To PTEN δρα ως ογκοκατασταλτικό γονίδιο, μέσω της δράσης του προϊόντος πρωτεΐνης της φωσφατάσης. Η φωσφατάση εμπλέκεται στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου εμποδίζοντας τα κύτταρα να αναπτυχθούν και έχοντας σαν αποτέλεσμα την υπερβολικά γρήγορη διαίρεση. Το γονίδιο αυτό έχει ταυτοποιηθεί ως ογκοκατασταλτικό και σε αρκετές περιπτώσεις καρκίνων έχουν εντοπιστεί μεταλλάξεις του. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, θα μελετηθεί η δράση του PTEN στο αδενοκαρκίνωμα του παχέως εντέρου και θα εξεταστεί η δυνατότητα χρήσης των επιπέδων έκφρασής του σαν βιοδείκτη για το συγκεκριμένο είδος καρκίνου. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι με χρήση κλινικών δεδομένων και της έντασης της έκφρασης της πρωτεΐνης του γονιδίου PTEN, να μελετηθεί με στατιστικές μεθόδους η δυνατότητα πρόβλεψης της βαθμοποίησης και της σταδιοποίησης του αδενοκαρκινώματος του παχέος εντέρου. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν πραγματικά κλινικά δεδομένα 60 ασθενών που προήλθαν από το κυτταρολογικό εργαστήριο του Νοσηλευτικού Ιδρύματος Μετοχικού Ταμείου Στρατού 417 (Ν.Ι.Μ.Τ.Σ.). Τα δεδομένα αυτά αναλύθηκαν με εφαρμογή της περιγραφικής στατιστικής, της λογιστικής παλινδρόμησης και της πολυμεταβλητής παλινδρόμησης με χρήση του στατιστικού πακέτου R. Παρόλα αυτά κανένα από τα εξαγόμενα στατιστικά μοντέλα δεν βρέθηκε να μπορεί να συσχετίσει την ποσότητα έκφρασης του PTEN γονιδίου με τη βαθμοποίηση και τη σταδιοποίηση του αδενοκαρκινώματος του παχέος εντέρου. Για αυτό τον λόγο καταλήγουμε ότι με χρήση των συγκεκριμένων βιολογικών δεδομένων δεν μπορούμε να επαληθεύσουμε ότι το PTEN γονίδιο είναι βιοδείκτης του αδενοκαρκινώματος του παχέος εντέρου. Μελλοντικά αυτό πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω είτε με τη χρήση επιπλέον κλινικών δεδομένων καθώς το υπάρχον σύνολο δεδομένων περιέχει λίγα δείγματα ασθενών σε σχέση με τις ελεύθερες μεταβλητές του προβλήματος (small sample size problem), είτε με μεθόδους που αυξάνουν τεχνητά τα δείγματα του συνόλου δεδομένων. / PTEN tumor suppressor gene acts as through the action of the protein product of phosphatase. The phosphatase is involved in regulating the cell cycle by preventing cells to grow and the resulting too rapid division. This gene has been identified as tumor suppressor in several cancers identified mutations. In this paper, we studied the effect of PTEN in adenocarcinoma of the colon and consider the possibility of using the levels of expression as biomarker for this type of cancer. The purpose of this thesis is to use clinical data and the intensity of the protein expression of the gene PTEN and be studied using statistical methods for predict the grade and stage of adenocarcinoma of the colon. For this purpose we used real clinical data of 60 patients who came from the cytology laboratory of the hospital in the Army Pension Fund 417 (N.I.M.T.S.). The data were analyzed using the descriptive statistics, regression and multivariate regression using the statistical package R. However none of the extracted statistical models were found to be correlated to the amount of expression of PTEN gene with grade and stage of adenocarcinoma of the colon. For this reason, we conclude that the use of these biological data can not verify that the PTEN gene is a biomarker of adenocarcinoma of the colon. Future should be investigated further or using additional clinical data as the existing data set contains few patient samples relative to the free variables of the problem (small sample size problem), or by methods that increase artificially the samples in the data set.

