102 - Cancer

La symétrie se retrouve partout dans la nature, dans l’art, dans l’architecture. On associe la symétrie et la régularité des formes à un signe de beauté. Au point de vue chimique, on constate que les dimères de produits naturels ou de médicaments possèdent généralement une activité biologique supérieure aux monomères correspondants. Dans cette optique, la conception de dimères de testostérone (1) pourrait mener à des composés ayant des propriétés biologiques uniques et puissantes. La synthèse débute par la transformation efficiente de la testostérone en 7α-butadiènyl-17β-hydroxy-4-androstèn-3-one (2) en 6 étapes chimiques avec 27% de rendement global. Ce composé dimérise facilement à l'aide du catalyseur de Grubbs de 2e génération avec 58% de rendement. L’activité biologique du dimère obtenu, le trans,trans,trans-1,6-bis-(17β-hydroxy-4-androstèn-3-one-7α-yl)hexatriène (3), est évalué sur diverses cellules cancéreuses et sera discuté dans cette communication.

Problématique Lors de la récidive du cancer de la prostate (CaP), des méthodes plus efficaces sont nécessaires pour identifier les métastases et les traiter.

Le ⁶⁴Cu-DOTHA₂-PSMA est composé d’un ligand de l’antigène membranaire prostatique spécifique (PSMA) surexprimé dans le CaP et un chélateur DOTHA₂ du cuivre-64 (⁶⁴Cu) développé par notre groupe offrant une forte stabilité de complexation. Nous proposons d’utiliser ce produit pour cibler le PSMA et ainsi 1) détecter tôt les lésions de CaP en tomographie d’émission de positons (TEP), une modalité d’imagerie non invasive et très sensible et 2) traiter ces lésions par endoradiothérapie par particules β^- et électrons Auger.

Méthodologie La biodistribution du produit est évaluée d'1h à 48h post-injection (p.i.) (n=27 souris balb/c) et permet de calculer la dosimétrie (OLINDA/EXM). L’imagerie TEP bloquée et non bloquée se fait de 0 à 1h et à 4h et 24h p.i. (n=8 souris NRG avec CaP). La survie de ce modèle animal sera comparée entre traitement par ⁶⁴Cu-DOTHA₂-PSMA, ^natCu-DOTHA₂-PSMA ou ¹⁷⁷Lu-DOTA-PSMA (n=30 NRG avec CaP).

Résultats L’imagerie TEP confirme une haute captation tumorale du ⁶⁴Cu-DOTHA₂-PSMA et la spécificité. La survie est plus longue avec le ⁶⁴Cu-DOTHA₂-PSMA que le ^natCu-DOTHA₂-PSMA et non significativement plus longue qu’avec le ¹⁷⁷Lu-DOTA-PSMA. Ce projet conclura quant à l’intérêt de réaliser des études cliniques pour ce nouvel outil prolongeant potentiellement la survie des patients souffrant d’une récidive du CaP.

Problématique: L’épithélium stratifié de l’œsophage comprend des cellules basales Krt15+ qui sont auto-renouvelantes, multipotentes et régénératrices, toutes des caractéristiques de cellules souches. Cependant, les mécanismes contrôlant ces fonctions demeurent inconnus. De façon intéressante, l’analyse GSEA d’un séquençage d’ARN a révélé que le groupe de gènes associés à la réparation de l’ADN est enrichi dans les cellules Krt15+ vs Krt15- et que Msh2, un gène associé à la réparation des l’ADN, est le plus augmenté dans les cellules Krt15+. Objectif: Déterminer l’effet de la perte de Msh2 sur les fonctions auto-renouvelantes des cellules souches de l’œsophage. Résultats: Des cellules épithéliales d’œsophage ont été isolées de souris sauvages et mises en culture d’organoïdes, une culture 3D permettant le maintien des cellules souches et reproduisant la morphologie du tissu. Pour déterminer son rôle dans cet épithélium, Msh2 a été invalidé par CRISPR/Cas9 dans ces organoïdes, ce qui a été confirmé par WB et IF. La perte de Msh2 réduit la capacité à former des organoïdes en condition basale ainsi que suite à l’induction de dommages par irradiation suggérant une diminution de l’auto-renouvellement. De plus, ceci est accompagné de changements dans le niveau de phospho-H2Ax, un marqueur de dommages à l’ADN. Conclusion: Nos résultats suggèrent que Msh2 contribue au maintien des fonctions auto-renouvelantes des cellules basales et possiblement des cellules souches de l’œsophage.

