Analyse génomique en médecine de précision : Optimisations et outils de visualisation

In oncology, a new paradigm tries to impose itself ; analyzing patient’s tumors, and identifying molecular alterations matching with targeted therapies to guide a personalized therapeutic orientation. Here, We discuss the molecular alterations possibly relevant for a therapeutic orientation, as well as the methods used for their identification : among the alterations of interest, copy number variations are widely used, and we more specifically focus on comparative genomic hybridization (aCGH). We show, using well characterized cell lines, that identification of CNV is not trivial. In particular, the choice for centralizing profiles can be critical, and different strategies for adjusting profiles on a theoretical 2n baseline can lead to erroneous interpretations. Next, we show, using tumor samples, that a major consequence is to include, or miss, targetable alterations within the decision procedure. This work lead us to develop a comprehensive workflow, dedicated to aCGH analysis. This workflow supports the major aCGH platforms, ensure a full traceability of the entire process and provides interactive visualization tools to assist the interpretation. This workflow, called rCGH, has been implemented as a R package, and is available on Bioconductor. The interactive visualization tools are available on line, and are ready to be installed on any institutional server.Un nouveau paradigme tente de s’imposer en oncologie ; identifier les anomalies moléculaires dans la tumeur d’un patient, et proposer une thérapie ciblée, en relation avec ces altérations moléculaires. Nous discutons ici des altérations moléculaires considérées pour une orientation thérapeutique, ainsi que de leurs méthodes d’identification : parmi les altérations recherchées, les anomalies de nombre de copies tiennent une place importante, et nous nous concentrons plus précisément sur leur identification par hybridation génomique comparative (aCGH). Nous montrons, d’abord à partir de lignées cellulaires caractérisées, que l’analyse du nombre de copies par aCGH n’est pas triviale et qu’en particulier le choix de la centralisation peut être déterminant ; différentes stratégies de centralisation peuvent conduire à des profils génomiques différents, certains aboutissant à des interprétations erronées. Nous montrons ensuite, à partir de cohortes de patients, qu’une conséquence majeure est de retenir ou non certaines altérations actionnables dans la prise de décision thérapeutique. Ce travail nous a conduit à développer un workflow complet dédié à l’analyse aCGH, capable de prendre en charge les sources de données les plus courantes. Ce workflow intègre les solutions discutées, assure une entière traçabilité des analyses, et apporte une aide à l’interprétation des profils grâce à des solutions interactives de visualisation. Ce workflow, dénommé rCH, a été implémenté sous forme d’un package R, et déposé sur le site Bioconductor. Les solutions de visualisation interactives sont disponibles en ligne. Le code de l’application est disponible pour une installation sur un serveur institutionnel

Next-Generation Sequencing Reveals High Concordance of Recurrent Somatic Alterations Between Primary Tumor and Metastases From Patients With Non-Small-Cell Lung Cancer

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Prognostic impact of vitamin B6 metabolism in lung cancer

Patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) are routinely treated with cytotoxic agents such as cisplatin. Through a genome-wide siRNA-based screen, we identified vitamin B6 metabolism as a central regulator of cisplatin responses in vitro and in vivo. By aggravating a bioenergetic catastrophe that involves the depletion of intracellular glutathione, vitamin B6 exacerbates cisplatin-mediated DNA damage, thus sensitizing a large panel of cancer cell lines to apoptosis. Moreover, vitamin B6 sensitizes cancer cells to apoptosis induction by distinct types of physical and chemical stress, including multiple chemotherapeutics. This effect requires pyridoxal kinase (PDXK), the enzyme that generates the bioactive form of vitamin B6. In line with a general role of vitamin B6 in stress responses, low PDXK expression levels were found to be associated with poor disease outcome in two independent cohorts of patients with NSCLC. These results indicate that PDXK expression levels constitute a biomarker for risk stratification among patients with NSCLC.publishedVersio

Genomic Analysis within Precision Medicine : Optimizations and visualization tools