Ο ακριβής ρόλος των μεταγραφικών παραγόντων AP-1, NF-κB και PPARγ στην καρκινογένεση του παχέος εντέρου δεν είναι πλήρως εξακριβωμένος. Είναι γνωστό ότι ο υποκινητής του γονιδίου cox-2 περιλαμβάνει περιοχές πρόσδεσης των μεταγραφικών παραγόντων AP-1 και NF-κB. ΣΚΟΠΟΣ Με σκοπό την διερεύνηση του ρόλου των AP-1, NF-κB και PPARγ στην καρκινογένεση του παχέος εντέρου, εξετάστηκε η έκφραση των c-FOS, pc-JUN (φωσφορυλιωμένος-ενεργός c-JUN), pIκB-α (φωσφορυλιωμένος IκB-α – δείκτης ενεργοποίησης του μονοπατιού του ΝF-κB), CBP (κοινός μεταγραφικός συνενεργοποιητής των AP-1, NF-κB και PPARγ), EGFR, p53, PPARγ και COX-2, τόσο στον φυσιολογικό εντερικό βλεννογόνο όσο και σε αδενοκαρκινώματα παχέος εντέρου. ΥΛΙΚΟ-ΜΕΘΟΔΟΣ Εφαρμόστηκε ανοσοϊστοχημική μεθοδολογία σε τομές μονιμοποιημένες σε ουδέτερη φορμόλη και εγκλεισμένες σε παραφίνη από 60 ασθενείς με καρκίνο παχέος εντέρου. Για κάθε ασθενή δημιουργήθηκε ένα “μοριακό προφίλ”, τόσο για τα φυσιολογικά επιθηλιακά κύτταρα όσο και για τα καρκινικά. Οι στατιστικές σχέσεις μεταξύ των μεταγραφικών παραγόντων και των γονιδίων-στόχων μελετήθηκαν με την χρήση του Spearman’s rho συντελεστή συσχετίσεως, και έγινε περαιτέρω ανάλυση και επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων με την βοήθεια μη-παραμετρικής ανάλυσης Kruskall-Wallis. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ο pΙκΒ-α βρέθηκε υπερεκφρασμένος στο 81.7% των αδενοκαρκινωμάτων σε σχέση με το γειτονικό φυσιολογικό επιθήλιο και η έκφρασή του συσχετιζόταν θετικά με την COX-2 (Spearman’s rho = 0.513, P < 0.001). H έκφραση του PPARγ βρέθηκε ελαττωμένη στο 77.3% των αδενοκαρκινωμάτων και παρουσίαζε αρνητική συσχέτιση με την έκφραση της COX-2 (Spearman’s rho = -0.412, P < 0.001) και του pIκB-α (Spearman’s rho = -0.444, P < 0.001). Ο CBP βρέθηκε υπερεκφρασμένος στο 50% των αδενοκαρκινωμάτων σε σχέση με το γειτονικό φυσιολογικό επιθήλιο και η έκφρασή του συσχετιζόταν θετικά με την COX-2 (Spearman’s rho = 0.461, P < 0.001). Οι EGFR και pc-JUN βρέθηκαν υπερεκφρασμένοι στο 41.7% και στο 43.3% των αδενοκαρκινωμάτων, αντίστοιχα, σε σχέση με το γειτονικό φυσιολογικό επιθήλιο και η έκφρασή τους συσχετιζόταν θετικά με την COX-2 (Spearman’s rho = 0.444, P < 0.001 και Spearman’s rho = 0.431, P < 0.001, αντίστοιχα). Επιπλέον, η έκφραση του p53 εμφάνιζε θετική συσχέτιση με την έκφραση της COX-2 (Spearman’s rho = 0.435, P = 0.004). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η ανάλυση των παραπάνω αποτελεσμάτων οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η επαγωγή του μονοπατιού EGFR–MAPK–AP-1 και του μονοπατιού του ΝF-κB, καθώς και η ελάττωση της έκφρασης του PPARγ, είναι σημαντικά γεγονότα κατά την διάρκεια της καρκινογένεσης του παχέος εντέρου. Οι σχέσεις μεταξύ των μεταγραφικών παραγόντων AP-1, NF-κB, PPARγ και της COX-2 οδήγησαν στην δημιουργία ενός μοριακού μοντέλου, το οποίο εξηγεί την υπερέκφραση της COX-2 στα αδενοκαρκινώματα του παχέος εντέρου. Η κλινική σημασία αυτού του μοντέλου για την χημειοπροφύλαξη και την θεραπεία του καρκίνου παχέος εντέρου συζητείται διεξοδικά. / The exact role of AP-1, NF-κB and PPARγ in the development of colon cancer remains to be elucidated. Cox-2 promoter contains transcriptional regulatory elements for various transcription factors including AP-1 and NF-κB. OBJECTIVE The present study evaluated the expression of c-FOS, pc-JUN (phosphorylated-active c-JUN), pIκB-α (phosphorylated IκB-α, a signaling intermediate of the NF-κB pathway), CBP (a known AP-1, NF-κB and PPARγ transcriptional coactivator), EGFR, p53, PPARγ and COX-2 in normal colonic epithelial cells and colon adenocarcinoma cells. METHOD Immunohistochemical methodology was performed on formalin-fixed, paraffin-embedded sections from 60 patients with colon adenocarcinomas. A “molecular profile” was created for each patient both for normal colonic epithelial cells and colon adenocarcinoma cells. Relationships between transcription factors and downstream molecular targets were evaluated by Spearman’s rho correlation coefficient and all results were further validated by nonparametric Kruskall-Wallis test. RESULTS pIκB-α was overexpressed in 81.7% of adenocarcinomas as compared to adjacent normal colon and correlated positively with COX-2 (Spearman’s rho = 0.513, P < 0.001). PPARγ was down-regulated in 77.3% of the adenocarcinomas and correlated inversely with COX-2 (Spearman’s rho = -0.412, P = 0.001) and pIκB-α (Spearman’s rho = -0.444, P < 0.001). CBP was induced in 50% of the cases and its expression correlated positively with COX-2 (Spearman’s rho = 0.461, P < 0.001). Induction of EGFR and pc-JUN was detected in 41.7% and 43.3% of the cases, respectively, and their expression correlated positively with COX-2 (Spearman’s rho = 0.444, P < 0.001 and Spearman’s rho = 0.431, P < 0.001, respectively). Moreover, p53 expression correlated positively with COX-2 (Spearman’s rho = 0.435, P = 0.004). CONCLUSIONS The results of this study indicate that activation of the EGFR–MAPK–AP-1 and NF-κB pathways as well as down-regulation of PPARγ expression are important events in colon carcinogenesis. The correlations between AP-1, NF-κB, PPARγ and COX-2 lead to the proposal of a dynamic molecular model that explains COX-2 induction in colon adenocarcinomas. The clinical implications of this model in chemoprevention and treatment of colorectal cancer are thoroughly discussed.