Au Canada, le taux de survie des patients atteints du cancer de l’oesophage est de seulement 14% à 5 ans. Le carcinome épidermoïde de l’œsophage (ESCC) est le plus répandue à travers le monde. Le taux de mortalité élevée est causé par l’apparition de résistance aux traitements chez les patients. Ces résistances sont principalement attribuées à la présence de cellules souches cancéreuses (CSCs). Les CSCs sont une sous-population de cellules qui présentent des capacités accrues d’auto-renouvellement et de multipotence, de ce fait elles contribuent aux phénomènes de résistance aux traitements et à l’hétérogénéité tumorale. Ainsi, cibler les CSCs est une stratégie prometteuse pour améliorer la survie des patients.

Dans cette étude, nous avons induit l’apparition de résistance aux traitements dans une lignée humaine d’ESCC, TE15. La résistance a été induite par exposition à des doses de radiation de 2Gy/semaine (jusqu’à un total de 60Gy) et/ou par exposition à des doses croissantes de 5-FU (1 à 15µM). Des échantillons ont été récoltés tout au long de l’induction ce qui nous permet d’étudier la chronologie du processus d’acquisition.

Nous avons démontré que l’acquisition de la résistance corrèle avec un enrichissement en CSCs. Les analyses de spectrométrie de masse ont révélé des différences d’expression protéiques entre les lignées résistantes et contrôle, ce qui nous mènera ultimement à l’identification de nouvelles cibles pour lutter contre la résistance aux traitements.

Initialement, le récepteur 67LR (67 kDa laminin receptor) est retrouvé sous forme de précurseur cytoplasmique de 37 kDa nommé 37LR. En condition physiologique, la protéine 37LR est associée aux ribosomes et intervient dans le processus de traduction. Bien que le mécanisme par lequel 37LR forme un récepteur membranaire soit mal compris, il est communément admis que le récepteur est formé à la suite d’une homo ou d’une hétérodimérisation des protéines 37LR non associées aux ribosomes avec une autre protéine encore non identifiée. De plus, la surexpression de 67LR est associée avec l’agressivité et le mauvais pronostique de plusieurs cancers. Le projet de recherche vise à confirmer la surexpression membranaire de 67LR dans des cellules cancéreuses colorectales et par la suite à identifier le ou les partenaires de dimérisation. L’immunolocalisation de 37/67LR révèle une surexpression dans les tissus issus de cancers colorectaux. Cependant, à la suite de la séparation entre les membranes plasmiques et les ribosomes par centrifugation différentielle, l’analyse des fractions obtenues par immunobuvardage et spectrométrie de masse indique que le récepteur 67LR est retrouvé dans la fraction soluble tandis que 37LR est retrouvé dans la fraction membranaire. De plus, 37LR est sensible au détergent et n’est pas identifié dans la fraction correspondant à 67LR, suggérant que 37LR est associé aux membranes et agit comme récepteur dans les cellules cancéreuses colorectales.

