data, Cal 27 cells growth rather depends on PI3K/AKT activation than on EGFR.Observation of angiogenesis, using an aortic ring assay cultured in conditioned media, shows that endothelial sprouting is not dependent on VEGF. PTEN silencing in Cal 27 cells induces anti-angiogenic TSP1 and IGFBP 3 levels in the conditioned medium and reduces the sprouting induction ability by Cal 27 cells.Finally, it is likely that loss of PTEN expression is not a key event in head and neck squamous cell carcinoma tumorigenesis, but might be determinant when occurring as a late event. Taken together, our data suggest that loss of PTEN expression could be involved in initiating metastasis process in head and neck squamous cell carcinoma

Etude de l'impact de la perte d'expression de PTEN sur la réponse au cetuximab et l'induction de l'angiogenèse par un modèle cellulaire de carcinome épidermoïde de la tête et du cou

Cetuximab has been recently accepted as a single agent to treat recurrent and/or metastatic head and neck squamous cell carcinoma. However, modest efficacy of cetuximab used as a single agent has been reported on primary tumor. In many tumor types, loss of PTEN expression has been described to be associated to resistance to anti-EGFR therapies. Loss of PTEN expression is a frequent event in head and neck squamous cell carcinoma.This study is the first one to directly investigate the role of PTEN loss of expression in response of head and neck squamous cell carcinoma to cetuximab. PTEN-deficient cellular model shows that loss of PTEN expression leads to an overactivation of the signaling pathways ruling cell survival and proliferation but do not impact on cetuximab efficacy. According to our data, Cal 27 cells growth rather depends on PI3K/AKT activation than on EGFR.Observation of angiogenesis, using an aortic ring assay cultured in conditioned media, shows that endothelial sprouting is not dependent on VEGF. PTEN silencing in Cal 27 cells induces anti-angiogenic TSP1 and IGFBP 3 levels in the conditioned medium and reduces the sprouting induction ability by Cal 27 cells.Finally, it is likely that loss of PTEN expression is not a key event in head and neck squamous cell carcinoma tumorigenesis, but might be determinant when occurring as a late event. Taken together, our data suggest that loss of PTEN expression could be involved in initiating metastasis process in head and neck squamous cell carcinomasLe cetuximab est indiqué, en monothérapie pour les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou récurrents et/ou métastatiques. Cependant sur les tumeurs primaires, il s'est révélé d'une efficacité modeste. Dans divers types tumoraux, il a été montré que la perte d'expression de PTEN est associée à une résistance aux thérapies anti-EGFR, il s'agit d'un évènement relativement fréquent dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou.Cette étude est la première à investiguer directement le rôle de la perte d'expression de PTEN dans la réponse au cetuximab des carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou. Aussi, la mise au point d'un modèle PTEN déficient montre que la perte d'expression de PTEN dans les cellules Cal 27 conduit à une suractivation des voies de la survie et de prolifération cellulaire qui n'aboutit cependant pas à une résistance au cetuximab. Ces travaux montrent que les cellules Cal 27 sont plus dépendantes de l'activation de la voie PI3K/AKT que de l'activité de l'EGFR pour leur croissance, expliquant l'effet modeste du cetuximab.Notre étude de l'angiogenèse par un modèle d'anneaux aortiques cultivé en milieux conditionnés, montre que le bourgeonnement endothélial n'est pas dépendant du VEGF. Le silencing de PTEN dans ces cellules, régule positivement les facteurs anti-angiogéniques TSP1 et IGFBP 3 et diminue la capacité d'induction du bourgeonnement endothélial.Dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou, la perte d'expression de PTEN ne semble pas être un évènement important dans la tumorigenèse mais avoir un impact déterminant en tant qu'évènement tardif. L'ensemble des données fournies par notre modèle permet de proposer, pour la perte d'expression de PTEN, un rôle d'initiation du processus métastatique dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du co

Etude de l'impact de la perte d'expression de PTEN sur la réponse au cetuximab et l'induction de l'angiogenèse par un modèle cellulaire de carcinome épidermoïde de la tête et du cou

Le cetuximab est indiqué, en monothérapie pour les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou récurrents et/ou métastatiques. Cependant sur les tumeurs primaires, il s'est révélé d'une efficacité modeste. Dans divers types tumoraux, il a été montré que la perte d'expression de PTEN est associée à une résistance aux thérapies anti-EGFR, il s'agit d'un évènement relativement fréquent dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou.Cette étude est la première à investiguer directement le rôle de la perte d'expression de PTEN dans la réponse au cetuximab des carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou. Aussi, la mise au point d'un modèle PTEN déficient montre que la perte d'expression de PTEN dans les cellules Cal 27 conduit à une suractivation des voies de la survie et de prolifération cellulaire qui n'aboutit cependant pas à une résistance au cetuximab. Ces travaux montrent que les cellules Cal 27 sont plus dépendantes de l'activation de la voie PI3K/AKT que de l'activité de l'EGFR pour leur croissance, expliquant l'effet modeste du cetuximab.Notre étude de l'angiogenèse par un modèle d'anneaux aortiques cultivé en milieux conditionnés, montre que le bourgeonnement endothélial n'est pas dépendant du VEGF. Le silencing de PTEN dans ces cellules, régule positivement les facteurs anti-angiogéniques TSP1 et IGFBP 3 et diminue la capacité d'induction du bourgeonnement endothélial.Dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du cou, la perte d'expression de PTEN ne semble pas être un évènement important dans la tumorigenèse mais avoir un impact déterminant en tant qu'évènement tardif. L'ensemble des données fournies par notre modèle permet de proposer, pour la perte d'expression de PTEN, un rôle d'initiation du processus métastatique dans les carcinomes épidermoïdes de la tête et du couCetuximab has been recently accepted as a single agent to treat recurrent and/or metastatic head and neck squamous cell carcinoma. However, modest efficacy of cetuximab used as a single agent has been reported on primary tumor. In many tumor types, loss of PTEN expression has been described to be associated to resistance to anti-EGFR therapies. Loss of PTEN expression is a frequent event in head and neck squamous cell carcinoma.This study is the first one to directly investigate the role of PTEN loss of expression in response of head and neck squamous cell carcinoma to cetuximab. PTEN-deficient cellular model shows that loss of PTEN expression leads to an overactivation of the signaling pathways ruling cell survival and proliferation but do not impact on cetuximab efficacy. According to our data, Cal 27 cells growth rather depends on PI3K/AKT activation than on EGFR.Observation of angiogenesis, using an aortic ring assay cultured in conditioned media, shows that endothelial sprouting is not dependent on VEGF. PTEN silencing in Cal 27 cells induces anti-angiogenic TSP1 and IGFBP 3 levels in the conditioned medium and reduces the sprouting induction ability by Cal 27 cells.Finally, it is likely that loss of PTEN expression is not a key event in head and neck squamous cell carcinoma tumorigenesis, but might be determinant when occurring as a late event. Taken together, our data suggest that loss of PTEN expression could be involved in initiating metastasis process in head and neck squamous cell carcinomasNANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocSudocFranceF

Effect of cetuximab treatment on induction of angiogenesis by HNSCC cell line depending on PTEN expression

International audienceOur work aimed to identify the ability of the HNSCC cell line Cal 27 to induce angiogenesis, regarding PTEN expression and anti-EGFR treatment. Cal 27, a human HNSCC cell line expressing PTEN has been transfected by a PTEN-siRNA and exposed to cetuximab for 48 hours. The culture media were then collected to be used as conditionned media for HUVEC and aortic rings culture. Aortic rings sprouting and tubular structures from HUVEC have been investigated by microscopy and quantified by AngioQuant software. The conditioned media have been also characterized by an analysis of key factors involved in angiogenesis regulation using Proteome Profiler Array. The anti-angiogenic effect of cetuximab in HNSCC seems to result from a direct effect of the anti-EGFR on endothelial cells rather than an effect mediated by tumoral cells, despite a VEGF concentration significantly lower due to cetuximab exposure. PTEN is involved in the regulation of vasculature in HNSCC. But surprisingly, loss of PTEN expression in Cal 27 leads to a reduction of the tumoral cells ability to induce angiogenesis. This process is not linked to the VEGF concentration changes but is mediated by a global change in the molecular constitution of conditioned media

Tumor vascular responses to antivascular and antiangiogenic strategies: looking for suitable models

International audienceAntiangiogenic and vascular disrupting agents are in the current cancer therapeutic armamentarium. A better understanding of the intricate mechanisms ruling neovessel survival within tumors during or after treatment is needed. Refinement of imaging and a growing knowledge of molecular biology of tumor vascularization provide new insights. It is necessary to define suitable methods for monitoring tumor response and appropriate tools to analyze data. This review compares most commonly used preclinical models, considering their recent improvements, and describes promising new approaches such as microfluidics, real-time electrical impedance based technique and noninvasive imaging techniques. The advantages and limitations of the in vitro, ex vivo and in vivo models are discussed. This review also provides a critical summary of emerging approaches using mathematical modeling

Synergistic Antitumor Effect between Gefitinib and Fractionated Irradiation in Anaplastic Oligodendrogliomas Cannot Be Predicted by the Egfr Signaling Activity

<div><p>In high-grade gliomas, the identification of patients that could benefit from EGFR inhibitors remains a challenge, hindering the use of these agents. Using xenografts models, we evaluated the antitumor effect of the combined treatment “gefitinib + radiotherapy” and aimed to identify the profile of responsive tumors. Expression of phosphorylated proteins involved in the EGFR-dependent signaling pathways was analyzed in 10 glioma models. We focused on three models of anaplastic oligodendrogliomas (TCG2, TCG3 and TCG4) harboring high levels of phospho-EGFR, phospho-AKT and phospho-MEK1. They were treated with gefitinib (GEF 75 mg/kg/day x 5 days/week, for 2 weeks) and/or fractionated radiotherapy (RT: 5x2Gy/week for 2 weeks). Our results showed that GEF and/or RT induced significant tumor growth delays. However, only the TCG3 xenografts were highly responsive to the combination GEF+RT, with ∼50% of tumor cure. Phosphoproteins analysis five days after treatment onset demonstrated in TCG3 xenografts, but not in TCG2 model, that the EGFR-dependent pathways were inhibited after GEF treatment. Moreover, TCG3-bearing mice receiving GEF monotherapy exhibited a transient beneficial therapeutic response, rapidly followed by tumor regrowth, along with a major vascular remodeling. Taken together, our data evoked an “EGFR-addictive” behavior for TCG3 tumors. This study confirms that combination of gefitinib with fractionated irradiation could be a potent therapeutic strategy for anaplastic oligodendrogliomas harboring EGFR abnormalities but this treatment seems mainly beneficial for “EGFR-addictive” tumors. Unfortunately, neither the usual molecular markers (<i>EGFR</i> amplification, PTEN loss) nor the basal overexpression of phosphoproteins were useful to distinguish this responsive tumor. Evaluating the impact of TKIs on the EGFR-dependent pathways during the treatment might be more relevant, and requires further validation.</p></div