Les thérapies moléculaires ciblées ont changé la prise en charge des patients atteints de cancer, et en particulier dans le cancer colorectal (CCR). Il est important d’identifier des biomarqueurs de sensibilité ou de résistance à ces traitements. En premier, la signalisation en aval de l’EGFR au niveau tumoral pourrait conditionner la réponse au cétuximab dans les cancers colorectaux (CCR). Notre premier travail a évalué le niveau d’expression tumorale de phosphoprotéines de signalisation en aval de l’EGFR (p-MEK, p-ERK1/2, p-AKT, p-GSK3b, p-P70S6K) analysés par Bioplex phosphoprotein array chez 42 patients avec un CCR métastatique, traités par anti-EGFR. L’expression de p-P70S6K est plus faible chez les patients répondeurs (p=0,02). La survie sans progression (SSP) est supérieure en cas d’expression faible de p-P70S6K (p=0,0001) et p-MEK (p=0,0006). p-MEK et p-P70S6K ont une expression plus élevée chez les KRAS mutés et apparaissent comme deux marqueurs pronostiques indépendants de KRAS (HR 0,34, p=0,01 et HR 0,42, p=0,03). Ainsi, le niveau d’expression des phosphoprotéines en aval de l’EGFR pourrait prédire la réponse et la SSP dans les CCR traités par anti-EGFR, indépendamment du statut KRAS. Il est difficile dans certain cas d’avoir accès au tissu tumoral. L’ADN circulant (cADN) dans les stades avancés de cancer peut aider à la caractérisation moléculaire des tumeurs, en tant que biopsie. Notre deuxième travail a étudié la faisabilité, la sensibilité et la spécificité d’une technique de spectrométrie de masse (Sequenom) pour détecter des mutations (238 mutations parmi 19 oncogènes) à partir du tissu tumoral et du cADN de 105 patients ayant un cancer avancé. La concentration médiane de cADN était de 17ng/ml de plasma (0,5-1600), soit 3 fois le niveau chez les volontaires sains. En analyse multivariée, la concentration de cADN, l’albumine et l’état général étaient des facteurs prédictifs indépendants de la survie globale des patients. De plus, il existait une concordance élevée des statuts mutationnels (KRAS, BRAF et PIK3CA) entre le tissu tumoral et le cADN dans plusieurs types tumoraux (CCR, sein, mélanome): un taux de concordance de 70% pour le gène KRAS et de 100% pour le gène BRAF ont été retrouvés dans le CCR. Notre Étude suggère que l’analyse du cADN pourrait être un matériel utilisable pour la recherche de mutations, notamment dans le suivi des patients ayant un cancer du colon traités par thérapies ciblées. Notre travail a donc montré l’intérêt de poursuivre l’étude de facteurs moléculaires qui pourraient prédire la réponse ou la résistance à des thérapies ciblées utilisées dans les cancers du colon, au niveau du tissu tumoral (phosphoprotéines) ou au niveau du sang (cADN). / Especially in CRC, it is important to identify molecular targeted therapies biomarkers. First, additional markers of resistance to KRAS mutations could predict resistance to anti-epidermal growth factor receptor (EGFR) antibodies in advanced colorectal cancer (CRC). In our first study, in a series of 42 patients with advanced CRC treated with cetuximab/panitumumab, for whom KRAS status was previously determined, we retrospectively analyzed the intratumor expression of EGFR downstream signaling phosphoproteins of the RAS/MAPK and PI3K/AKT pathways (pERK1/2, pMEK1, pAKT, pP70S6K and pGSK3beta) using Bio-Plex phosphoprotein array. The expression of all the phosphoproteins was higher in KRAS mutated tumors than in WT tumors. The expression of pP70S6K was lower in responders than in nonresponder patients. In multivariate analysis, PFS was shorter for patients with high pMEK1 or pP70S6K expression, independently of KRAS status, as OS for patients with high pP70S6K expression. Our results suggest the importance of EGFR downstream signaling phosphoproteins expression in addition to KRAS status to define the subgroup of patients who will not benefit from anti-EGFR therapy. We hypothesized that circulating plasma DNA (cpDNA) in advanced cancer patients is largely derived from tumor, and can be utilized for tumor mutation sequencing when repeat biopsy is not feasible. In our second study, we utilized the Sequenom MassArray System and OncoCarta panel for somatic mutation profiling. Matched samples, acquired from the same patient but at different time points were evaluated; these comprised formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) archival tumor tissue (primary and/or metastatic) and cpDNA. The feasibility, sensitivity, and specificity of this high-throughput, multiplex mutation detection approach was tested utilizing specimens acquired from 105 patients with solid tumors referred for participation in Phase I trials of molecularly targeted drugs. The median cpDNA concentration was 17 ng/ml (range: 0.5-1600); this was 3-fold higher than in healthy volunteers. In multivariate analyses, cpDNA concentration, albumin, and performance status remained independent predictors of OS. We also observed high detection concordance for critical "hot-spot" mutations (70% for KRAS, 100% for BRAF) in matched cpDNA and archival tumor tissue. This multiplex sequencing assay can be utilized to detectsomatic mutations from plasma in advanced cancer patients, when safe repeat tumor biopsy is not feasible and genomic analysis of archival tumor is deemed insufficient. Our work did show the importance to search for molecular markers to predict response to targeted therapies, both in tumor tissu (phosphoproteins) and in blood (cpDNA).