Le glioblastome multiforme est la tumeur cérébrale primaire la plus prévalente et la plus agressive avec une survie médiane de 14 à 16 mois. Le traitement n’offre malheureusement qu’une très faible survie sans progression de 6,4 mois. La récidive tumorale s’explique principalement par la nature infiltrative des cellules néoplasiques qui rend impossible la résection chirurgicale complète. Afin de contourner ce problème, notre équipe a conçu un dispositif pouvant mettre à profit cette forte capacité de migration des cellules tumorales. Le principe consiste en un hydrogel (GlioGel) inséré directement dans la cavité chirurgicale après la résection tumorale. Il peut contenir des molécules chimioattractantes permettant l’attraction des cellules disséminées ainsi que des agents de chimiothérapie et de radiothérapie qui ont pour rôle d’éliminer ces cellules cancéreuses invasives inaccessibles. Ce nouveau traitement local augmenterait la portée des agents thérapeutiques en permettant l’élimination des cellules néoplasiques disséminées en plus de délivrer une plus grande dose efficace au site tumoral tout en minimisant la toxicité induite aux cellules saines. Notre équipe a déjà réalisé plusieurs expériences in vitro et in vivo très prometteuses. Il s’agit d’un projet d’envergure ayant un grand potentiel translationnel dans le traitement des glioblastomes, mais aussi dans toutes autres pathologies où une résection tumorale complète est impossible.

La relation entre l’inflammation et le cancer est étroite et complexe. La réponse inflammatoire sert de mécanisme d’élimination tumorale, mais face à la réponse immunitaire les tumeurs vont évoluer pour supprimer cette réponse et même la détourner. Ceci à fin d’en profiter des signaux de réparation ciblant les tissues non tumoraux. Au cœur des interactions immunitaires et tumorales se trouvent les cytokines, des signaux moléculaires activant, entre autres, des voies apoptotiques dans les tumeurs. Ces molécules sont très diverses et nombreuses, plusieurs ayant des voies et des récepteurs communs. Pendant la réponse antitumorale, plusieurs dizaines de ces cytokines sont sécrétées simultanément, pourtant les interactions entre ces molécules au-delà de deux molécules ensemble restent un sujet peu exploré.  Mon projet de doctorat se base sur l’exploration à haut débit de l’effet antiprolifératif de centaines de combinaisons de cytokines dans des cellules de cancer de sein. Certaines combinaisons ont montré de fortes synergies amenant un puissant effet inhibiteur dans les cellules tumorales. Des expériences de séquençage de l’expression génétiques (mRNA-seq) aident à comprendre comment ces synergies fonctionnent au niveau génétique et donnent aussi un aperçu des caractéristiques inflammatoires qui pourraient être favorisées lors d’un traitement médical afin de promouvoir une élimination plus efficace du corps tumoral.

La mortalité des patientes atteintes d’un cancer du sein dépend de la formation de métastases osseuses. Ces cancers secondaires se développent chez 75% des patientes et sont une source de douleurs débilitantes. Plus de 50% des patientes rapportent ne pas être soulagées par les traitements analgésiques actuels. Le but de ce projet est de développer une nouvelle thérapie ciblant le récepteur aux chimiokines CCR2 pour 1) enrayer le développement de métastases osseuses et 2) traiter les douleurs associées. L’étude repose sur un modèle de métastase osseuse du cancer du sein chez le rat. Le rôle de notre récepteur cible a été étudié en utilisant deux approches distinctes, soit l’interférence de l’ARN délivrée par des nanoparticules, et la modulation allostérique, puis analysé par des essais de prolifération, de la cytométrie en flux, des tests comportementaux de douleur, de l’imagerie médicale et des analyses histologiques. En perturbant la communication neuroimmunitaire au niveau des ganglions sensoriels, nos traitements induisent une analgésie ainsi qu’une diminution de la croissance métastatique. Les animaux atteints du cancer présentent une réduction des neurotransmetteurs associés à la douleur ainsi qu’une diminution du recrutement de cellules immunitaires. Cette étude met en lumière l’importance de la communication neuroimmunitaire dans la douleur et la progression tumorale, et souligne le récepteur CCR2 comme cible de choix pour cette pathologie.

