Etude des altérations épigénétiques dans les cancers des voies aéro-digestives supérieures (VADS) (implication dans le diagnostic, le suivi et le pronostic des patients)

Des recherches dans le domaine de la biologie des cancers des VADS ont été menées pour mieux comprendre leur cancérogenèse et rechercher des biomarqueurs pouvant avoir une valeur pronostique ou un intérêt dans le dépistage. En matière de cancérogenèse des cancers des VADS, 2 grands types de modifications ont été identifiés à l'échelon cellulaire : les altérations génétiques et épigénétiques. Notre travail s'est focalisé sur la méthylation de gènes suppresseurs de tumeurs au niveau tumoral et salivaire. Seize gènes ont été étudiés dans le cadre d'une étude prospective. Nous avons pu définir un profil de méthylation à partir de 6 gènes avec une bonne corrélation entre les résultats obtenus au niveau tumoral et salivaire ; nos résultats nous ont permis de confirmer l'intérêt de l'étude de la salive des patients après traitement : la persistance ou la réapparition de méthylations précédant la rechute tumorale. Au niveau tumoral, la présence de méthylations n'a pas de valeur pronostique.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Oct-4, Rex-1, and Gata-4 expression in human MSC increase the differentiation efficiency but not hTERT expression.

International audienceMicro-environment seems to exert an important influence on human mesenchymal stem cell (MSC) differentiation and proliferative capacity in bone marrow as well as in culture ex vivo. Oct-4, Rex-1, and TERT genes are well-known for the maintenance of pluripotentiality differentiation and the proliferative capacity of embryonic stem cells. Some previous data report expression of these embryonic factors in selected clones from bone marrow adult stem cells. Our goal was to study expression of Oct-4, Rex-1, and TERT in primary cultured human MSC according to the serum concentration. In addition, we have studied the expression of Gata-4 since this factor plays a key role in organogenesis. We hypothesized that low serum concentration with appropriate growth factors may induce an undifferentiated status with a re-expression of embryonic factors and extend differentiation capacity. Thus, using a defined culture medium, we report on the increased expression of Oct-4, Rex-1, and Gata-4 in human MSC. We have correlated this expression to an increase in differentiation efficiency towards osteogenic and adipogenic phenotypes. Our data suggest that the culture medium used permits the emergence of adult stem cells with a high differentiation capacity and expression of embryonic factors. These cells may have important implications for cell therapy

Conception, synthèse et caractérisation de nouveaux systèmes de guidage et de vectorisation pour la cancérologie

Sur-exprimée par les cellules endothéliales des néo-vaisseaux tumoraux, l intégrine alphaV béta3 (aVb3) constitue une cible judicieuse pour atteindre les foyers tumoraux et empêcher la vascularisation des tumeurs. À ces fins, nos travaux ont été consacrés à la conception, la synthèse et la caractérisation biologique de nouveaux vecteurs synthétiques ciblant l intégrine aVb3. Le squelette du vecteur est un cyclodécapeptide RAFT, présentant deux faces d adressage indépendantes, permettant la séparation dans l espace du domaine des ligands, assurant le ciblage du vecteur, de celui supportant les molécules à vectoriser. La fonction de ciblage est assurée par la présentation de quatre motifs cyclopentapeptidiques c[-RGDfK-], ligands de l intégrine aVb3, greffés sur la face supérieure du RAFT. L architecture multivalente a été synthétisée de manière convergente par formation de liens éthers d oxime, stables in vitro et in vivo, grâce à des réactions chimiosélectives hautement efficaces. La conjugaison du vecteur RAFT(c[-RGDfK-])4 à diverses molécules de détection a permis d étudier ses propriétés biologiques in vitro et in vivo. Son interaction avec les cellules HEK293(b3) induit le clustering des intégrines aVb3 et conduit à un phénomène d endocytose récepteur-dépendante. Chez un modèle animal murin, le vecteur (Cy5)RAFT(c[-RGDfK-])4, administré par voie systémique, détecte des tumeurs localisées ou métastatiques. Pour accroître son efficacité anti-tumorale, nous avons conjugué notre vecteur à différentes drogues cytotoxiques. Le peptide (KLAKLAK)2, la doxorubicine et la chaîne A de la ricine ont été couplés par des liens disulfures favorisant leur libération intracellulaire.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Identification et caractérisation d'un nouveau mécanisme de résistance au gefitinib dans le cancer du poumon non-à petites cellules (rôle de l'amphiréguline)