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί ένα από τα συχνότερα κακοήθη νεοπλάσματα παγκοσμίως, προκαλώντας σημαντική νοσηρότητα και θνητότητα. Η συστηματική διερεύνηση της παθογένειας συντελεί σημαντικά στην πρόληψη, έγκαιρη διάγνωση, θεραπεία και πρόγνωση της νόσου. Στην εποχή της μοριακής ιατρικής, η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών καρκινογένεσης έχει αναδείξει το ρόλο ενδοκυττάριων σηματοδοτικών μονοπατιών, τα οποία ρυθμίζουν κυτταρικές διαδικασίες, όπως πολλαπλασιασμός, διαφοροποίηση, απόπτωση, αγγειογένεση, διήθηση. Κομβικά συστατικά τέτοιων μοριακών δικτύων αποτελούν οι υποδοχείς αυξητικών παραγόντων, όπως ο Human Εpidermal Receptor-1 (ΗΕR-1/EGFR), ο ρόλος του οποίου έχει τεκμηριωθεί στο αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου, επιτείνοντας το ενδιαφέρον στη διευκρίνηση του ρόλου γειτονικών υποδοχέων, όπως του Human Εpidermal Receptor-3 (HER-3). O HER-3 συνιστά μεμβρανικό υποδοχέα που συμμετέχει σε μοριακά μονοπάτια ενδοκυτταρικής σηματοδότησης. Επομένως, ποσοτικές μεταβολές στην έκφρασή του αλλά και ποιοτικές αλλαγές στη δομή του, συντελούν δυνητικά στην κυτταρική εξαλλαγή. Τα δεδομένα από τη μελέτη του HER-3 στο αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου είναι περιορισμένα και ο ρόλος του στην παθογένεια, πρόγνωση και θεραπεία της νόσου παραμένει ασαφής. Αντίστοιχα με τους μεμβρανικούς υποδοχείς, πυρηνικοί υποδοχείς ενέχονται σε διαδικασίες ρύθμισης γονιδιακής έκφρασης. Οι οιστρογονικοί υποδοχείς (ER) α και β διαμεσολαβούν την επίδραση των οιστρογόνων σε κυτταρικό επίπεδο, μεταποιώντας τα επίπεδα των ορμονών σε μεταβολές γονιδιακής έκφρασης. Οι διαφορές στην επίπτωση του καρκίνου του παχέος εντέρου ανάμεσα στα δύο φύλα καθώς και πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδομένα έχουν αναδείξει τη σημασία της έκφρασης αυτών των υποδοχέων στην καρκινογένεση του παχέος έντερου. Παράλληλα, η εξειδίκευση της οιστρογονικής δράσης σε επίπεδο ιστού και κυττάρου εξασφαλίζεται μέσω της δράσης συγκεκριμένων συμπαραγόντων (ενεργοποιητών/καταστολέων). Αυτές οι πρωτεΐνες είναι ειδικοί μεταγραφικοί παράγοντες, οι οποίοι συνδεόμενοι με τους οιστρογονικούς αλλά και άλλους υποδοχείς «εξατομικεύουν» την ορμονική επίδραση στο γονιδίωμα. Ο proline-, glutamic acid-, and leucine-rich protein 1 (PELP1), γνωστός και ως modulator of non-genomic activity of ER (MNAR), ο amplified in breast cancer-1 (AIB1) και ο transcriptional intermediary factor-2 (TIF2) είναι σημαντικοί συμπαράγοντες οιστρογονικών υποδοχέων, με συνέπεια η μελέτη τους να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της διερεύνησης οιστρογονο-εξαρτώμενων μηχανισμών. Η συνεχής αλληλεπίδραση HER- και ER-εξαρτώμενων μονοπατιών έχει περιγραφεί σε ποικίλλους ιστούς. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του ρόλου της (υπερ)έκφρασης του μεμβρανικού υποδοχέα HER-3, των οιστρογονικών υποδοχέων (ER) και των συμπαραγόντων PELP1/MNAR, AIB-1 και TIF-2 στον καρκίνο του παχέος εντέρου. Υλικά και μέθοδοι Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ιστικά δείγματα, μονιμοποιημένα σε φορμόλη και εκλεισμένα σε παραφίνη από 140 ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου. Η έκφραση των επιπέδων HER-3 mRNA εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ποσοτικής αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (RT-PCR) σε 54 αδενοκαρκινώματα και 29 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Η έκφραση των επιπέδων της φωσφορυλιωμένης (pHER-3) και μη φωσφορυλιωμένης HER-3 πρωτείνης εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 110 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου, 24 αδενώματα και 140 αδενοκαρκινώματα. Η έκφραση των επιπέδων του οιστρογονικού υποδοχέα α και β και του PELP1/ΜΝΑR εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 113 αδενοκαρκινώματα, 30 αδενώματα και 88 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Αντίστοιχα η έκφραση των επιπέδων του ΑΙΒ1 και TIF-2 εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 110 αδενοκαρκινώματα, 30 αδενώματα και 83 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Αποτελέσματα Η πρωτεΐνη HER-3 εκφράζεται στο κυτταρόπλασμα και στον πυρήνα επιθηλιακών κυττάρων παχέος εντέρου σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα και φαίνεται να μεταβάλλεται τοπογραφικά (από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα) κατά τη διαδικασία της καρκινογένεσης. Ωστόσο, η έκφραση της πρωτεΐνης HER-3 σε αδενοκαρκινώματα δε φαίνεται να συσχετίζεται σημαντικά με τις κλινικοπαθολογικές παραμέτρους της νόσου. Η φωσφορυλιωμένη μορφή της πρωτεΐνης