L’inflammation aiguë joue un rôle important pour la santé d’un individu. C’est un mécanisme naturel de protection du corps contre une agression externe (infection par des micro-organismes (bactéries, champignons, virus), brûlure, plaie) ou interne (cellules cancéreuses). Toutefois, l’inflammation chronique peut mener à des maladies dites inflammatoires, dont la maladie de Crohn et l’arthrite rhumatoïde. Avec le temps, l’inflammation chronique peut aussi provoquer des lésions à l’ADN et contribuer au développement d’un cancer. C’est le cas entre autres du cancer de la vessie, du sein et de la prostate. Le développement de nouvelles stratégies de traitement du cancer faisant intervenir un anti-inflammatoire attire l’intérêt des chercheurs. Nous avons identifié un dérivé de l’acide para-aminobenzoïque (1) pouvant réduire la taille d’une tumeur de la vessie de 90% en seulement 25 jours dans un modèle animal, et ce sans effets secondaires apparents. Dans le but de découvrir des produits encore plus puissants, une série d’hydrazones (2) ont été préparés en quatre étapes chimiques efficientes et testés pour leur pouvoir anti-inflammatoire sur des cellules cancéreuses murines de la vessie (MB49-I) et sur les macrophages murins (RAW-264.7). Cette communication portera sur la synthèse et l'activité biologique de ces nouveaux composés.

La réparation de l’ADN est essentielle au maintien de l’intégrité génétique. Le mécanisme de réparation par excision de nucléotides (NER) permet de supprimer entre-autres les dommages induits par les UV. In-vivo, l’ADN est associé à des protéines, ce qui forme une structure compacte appelée chromatine. En conséquence la NER doit détecter et réparer les dommages dans la chromatine. On soupçonne, mais il n’a jamais été démontré, l’existence de « facteurs » qui aideraient la NER dans ce processus. L’objectif du projet est d’identifier et de caractériser ces « facteurs ». Pour cela nous employons les gènes répétés des ARN ribosomaux (ADNr) de la levure, comme modèle pour étudier simultanément deux populations de chromatine : l’une, relâchée, permet l’accès à l’ADN tandis que l’autre, condensée, le restreint. Pour la méthode utilisée, des levures ont été modifiées afin de permettre l’excision des ADNr hors du chromosome. Après purification, la composition protéique des ADNr excisés est analysée par spectrométrie de masse. La chromatine est isolée dans différentes conditions de salinité. L’analyse préliminaire, sur des cellules non-irradiées, a montré que les protéines caractéristiques des ADNr sont présentes et que la salinité des solutions de purification influence les résultats. Ainsi la méthode est validée, et peut être appliquée à des cellules irradiées aux UV. Cette étude contribuera significativement à une meilleure caractérisation du mécanisme de la NER dans la chromatine.

Introduction: La toxicité financière (TF) réfère aux difficultés financières causées par le cancer. En pédiatrie, la TF durant les traitements est démontrée, mais les données à long terme sont rares. Comprendre l’évolution à long terme du statut socioéconomique (SES) des familles de survivants de leucémie lymphoblastique aigue pédiatrique (LLAp) est nécessaire. 

Méthode: La cohorte PETALE (n = 246) inclue des survivants de LLAp du CHU Sainte-Justine. Ils ont été évalués 15,5 ± 5,2 ans post-diagnostic (âge moyen: 21,6 ± 6,3 ans). Le SES des familles a été attribué de façon écologique en se basant sur la moyenne de revenu du code postal de leur résidence. Les données agrégées sur le revenu familial moyen (RFM), le % de familles monoparentales, avec ≤20 000$ de revenu annuel, ˂ seuil de faible revenu et d’adultes sans diplôme post-secondaires ont été comparées dans le temps.

Résultats: La distribution du RFM est demeurée similaire. La majorité des familles ont amélioré (30,9%) ou gardé (48,6%) leur RFM. Néanmoins, il a diminué pour 20,6% des familles. Les facteurs de risque usuels d’effets secondaires à long terme (genre, radiothérapie, âge au diagnostic) n’ont pas été observés. L’exclusion des participants de ˃20 ans (présumés autonomes) n’avait pas d’effet.

Conclusion: Contrairement à ce qui s’observe ailleurs, la proportion de familles souffrant de TF dans la population étudiée ne change pas à long terme. Ces résultats pourraient s’expliquer par notre système de santé universel.