Le cancer bronchique non-à petites cellules (CBNPC) représente 80% des cancers du poumon et possède un pronostic extrêmement médiocre, avec une survie à 5 ans inférieure à 15%. Le gefitinib, une molécule appartenant à la famille des inhibiteurs de la tyrosine kinase de l'EGFR (EGFR-TKI) a montré de puissants effets anti-prolifératifs dans les CBNPC, mais la grande variabilité des réponses a incité la recherche de marqueurs capables de prédire une résistance ou une sensibilité à ce traitement. Les patients porteurs de CBNPC résistants au gefitinib ont des taux d'amphiréguline (AREG) sérique élevés, suggérant l implication de l AREG dans la résistance au gefitinib. Nous avons d'abord cherché à démontrer le rôle de l'AREG dans la résistance au gefitinib des cellules de CBNPC avant d'en décrire le mécanisme moléculaire. Notre travail montre que l'AREG permet de résister à l'apoptose induite par le gefitinib in vitro et in vivo en inactivant la protéine proapoptotique Bax. L'AREG induit une diminution du niveau d'expression de Bax et augmente son interaction avec la protéine Ku70, par un mécanisme dépendant de l'acétylation de Ku70. Nous décrivons ainsi un mécanisme original de résistance au gefitinib, dépendant de l'acétylation et contrôlé par un facteur de croissance, l'AREG. Dans un contexte où le cancer pulmonaire est un problème majeur de santé publique et où la résistance aux traitements reste une des principales préoccupations des professionnels de santé, nos travaux suggèrent des applications potentielles pour la prise en charge clinique des patients porteurs de CBNPC. Ces applications concernent à la fois les domaines diagnostique et thérapeutique. En effet, nous démontrons le rôle central de l'AREG dans la résistance au gefitinib et proposons son utilisation comme biomarqueur prédictif d une résistance à ce traitement. De plus, nous proposons d'associer les EGFR-TKI à une thérapie anti-AREG ou aux inhibiteurs d'histone-déacétylases, notamment chez les patients porteurs de CBNPC résistants au gefitinib.Non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for 80% of lung cancers and is associated with a very poor prognosis, with a 5-year survival rate remaining below 15%. Gefitinib is a molecule that belongs to Epidermal Growth Factor Receptor-Tyrosine Kinase inhibitors (EGFR-TKI) family and has shown potent antiproliferative effects in NSCLC. A high variability in clinical responses to this treatment lead to investigate new predictive markers to discriminate gefitinib-responders from non-responders. Patients that are resistant to gefitinib have high seric amphiregulin (AREG) levels, suggesting a role of this growth factor in gefitinib resistance. We investigated whether AREG was involved in gefitinib resistance and we characterized the molecular pathway initiated by AREG. This work shows that AREG allows resistance to gefitinib-induced apoptosis in vitro and in vivo, through the inactivation of Bax proapoptotic protein. AREG induces the decrease of Bax expression level as well as an increased interaction between Bax and Ku70, through an acetylation-dependant mechanism. Therefore we describe an original pathway of gefitinib resistance, dependant of acetylation, and controlled by the growth factor AREG. Lung cancer is a major health problem and NSCLC resistance to treatments represents a worrying phenomenon for clinicians. This work suggests both diagnostic and therapeutic solutions to improve NSCLC care. Effectively, we demonstrated the major role of AREG in NSCLC resistance to gefitinib, and validated its use as a predictive biomarker of non responsiveness to this treatment. Moreover, we suggest the association of EGFR-TKI with histone deacetylase inhibitors, especially for NSCLC patients that are resistant to EGFR-TKI.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

[Diagnosis of lung cancer. DNA microarrays in thoracic oncology]

National audienceDNA microarrays allow simultaneous measurement of the expression of several thousand genes in a biological specimen. This technique represents a major advance in the analysis of tumour biopsies. It may be used to refine the anatomical- pathological diagnosis at a molecular level and thus lead to better diagnostic and prognostic classification and improved therapeutic decisions

[Diagnosis of lung cancer. DNA microarrays in thoracic oncology]

National audienceDNA microarrays allow simultaneous measurement of the expression of several thousand genes in a biological specimen. This technique represents a major advance in the analysis of tumour biopsies. It may be used to refine the anatomical- pathological diagnosis at a molecular level and thus lead to better diagnostic and prognostic classification and improved therapeutic decisions

[Aberrant methylation of tumor suppressor genes in head and neck squamous cell carcinoma: is it clinically relevant?]