HER-3 (pHER-3) εκφράζεται στον πυρήνα και τη μεμβράνη επιθηλιακών και λείων μυικών κυττάρων παχέος εντέρου σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα. Η πυρηνική έκφραση pHER-3 δε διαφέρει σημαντικά ανάμεσα σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα. Ωστόσο, αυξημένα επίπεδα πυρηνικής έκφρασης pHER-3 συσχετίζονται σημαντικά με μεγαλύτερο στάδιο της νόσου, χωρίς να συσχετίζονται με τα επίπεδα έκφρασης της μη φωσφορυλιωμένης μορφής. Τα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου ΗER-3 δε φαίνεται να αυξάνουν σημαντικά κατά την καρκινογένεση. Ωστόσο, αυξημένα επίπεδα HER-3 mRNA στα αδενοκαρκινώματα σχετίζονται με μεγαλύτερη ηλικία των ασθενών, εντόπιση του όγκου στο αριστερό κόλον και το ορθό και με λεμφαδενική διήθηση. Επίσης, συχετίστηκαν με αυξημένη πιθανότητα υποτροπής της νόσου και μειωμένο χρονικό διάστημα ως την υποτροπή. Ο ERα εκφράζεται σπάνια στο παχύ έντερο σε αντίθεση με τον ERβ, ο οποίος εκφράζεται συχνά στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων. Η έκφραση της πρωτεΐνης ERβ καθίσταται πιο έντονη κατά τη διάρκεια της καρκινογένεσης σε άνδρες, και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την πιθανότητα υποτροπής της νόσου. Ο συμπαράγοντας PELP1/MNAR ανιχνεύεται στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων του παχέος εντέρου και η έκφρασή του αυξάνει κατά την καρκινογένεση και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την έκφραση του ERβ. Ωστόσο, η υπερέκφραση του PELP1/MNAR στα ERβ θετικά αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με μεγαλύτερη συνολική επιβίωση των ασθενών. Ο AIB1 και ο TIF2 ανιχνεύονται στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων του παχέος εντέρου. Η έκφραση του ΑΙΒ1 αυξάνει κατά την καρκινογένεση και συσχετίζεται με τοπική ανάπτυξη του όγκου. Ωστόσο, στην πολυπαραγοντική ανάλυση ο ΑΙΒ1 αναδεικνύεται ως ανεξάρτητος ευνοϊκός προγνωστικός παράγοντας ως προς τη συνολική επιβίωση. Η έκφραση του ΤΙF2 αυξάνει κατά την καρκινογένεση και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την έκφραση του AIB1. Ωστόσο, η έκφρασή του στα αδενοκαρκινώματα δε σχετίζεται με κλινικοπαθολογικές παραμέτρους της νόσου. Το πρότυπο έκφρασης των συμπαραγόντων AIB1 και TIF2 δε σχετίζεται σημαντικά με εκείνο του ERβ. Συζήτηση-συμπεράσματα-προοπτικές Η παρούσα μελέτη αναδεικνύει τη σημασία της έκφρασης και φωσφορυλίωσης του ΗΕR3 στην καρκινογένεση του παχέος εντέρου, υποστηρίζοντας τον πιθανό ρόλο τους στην πρόγνωση της νόσου. Τα ευρήματα της μελέτης συμφωνούν με συγκεκριμένα βιβλιογραφικά δεδομένα ως προς τη συχνότητα ανίχνευσης του υποδοχέα στον παχύ έντερο, ενώ είναι η πρώτη η οποία αναδεικνύει τα επίπεδα HER-3 mRNA ως πιθανό προγνωστικό βιοδείκτη. Η διερεύνηση της έκφρασης του οιστρογονικού υποδοχέα β (ERβ1) ανέδειξε αύξηση των επιπέδων του κατά την καρκινογένεση, εύρημα που βρίσκεται σε συμφωνία με μερικά και σε αντιδιαστολή με άλλα βιβλιογραφικά δεδομένα. Η προγνωστική σημασία της έκφρασης των πυρηνικών υποδοχέων εξαρτάται από ποικίλους παράγοντες, όπως τα επίπεδα ειδικών συμπαραγόντων, ομοιοπολικές τροποποιήσεις, την τοπογραφία τους μέσα στο κύτταρο και τα επίπεδα συγκεκριμένων συγκεντρώσεων προσδέτη/ορμόνης. Η αύξηση των επιπέδων των συμπαραγόντων του οιστρογονικού υποδοχέα PELP1/MNAR, ΑΙΒ1 και ΤΙF2 κατά την καρκινογένεση υποδηλώνει πιθανή συμμετοχή τους σε οιστρογονοεξαρτώμενη ογκογόνο σηματοδότηση. Ωστόσο, η απουσία ισχυρής συσχέτισης ανάμεσα στα επίπεδα έκφρασής τους και στα επίπεδα έκφρασης του οιστρογονικού υποδοχέα (ERβ1) υπογραμμίζει την πλειοτροπική τους δράση και τον επιπρόσθετο ρόλο τους σε οιστρογονο-ανεξάρτητη ενδοκυττάρια σηματοδότηση. Περισσότερες μελέτες σε μεγάλο αριθμό ασθενών, κατάλληλα σχεδιασμένες και εκτελεσμένες, με τη χρήση ευαίσθητων και ειδικών πειραματικών τεχνικών καθώς και μεθόδων στατιστικής ανάλυσης απαιτούνται για την επιβεβαίωση των ευρημάτων της παρούσας μελέτης. Στην εποχή της μεταγονιδιωματικής ιατρικής, η αναζήτηση χρήσιμων μοριακών βιοδεικτών δύναται να συντελέσει στη βελτίωση της πρόγνωσης και της ποιότητας ζωής των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου. / Colorectal cancer is a major cause of cancer-related morbidity and mortality in the western world and has a significant impact on the health care systems. The deep understanding of molecular mechanisms that underline cellular transformation and tumor progression leads to the identification of key-molecules that are appropriate targets for sophisticated therapy in cancer. One such targeted approach exploits the presence of specific biomarkers that could be considered