Rôle de la caspase-1 dans les phénomènes de mort cellulaire dans le cancer colorectal

Colon cancer is a major public health matter because it has reached the second rank of cancer mortality in 2013 in France. Surgery, radiotherapy and standard chemotherapies helped by targeted therapies are not often efficient enough, underlying the need of using new therapies.Against this background, we have studied the possibilities to use new therapies (Liver X Receptor (LXR) ligands) or to improve classical treatment conditions (hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (HIPC)) and the implication of caspase-1.We have first demonstrated that the nuclear receptor (LXR) agonists can induce pyroptotic cell death of colon cancer cell lines by inflammasome activation and subsequent caspase-1 cleavage. Moreover LXR agonists can act as a targeted therapy because we show that nuclear localization of LXRβ in normal colon cells turns into a cytoplasmic expression in colon tumor cells leading LXRβ ready to induce pyroptosis by its agonists.We also demonstrated that caspase-1 could have an implication in an in vitro model of HIPC when it associates oxaliplatin and hypotony. This surgery procedure used for patients suffering from peritoneal carcinomatosis involves a 42°C chemotherapy bath inside the abdominal cavity during 30 to 60 minutes. Although HIPC has increased global survival of patients with poor prognosis, the results of our study indicates that HIPC combining oxaliplatin and hypotony could significantly improve the procedure efficacy.Le cancer du côlon reste un problème majeur de santé publique puisqu’il constitue en France en 2013 le deuxième cancer en termes de mortalité. La chirurgie, la radiothérapie et les traitements par chimiothérapies classiques secondés par les thérapeutiques ciblées ne constituent pas toujours un arsenal efficace mettant ainsi en évidence la nécessité de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques.Dans ce contexte, nous avons étudié la possibilité soit d’utiliser de nouvelles thérapeutiques (ligands du récepteur Liver X Receptor (LXR)), soit d’améliorer les conditions de traitements classiques (chimiothérapie intrapéritonéale hyperthermique (CHIP)) ainsi que le rôle de la caspase-1 dans ces événements.Nous avons d’abord démontré que les agonistes de LXR, un récepteur nucléaire aux oxystérols, pouvaient activer une mort de type pyroptotique dans les cellules cancéreuses coliques en permettant la construction de l’inflammasome et le clivage de la caspase-1. De plus, nous soulignons le potentiel thérapeutique des agonistes de LXR, puisque nous mettons en évidence une perte de localisation nucléaire du récepteur LXRβ dans les cellules tumorales coliques par rapport aux cellules épithéliales saines qui ne sont pas sensibles à la cytotoxicité des ligands de LXR.Nous démontrons également que la caspase-1 pourrait aussi avoir un rôle dans un modèle in vitro de CHIP lorsque celle-ci associe l’oxaliplatine à l’hypotonie. Cette technique chirurgicale utilisée pour des patients atteints de carcinose péritonéale consiste en l’infusion de chimiothérapie dans la cavité abdominale à 42°C pendant un temps variant généralement de 30 à 60 minutes. Même si cette procédure a permis l’augmentation de la survie chez des patients au pronostic vital sombre, les résultats de notre modélisation in vitro montrent que l’efficacité de la CHIP pourrait être améliorée

Transcriptional and non-transcriptional roles of LXRs in cancer cells

Liver X Receptors (LXRs) have been proposed to have some anticancer properties. LXRs affect cancer cell proliferation and cell death through mechanisms that seems mostly to rely on its transcriptional activities. We recently identified a new non-genomic role of LXR? in colon cancer cells. Under LXR agonist treatment, LXR? induces an atypical cell death called pyroptosis in vitro and in vivo. Together with other reports, we raise the importance of targeting LXRs in cancer treatment