Un nouveau paradigme tente de s’imposer en oncologie ; identifier les anomalies moléculaires dans la tumeur d’un patient, et proposer une thérapie ciblée, en relation avec ces altérations moléculaires. Nous discutons ici des altérations moléculaires considérées pour une orientation thérapeutique, ainsi que de leurs méthodes d’identification : parmi les altérations recherchées, les anomalies de nombre de copies tiennent une place importante, et nous nous concentrons plus précisément sur leur identification par hybridation génomique comparative (aCGH). Nous montrons, d’abord à partir de lignées cellulaires caractérisées, que l’analyse du nombre de copies par aCGH n’est pas triviale et qu’en particulier le choix de la centralisation peut être déterminant ; différentes stratégies de centralisation peuvent conduire à des profils génomiques différents, certains aboutissant à des interprétations erronées. Nous montrons ensuite, à partir de cohortes de patients, qu’une conséquence majeure est de retenir ou non certaines altérations actionnables dans la prise de décision thérapeutique. Ce travail nous a conduit à développer un workflow complet dédié à l’analyse aCGH, capable de prendre en charge les sources de données les plus courantes. Ce workflow intègre les solutions discutées, assure une entière traçabilité des analyses, et apporte une aide à l’interprétation des profils grâce à des solutions interactives de visualisation. Ce workflow, dénommé rCH, a été implémenté sous forme d’un package R, et déposé sur le site Bioconductor. Les solutions de visualisation interactives sont disponibles en ligne. Le code de l’application est disponible pour une installation sur un serveur institutionnel.In oncology, a new paradigm tries to impose itself ; analyzing patient’s tumors, and identifying molecular alterations matching with targeted therapies to guide a personalized therapeutic orientation. Here, We discuss the molecular alterations possibly relevant for a therapeutic orientation, as well as the methods used for their identification : among the alterations of interest, copy number variations are widely used, and we more specifically focus on comparative genomic hybridization (aCGH). We show, using well characterized cell lines, that identification of CNV is not trivial. In particular, the choice for centralizing profiles can be critical, and different strategies for adjusting profiles on a theoretical 2n baseline can lead to erroneous interpretations. Next, we show, using tumor samples, that a major consequence is to include, or miss, targetable alterations within the decision procedure. This work lead us to develop a comprehensive workflow, dedicated to aCGH analysis. This workflow supports the major aCGH platforms, ensure a full traceability of the entire process and provides interactive visualization tools to assist the interpretation. This workflow, called rCGH, has been implemented as a R package, and is available on Bioconductor. The interactive visualization tools are available on line, and are ready to be installed on any institutional server

Mutational Profile of Metastatic Breast Cancers: A Retrospective Analysis

International audienceBACKGROUND: Major advances have been achieved in the characterization of early breast cancer (eBC) genomic profiles. Metastatic breast cancer (mBC) is associated with poor outcomes, yet limited information is available on the genomic profile of this disease. This study aims to decipher mutational profiles of mBC using next-generation sequencing.METHODS AND FINDINGS: Whole-exome sequencing was performed on 216 tumor-blood pairs from mBC patients who underwent a biopsy in the context of the SAFIR01, SAFIR02, SHIVA, or Molecular Screening for Cancer Treatment Optimization (MOSCATO) prospective trials. Mutational profiles from 772 primary breast tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) were used as a reference for comparing primary and mBC mutational profiles. Twelve genes (TP53, PIK3CA, GATA3, ESR1, MAP3K1, CDH1, AKT1, MAP2K4, RB1, PTEN, CBFB, and CDKN2A) were identified as significantly mutated in mBC (false discovery rate [FDR] < 0.1). Eight genes (ESR1, FSIP2, FRAS1, OSBPL3, EDC4, PALB2, IGFN1, and AGRN) were more frequently mutated in mBC as compared to eBC (FDR < 0.01). ESR1 was identified both as a driver and as a metastatic gene (n = 22, odds ratio = 29, 95% CI [9-155], p = 1.2e-12) and also presented with focal amplification (n = 9) for a total of 31 mBCs with either ESR1 mutation or amplification, including 27 hormone receptor positive (HR+) and HER2 negative (HER2-) mBCs (19%). HR+/HER2- mBC presented a high prevalence of mutations on genes located on the mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway (TSC1 and TSC2) as compared to HR+/HER2- eBC (respectively 6% and 0.7%, p = 0.0004). Other actionable genes were more frequently mutated in HR+ mBC, including ERBB4 (n = 8), NOTCH3 (n = 7), and ALK (n = 7). Analysis of mutational signatures revealed a significant increase in APOBEC-mediated mutagenesis in HR+/HER2- metastatic tumors as compared to primary TCGA samples (p < 2e-16). The main limitations of this study include the absence of bone metastases and the size of the cohort, which might not have allowed the identification of rare mutations and their effect on survival.CONCLUSIONS: This work reports the results of the analysis of the first large-scale study on mutation profiles of mBC. This study revealed genomic alterations and mutational signatures involved in the resistance to therapies, including actionable mutations

Etude de la qualité sanitaire des fromages artisanaux dans la région d'Antsirabé

L'étude a été menée dans la région d'Antsirabe à Madagascar d'avril à août 2004. Initiée dans le cadre du projet FSP-FORMA en collaboration avec la DSAPS, elle avait pour objet la qualité sanitaire des fromages artisanaux. La réussite d'un fromage dépend en effet du contrôle de la technologie de fabrication, de la maîtrise de la qualité du lait et du respect des conditions de l'hygiène. Ce travail a comporté deux étapes. Dans un premier temps, il s'agissait d'identifier tous les producteurs de fromages artisanaux de la région d'Antsirabe et de caractériser leur production. Dans un second temps les risques microbiologiques liés à la consommation des différents types de fromages ont été évalués. Il ressort de notre travail, que plus de 85% des fromages artisanaux produits dans la région d'Antsirabe ne présente pas de risques bactériologiques majeurs pour le consommateur. Seuls trois échantillons de fromages étaient contaminés par des germes pathogènes comme S. aureus et E. coli. Certaines améliorations au niveau de l'hygiène de travail et du processus de transformation fromagère pourraient être cependant apportées afin d'accroître la sécurité alimentaire: appliquer un traitement thermique du lait (la pasteurisation), favoriser une étape de maturation (acidification), prolonger la période d'affinage des pâtes pressées non cuites à 15 jours. (Résumé d'auteur