essential for tumor development. The role of such a biomarker, Human Εpidermal Receptor-1 (ΗΕR-1/EGFR), has been established in the development of colorectal cancer, suggesting the potential involvement of neighboring receptors, such as Human Εpidermal Receptor-3 (HER-3). HER-3 is a membranic receptor implicated in intracellular cell proliferation signaling. Thus, quantitative modifications in its expression and/or qualitative changes in its structure may contribute to cellular malignant transformation. The significance of HER3 expression, localization and phosphorylation remains elusive and data regarding its role in the pathogenesis, diagnosis, prognosis and management of colorectal cancer is limited. Apart from their mebranic counterparts, nuclear receptors are implicated in the regulation of gene transcription. Estrogen receptors (ER) α and β mediate the estrogen actions in the subcellular microenvironment. Differences in the incidence of colorectal cancer in the two genders have underlined the significance of ER expression in colorectal carcinogenesis. The specificity of estrogen activities in various cell types is mediated by the presence of tissue-specific coregulators (coactivators/corepressors). These proteins are specific transcription factors that bind to nuclear receptors, orchestrating their actions on the genome. Frequently, such coregulators are located in the cytoplasm, regulating the non genomic activity of the estrogens. Proline-, glutamic acid-, and leucine-rich protein 1 (PELP1), also known as modulator of non-genomic activity of ER (MNAR), amplified in breast cancer-1 (AIB1) and transcriptional intermediary factor-2 (TIF2) are considered major ER-coregulators. Thus, the investigation of their expression is inherent to the evaluation of estrogen-mediated mechanisms. The dynamic cross-talk between HER- and ER-driven signaling pathways has been described. The aim of this study is the investigation of the role of HER3, ER and coregulators PELP1/MNAR, AIB-1, TIF-2 (over)expression in the pathogenesis and prognosis of colorectal cancer. Material and Methods Sections from formalin-fixed, paraffin-embedded colorectal tissue blocks, derived from 140 patients with colorectal cancer, were used. HER-3 mRNA levels of expression were assessed by quantitative RT-PCR in 54 colorectal adenocarcinomas and 29 normal mucosa specimens. The expression levels of both phosphorylated and unphosphorylated HER-3 protein were assessed by immunohistochemistry in 110 normal mucosa specimens, 24 adenomas and 140 adenocarcinomas. The expression levels of ER α and β, PELP1/ΜΝΑR were assessed by immunohistochemistry in 88 normal mucosa specimens, 30 adenomas and 113 adenocarcinomas. Additionally, the expression levels of ΑΙΒ1 and TIF-2 protein were assessed by immunohistochemistry in 83 normal mucosa specimens, 30 adenomas and 110 adenocarcinomas. Results HER-3 was detected both in the cytoplasm and nucleus, whereas pHER-3 was observed in the nucleus and membrane of cells. A possible switch in HER-3 topography from the nucleus to the cytoplasm during colorectal tumorigenesis is suggested. The expression of pHER-3 did not differ significantly in normal tissue, adenomas and carcinomas, but was related to disease stage. HER-3 mRNA overexpression was significantly associated with decreased time to disease progression. It was also correlated with higher median age, left colon and rectal tumour sites and lymph node involvement. ERα expression was extremely rare in colorectal tissue of our cohort and its expression did not appear to be associated with colorectal carcinogenesis. ERβ and PELP1/MNAR were detected in the nucleus of epithelial, endothelial, inflammatory, smooth muscle cells and myofibroblasts. When intensity of staining was taken into account, the expression of both proteins was significantly increased in epithelial cells of carcinomas compared to normal mucosa. ERβ expression in epithelial cells was correlated with decreased disease progression-free survival. PELP1/MNAR overexpression in epithelial cells was found to be an independent favorable prognostic factor. AIB1 and TIF2 were detected in the nucleus of epithelial, endothelial, inflammatory, smooth muscle cells and myofibroblasts. The expression of both proteins was significantly increased in epithelial cells of carcinomas compared to normal mucosa. In carcinomas, a significant correlation between the levels of expression of AIB1 and TIF2 was noted, but there was no correlation between the expression patterns of these two proteins and ERβ. Although