Caspase-1 involvement in colorectal cancer cell death phenomenons

Le cancer du côlon reste un problème majeur de santé publique puisqu’il constitue en France en 2013 le deuxième cancer en termes de mortalité. La chirurgie, la radiothérapie et les traitements par chimiothérapies classiques secondés par les thérapeutiques ciblées ne constituent pas toujours un arsenal efficace mettant ainsi en évidence la nécessité de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques.Dans ce contexte, nous avons étudié la possibilité soit d’utiliser de nouvelles thérapeutiques (ligands du récepteur Liver X Receptor (LXR)), soit d’améliorer les conditions de traitements classiques (chimiothérapie intrapéritonéale hyperthermique (CHIP)) ainsi que le rôle de la caspase-1 dans ces événements.Nous avons d’abord démontré que les agonistes de LXR, un récepteur nucléaire aux oxystérols, pouvaient activer une mort de type pyroptotique dans les cellules cancéreuses coliques en permettant la construction de l’inflammasome et le clivage de la caspase-1. De plus, nous soulignons le potentiel thérapeutique des agonistes de LXR, puisque nous mettons en évidence une perte de localisation nucléaire du récepteur LXRβ dans les cellules tumorales coliques par rapport aux cellules épithéliales saines qui ne sont pas sensibles à la cytotoxicité des ligands de LXR.Nous démontrons également que la caspase-1 pourrait aussi avoir un rôle dans un modèle in vitro de CHIP lorsque celle-ci associe l’oxaliplatine à l’hypotonie. Cette technique chirurgicale utilisée pour des patients atteints de carcinose péritonéale consiste en l’infusion de chimiothérapie dans la cavité abdominale à 42°C pendant un temps variant généralement de 30 à 60 minutes. Même si cette procédure a permis l’augmentation de la survie chez des patients au pronostic vital sombre, les résultats de notre modélisation in vitro montrent que l’efficacité de la CHIP pourrait être améliorée.Colon cancer is a major public health matter because it has reached the second rank of cancer mortality in 2013 in France. Surgery, radiotherapy and standard chemotherapies helped by targeted therapies are not often efficient enough, underlying the need of using new therapies.Against this background, we have studied the possibilities to use new therapies (Liver X Receptor (LXR) ligands) or to improve classical treatment conditions (hyperthermic intraperitoneal chemotherapy (HIPC)) and the implication of caspase-1.We have first demonstrated that the nuclear receptor (LXR) agonists can induce pyroptotic cell death of colon cancer cell lines by inflammasome activation and subsequent caspase-1 cleavage. Moreover LXR agonists can act as a targeted therapy because we show that nuclear localization of LXRβ in normal colon cells turns into a cytoplasmic expression in colon tumor cells leading LXRβ ready to induce pyroptosis by its agonists.We also demonstrated that caspase-1 could have an implication in an in vitro model of HIPC when it associates oxaliplatin and hypotony. This surgery procedure used for patients suffering from peritoneal carcinomatosis involves a 42°C chemotherapy bath inside the abdominal cavity during 30 to 60 minutes. Although HIPC has increased global survival of patients with poor prognosis, the results of our study indicates that HIPC combining oxaliplatin and hypotony could significantly improve the procedure efficacy

Transcriptional and non-transcriptional roles of LXRs in cancer cells

Liver X Receptors (LXRs) have been proposed to have some anticancer properties. LXRs affect cancer cell proliferation and cell death through mechanisms that seems mostly to rely on its transcriptional activities. We recently identified a new non-genomic role of LXRβ in colon cancer cells. Under LXR agonist treatment, LXRβ induces an atypical cell death called pyroptosis in vitro and in vivo. Together with other reports, we raise the importance of targeting LXRs in cancer treatment

Étude des lymphocytes Th9 humains dans les cancers du sein

International audienceObjetLes cellules du système immunitaire présentes dans le microenvironnement tumoral contribuent au contrôle de la progression tumorale [1]. Les lymphocytes T CD4 de type Th9, cellules sécrétrices d’interleukine 9 (IL-9) mais aussi d’IL-10 et d’IL-21 et exprimant le facteur de transcription PU.1, ont été initialement décrits pour participer au développement de maladies auto-immunes. Il a été récemment montré que les cellules Th9 murines présentaient également des propriétés anticancéreuses [3, 2]. Nous avons donc émis l’hypothèse que les observations faites chez la souris pourraient être transposables à l’homme et que les cellules Th9 pourraient avoir un impact sur le pronostic du cancer du sein.MéthodesIsolement de lymphocytes T CD4 à partir de prélèvements sanguins, différenciation en lymphocytes Th9 suivi d’une caractérisation fonctionnelle. Immunohistochimie sur des tumeurs du sein ciblant IL-9, IL-21, IRF1 et PU.1.RésultatsIl a été montré que les cellules Th9 murines présentaient des propriétés antitumorales et qu’en présence d’IL-1β, ces cellules voyaient leur capacité anticancéreuse augmentée via l’expression d’IRF1. Chez l’homme, la différenciation en présence d’IL-4 et de TGF-β de cellules T CD4 naïves induit un phénotype Th9. Cependant, l’IFN-α et non l’IL-1β induit une augmentation du programme Th9 c’est-à-dire une augmentation de la sécrétion d’IL-9 et d’IL-21 et de l’expression d’IRF1. Nous avons également mis en évidence des cellules double marquées CD4/PU.1 sur des lames de cancer du sein.ConclusionsLes résultats préliminaires de cette étude indiquent que nous réussissons à différencier des lymphocytes Th9 humains et que l’IFN-α induit une augmentation de leur programme transcriptionnel. Une étude sur une base de données incluant 300 patientes avec un cancer du sein localisé sera réalisée afin d’étudier le rôle pronostique des cellules Th9 dans ce cancer