International audienceDuring malignant transformation, the malignant cell accumulates epigenetic abnormalities that do not alter the DNA sequence but are transmissible during divisions and modify genes expression. The methylation of CpG islands in the tumor suppressor genes (TS genes) promoters inhibits their transcription ; it is a mecanism of gene inactivation as frequent as allelic deletions. The methylation profile (or panel of methylated genes in a tumor), similarly to allelic deletions, varies with the tumor histology. Within head and neck squamous cell carcinoma (oral cavity, larynx and oropharynx), 19 genes have been analysed, among them 5 are frequently methylated, i.e. : p16, ECAD, DAPK, MGMT et TIMP3. The method of methylation analysis, based on a bisulfite treatment followed by a PCR amplification, is sensitive and specific enough to allow the detection of abnormalities in biological fluid that drain the tumor or in circulating tumoral DNA. In the head and neck squamous cell carcinoma, correlation between the methylation profile in tumor and paired saliva is excellent ; thus methylation analysis in saliva is a very promising approach for early cancer detection in high risk patients or for the post treatment follow up and rapid diagnosis of relapse. The methylation signature might also reflect the tumor prognosis and complete the histology to define the diagnosis. Finally, DNA methylation is reversible with demethylating agents, a new avenue for cancer therapy in association with conventional chemotherapy

Inhibition of Apoptosis by Amphiregulin via an Insulin-like Growth Factor-1 Receptor-dependent Pathway in Non-small Cell Lung Cancer Cell Lines

International audienceSeveral abnormalities in the insulin-like growth factor -1 (IGF1) and erbB receptors pathways stimulate the growth and survival of lung cancer cells, but their mechanisms of action and cooperation are poorly understood. In this report, we have identified a new mechanism of apoptosis inhibition by amphiregulin through an IGF1-dependent survival pathway in non-small cell lung cancer (NSCLC) cells: amphiregulin activates the IGF1 receptor that in turn induces the secretion of am-phiregulin and IGF1. In the absence of serum, the NSCLC cell line H358 resists apoptosis and secretes factors protecting the NSCLC cell line H322 from serum deprivation apoptosis. IGF1 receptor inhibitor AG1024 as well as epidermal growth factor receptor inhibitors AG556 and ZD1839 restore apoptosis in H322 cells cultured in H358-conditioned medium. Accordingly, the an-ti-apoptotic activity of H358-conditioned medium is completely abolished after incubation with anti-amphi-regulin neutralizing antibody and only partially with anti-IGF1 neutralizing antibody. H358-conditioned medium and amphiregulin induce IGF1 receptor phospho-rylation in H322 cells, which is prevented by anti-amphi-regulin neutralizing antibody but not by AG556 or ZD1839. H358 cells secrete a high level of amphiregulin that, in combination with IGF1, prevents serum deprivation apoptosis. Finally, IGF1 receptor inhibitor blocks amphiregulin and IGF1 release by H358 cells

Caffeine Sensitizes Human H358 Cell Line to p53-mediated Apoptosis by Inducing Mitochondrial Translocation and Conformational Change of BAX Protein

International audienceThe mechanisms involved in p53-mediated cell death remain controversial. In the present study, we investigated this cell death pathway by stably transfecting the p53-null H358 cell line with a tetracycline-dependent wild type p53-expressing vector. Restoration of p53 triggered a G 2 /M cell cycle arrest and enhanced BAX protein expression, without inducing apoptosis or potentiating the cytotoxic effect of etoposide, vincristine, and cis-platinum. Accordingly, overexpression of BAX in H358 cells, through stable transfection of a tetracycline-regulated expression vector, did not induce cell death. Interestingly, the methylxanthine caffeine (4 mM) promoted the translocation of BAX from the cytosol to the mitochondria. In the setting of an overexpression of BAX, caffeine induced a conformational change of the protein and apoptosis. The consequences of caffeine were independent of its cell cycle-related activities. All together, caffeine synergizes with p53 for inducing cell death through a cell cycle-independent mechanism, involving mitochondrial translocation and conforma-tional change of BAX protein

Mesenchymal stem cells induce apoptosis of activated T cells.

International audienceMesenchymal stem cells (MSC) have recently been used successfully in humans to control severe graft-versus-host disease. However, the mechanisms involved in their immunomodulatory effects remain a matter of debate. Here, we show that MSC are unable to activate allogeneic T cells even in the presence of T-cell growth factors. We then found that MSC inhibit T-cell proliferation triggered either by allogeneic, mitogenic or antigen-specific stimuli. Interestingly, MSC inhibit T-cell proliferation by inducing apoptosis of activated T cells, but have no effect on resting T cells. Furthermore, we show that this apoptosis could be related to the conversion of tryptophan into kynurenine by indoleamine 2,3-dioxygenase expressed by MSC in the presence of IFNgamma. Moreover, we show that the inhibitory effect of MSC is neither abrogated nor modified during expansion in culture or after irradiation. Together, these results bring new insight to the mechanisms of immunosuppression induced by MSC and might help to develop their clinical use controlling immune-related adverse effects in humans