AIB1 overexpression was associated with local tumor invasion, it was also found to correlate independently with prolonged overall survival. TIF2 overxpression did not appear to correlate with clinicopathological parameters. Conclusion/Discussion This study highlights the significance of ΗΕR3 expression and phosphorylation in colorectal carcinogenesis, supporting also its potential prognostic significance. This study supports literature data regarding HER3 expression in colorectal tissue, while is the first to imply a possible prognostic significance of HER-3 mRNA expression levels and to suggest a topographic switch of HER3 protein during colorectal carcinogenesis. ERβ1 protein levels were found to increase during colorectal carcinogenesis, a finding which corresponds only to a small portion of literature data. The prognostic role of nuclear receptors depends on a number of factors, such as coregulator expression levels, chemical modifications, subcellular localization and ligand/hormone levels. The concomitant increase in the expression levels of coregulators PELP1/MNAR, ΑΙΒ1 and ΤΙF2 during colorectal carcinogenesis might imply their potential participation in estrogen-mediated signaling. However, the characteristic absence of strong correlation between their expression pattern and ERβ1 expression pattern underlines their pluripotent role and their possible contribution to estrogen-independent signaling. Further studies with a large number of patients, appropriately designed and conducted using sensitive experimental and statistical methods, are required for the confirmation of our hypothesis generation results. In the post-genomic era, identification of useful molecular biomarkers might contribute to the improvement of the management and prognosis of patients with colorectal cancer.

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί αναμφισβήτητα ένα παγκόσμιο πρόβλημα, όντας η δεύτερη αιτία θανάτου από καρκίνο. Τα γεγονότα που οδηγούν σε καρκίνο του παχέος εντέρου ακολουθούν στις περισσότερες περιπτώσεις συγκεκριμένη αλληλουχία. Έτσι, ξεκινώντας από υπερπλαστικό επιθήλιο, εξελίσσεται σε αδένωμα/δυσπλασία, σε ενδοεπιθηλιακή νεοπλασία και καταλήγει σε καρκίνο. Κατά την εξέλιξη σε καρκίνο σημαντικές αλλαγές λαμβάνουν χώρα στη σύσταση και οργάνωση του εξωκυττάριου χώρου του εντερικού τοιχώματος. Για το λόγο αυτό απαιτείται μελέτη του μεταβολισμού των εξωκυττάριων μακρομοριακών συστατικών, με στόχο την κατανόηση και διασαφήνιση της διηθητικής και μεταστατικής συμπεριφοράς των κακοήθων νεοπλασιών του παχέος εντέρου. Στην παρούσα εργασία κρίθηκε χρήσιμη η μελέτη των ενζύμων μεταβολισμού του υαλουρονικού οξέος (ΗΑ), συστατικό του εξωκυττάριου χώρου που φαίνεται να εμπλέκεται στο μηχανισμό της ανάπτυξης του όγκου, της διείσδυσης των καρκινικών κυττάρων και στη διάδοση των μεταστάσεων. Για τον παραπάνω λόγο μελετήθηκε η δραστικότητα των υαλουρονιδασών (Hyals) με ζυμογράφημα-ΗΑ, σε εκχυλίσματα ιστών και σε ορούς, και των συνθασών του ΗΑ (HAS-1, HAS-2) καθώς και του υποδοχέα του ΗΑ, CD44, με RT-PCR ανάλυση. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από το ζυμογράφημα-ΗΑ σε εκχυλίσματα ιστών συναινούν σε αυξημένη δραστικότητα των Hyals σε καρκινικά σε σύγκριση με τα μακροσκοπικώς φυσιολογικά δείγματα στην πλειονότητα των σταδίων, ενώ και οι δύο δραστικότητες είναι σημαντικά αυξημένες σε σχέση με τα δείγματα υγιών ιστών. Όσον αφορά τα δείγματα ορών, τα επίπεδα των Hyals φαίνεται να μειώνονται αισθητά 7 ημέρες μετεγχειρητικά σε σχέση με την ημέρα πριν την εγχείρηση, ενώ 1, 3 και 6 μήνες μετά εμφανίζεται και πάλι σταδιακή αύξηση των επιπέδων τους. Σε γονιδιακό επίπεδο, τα επίπεδα της HAS-1, HAS-2 και του CD44 εμφανίζονται αυξημένα στα καρκινικά δείγματα έναντι των μακροσκοπικώς φυσιολογικών. / Colon cancer is indisputably a great problem, being the second cause of death by cancer. The facts that lead to colon cancer have certain concatenation. Thereby, starting most of the times as hyperplastic epithelium, it develops to endoepithelium adenoma, and it finally leads to cancer. During this development important changes happen at the constitution and organization of the extracellular matrix of the intestinal tract. For this purpose, study of the metabolism of the extracellular matrix constituents is required, so as to understand the metastatic behaviour of the malignant tumors of colon cancer. The present study focuses on the metabolism enzymes of hyaluronic acid (HA), a constituent of the extracellular matrix that seems to be involved in the tumor growth mechanism, the infiltration of the