Évaluation intra-tumorale par immunofluorescence multi-paramétrique des potentiels biomarqueurs d’efficacité des nouvelles immunothérapies

International audienc

Nitric Oxide-Releasing Drug Glyceryl Trinitrate Targets JAK2/STAT3 Signaling, Migration and Invasion of Triple-Negative Breast Cancer Cells

Triple-negative breast cancer (TNBC) is a highly aggressive disease with invasive and metastasizing properties associated with a poor prognosis. The STAT3 signaling pathway has shown a pivotal role in cancer cell migration, invasion, metastasis and drug resistance of TNBC cells. IL-6 is a main upstream activator of the JAK2/STAT3 pathway. In the present study we examined the impact of the NO-donor glyceryl trinitrate (GTN) on the activation of the JAK2/STAT3 signaling pathway and subsequent migration, invasion and metastasis ability of TNBC cells through in vitro and in vivo experiments. We used a subtoxic dose of carboplatin and/or recombinant IL-6 to activate the JAK2/STAT3 signaling pathway and its functional outcomes. We found an inhibitory effect of GTN on the activation of the JAK2/STAT3 signaling, migration and invasion of TNBC cells. We discovered that GTN inhibits the activation of JAK2, the upstream activator of STAT3, and mediates the S-nitrosylation of JAK2. Finally, the effect of GTN (Nitronal) on lung metastasis was investigated to assess its antitumor activity in vivo

Deep learning for colon cancer histopathological images analysis

Nowadays, digital pathology plays a major role in the diagnosis and prognosis of tumours. Unfortunately, existing methods remain limited when faced with the high resolution and size of Whole Slide Images (WSIs) coupled with the lack of richly annotated datasets. Regarding the ability of the Deep Learning (DL) methods to cope with the large scale applications, such models seem like an appealing solution for tissue classification and segmentation in histopathological images. This paper focuses on the use of DL architectures to classify and highlight colon cancer regions in a sparsely annotated histopathological data context. First, we review and compare state-of-the-art Convolutional Neural networks (CNN) including the AlexNet, vgg, ResNet, DenseNet and Inception models. To cope with the shortage of rich WSI datasets, we have resorted to the use of transfer learning techniques. This strategy comes with the hallmark of relying on a large size computer vision dataset (ImageNet) to train the network and generate a rich collection of learnt features. The testing and evaluation of such models on our AiCOLO colon cancer dataset ensure accurate patch-level classification results reaching up to 96.98% accuracy rate with ResNet. The CNN models have also been tested and evaluated with the CRC-5000, nct-crc-he-100k and merged datasets. ResNet respectively achieves 96.77%, 99.76% and 99.98% for the three publicly available datasets. Then, we present a pixel-wise segmentation strategy for colon cancer WSIs through the use of both UNet and SegNet models. We introduce a multi-step training strategy as a remedy for the sparse annotation of histopathological images. UNet and SegNet are used and tested in different training scenarios including data augmentation and transfer learning and ensure up to 76.18% and 81.22% accuracy rates. Besides, we test our training strategy and models on the CRC-5000, nct-crc-he-100k and Warwick datasets. Respective accuracy rates of 98.66%, 99.12% and 78.39% were achieved by SegNet. Finally, we analyze the existing models to discover the most suitable network and the most effective training strategy for our colon tumour segmentation case study