cancerous cells and metastasis. Particularly, hyaluronidases (Hyals) activity (HA-zymography) and hyaluronan synthases (HAS-1, HAS-2) as well as hyaluronan receptors (CD44) expression (RT-PCR analysis) are studied at this study. The results of the study show increased Hyals levels in cancerous samples compared to the macroscopically normal ones, in all anatomic sites of colon examined, while both activities remain significantly increased compared to healthy samples.. as far as it concerns Hyals levels in sera, they seem to decrease perceptibly 7 days postoperatively, while 1, 3 and 6 months afterwards gradually increased to reach the amount preoperatively. In gene level, HAS-1, HAS-2 and CD44 expression levels were increased in cancerous samples compared to the macroscopically normal ones.

La Pioglitazone appartient à la famille des thiazolidinédiones et le Fénofibrate à la famille des fibrates. Ces molécules sont, respectivement, des agonistes synthétiques du récepteur activable par les proliférateurs de peroxysomes γ (PPARγ) et PPARα, membres de la famille des récepteurs nucléaires aux hormones. Le traitement de cellules cancéreuses humaines par ces molécules limite la croissance et peut induire leur apoptose. Cependant, l’impact de ces traitements sur les cellules cancéreuses est en partie dû à une action indépendante de l’activation du récepteur et met en cause la génération d'un stress oxydant. Au cours de ces travaux, un analogue de la Pioglitazone, la ΔPioglitazone, qui ne permet pas l’activation de PPARγ, a été synthétisé. Les effets de ces molécules ont été testés sur deux lignées cellulaires établies à partir de cancer colique, HT29 et HCT116. Ces traitements limitent la croissance des cellules cancéreuses sans induire de processus apoptotique. La production d’espèces réactives est responsable d’une diminution du contenu en glutathion intracellulaire. Le stress oxydant généré suite au traitement par la Pioglitazone et la ΔPioglitazone induit l’activation de la voie de signalisation antioxydante Nrf2/Keap1 et l’expression de ses gènes-cibles HO-1 et NQO1. En revanche, bien qu’il induise la production d’un stress oxydant, le Fénofibrate n’entraîne aucune activation de cette voie. De plus, ces trois composés sont responsables d’une modification du métabolisme cellulaire en faveur de la glycolyse. Parallèlement, l’impact de dérivés 4-thiazolidinones, analogues des thiazolidinédione, synthétisés au laboratoire, a été testé. L’effet de ces molécules a été évalué sur la survie cellulaire et le statut redox des cellules HT29. Plusieurs composés présentent une activité antiproliférative et sont capables de générer un stress oxydant sans activer la voie Nrf2/Keap1 / Peroxisome Proliferator-activated Receptors (PPAR) are members of the nuclear receptor family. Pioglitazone and Fenofibrate belong respectively to the thiazolidinedione and fibrate family. Pioglitazone is an agonist of PPARγ isotype whereas Fenofibrate is an agonist of PPARα isotype. Cancer cell exposure to each ligand inhibits cell growth and triggers apoptosis cell death. However, the effects of respective PPAR ligand on cell survival were found to be independent of receptor activation and were associated to redox changes within the cells. In order to discriminate PPAR independent from PPAR dependent activation, an analogue of Pioglitazone, Δ-Pioglitazone was synthesized. The molecule binds to PPARγ without activating it. Two cancer cell lines established from human colon adenocarcinoma, HT29 and HCT116 were tested. Cell exposure to each molecule inhibited cell growth but cells did not undergo apoptosis cell death. Cell treatment induced the production of reactive species and the decrease of intracellular glutathione content. Pioglitazone or [delta]-Pioglitazone-mediated oxidative stress triggered the activation of the Nrf2/Keap1 pathway as assessed by the increases of Nrf2 target genes expression such as HO-1 and NQO1. In contrast, Fenofibrate treatment increased reactive species production but did no activate this pathway. Moreover, cell exposure to Pioglitazone, Δ-Pioglitazone or Fenofibrate modulated cell metabolism, notably by enhancing glycolysis. In parallel, impact of 4-thiazolidinone derivatives synthesized in the laboratory was tested. These molecules are analogues of thiazolidinedione. Effect of 4-thiazolidinone treatments was assessed to cell growth arrest and redox changes within the HT29 cells. Several molecules have anti-proliferative effect and are able to generate oxidative stress without Nrf2/Keap1 pathway activation