L'antigène tumoral CA125 est surexprimé dans 80% des cas de cancer de l'ovaire et ses fonctions sont encore inconnues. En se basant sur l'analogie avec MUC1, qui confère une résistance à l'apoptose induite par les agents génotoxiques, nous avons émis l'hypothèse que CA125 pourrait moduler la réponse à la chimiothérapie des cellules de cancer de l'ovaire. Le but de ce projet est de déterminer l'implication de CA125 dans la sensibilité aux agents cytotoxiques des cellules de cancer épithélial de l'ovaire. Le modèle utilisé consiste en des clones stables dérivés de la lignée de cancer de l'ovaire NIH:OVCAR-3 exprimant un minianticorps, ou scFv, dirigé contre CA125. Ce scFv possède un signal de rétention au RE, ce qui permet de séquestrer CA125 au RE et d'empêcher sa localisation naturelle à la surface cellulaire (clones CA125-knockdown 1:9 #9 et 1:9 #7). Le clone contrôle exprimant un scFv qui ne lie pas CA125 est nommé scFv contrôle. La sensibilité des cellules aux agents cytotoxiques a été mesurée par une mesure de la viabilité cellulaire par essai XTT et les drogues testées sont de différents types: drogues liant l'ADN (cisplatin, cyclophosphamide, doxorubicine), drogues inhibiteurs de la dynamique des microtubules (taxol, vinorelbine) et drogue inhibant la topoisomérase II(etoposide). Les résultats obtenus montrent que les clones CA125-knockdown (1:9 #9 et 1:9 #7) sont de trois à cinq fois plus sensibles aux drogues qui affectent l'ADN (cisplatin, doxorubicine, cyclophosphamide, etoposide) par rapport aux cellules contrôles (scFv contrôle et lignée parentale OVCAR-3). Par contre, aucune différence de sensibilité n'a été observée pour ce qui est des drogues inhibant la dynamique des microtubules. Des analyses des niveaux endogènes des molécules de la cascade apoptotique et de l'activité basale de la caspase-3 n'ont démontré aucune différence significative chez les clones CA125-knockdown par rapport aux cellules contrôles. Lors du traitement des cellules au cisplatin, une augmentation de l'activation des caspases-3 et -9 de même qu'une augmentation de l'activité de la caspase-3 ont été démontrées, ce qui confirme que les cellules meurent par apoptose. Les cellules CA125-knockdown 1:9 #9 et 1:9 #7 montrent des niveaux endogènes de P-AKT plus élevés et une diminution de la localisation nucléaire du facteur de transcription FOXO3a, ce qui suggèrent une modulation de la réponse au stress et de la réparation de l'ADN. De plus, l'expression forcée des domaines unique, transmembranaire et cytoplasmique de CA125 (MUC16-CTD) dans la lignée SKOV-3 confère une résistance de ces cellules aux drogues génotoxiques. Ces résultats suggèrent que CA125 régule la sensibilité aux agents génotoxiques et que le domaine C-terminal est suffisant pour effectuer cette modulation. L'augmentation de la sensibilité aux agents génotoxiques pourrait être causée par la modification de voies en amont de la caspase-9 chez les cellules CA125-knockdown ou par une diminution de la localisation nucléaire de FOXO3a qui affecterait la réparation de l'ADN. Ces données amènent l'hypothèse que le statut tumoral de CA125 pourrait influencer la réponse à la chimiothérapie des patientes atteintes d'un cancer épithélial de l'ovaire.

Le cancer de l'ovaire est le cancer gynécologique le plus létal. L'absence de symptômes aux stades précoces de la maladie serait en grande partie responsable de ce faible taux de survie. Comme pour tous les cancers, l'indépendance aux signaux de croissance, l'insensibilité aux signaux inhibiteurs de croissance, la résistance à l'apoptose, l'immortalisation des cellules, l'angiogénèse, l'invasion et la formation de métastase sont des facteurs qui peuvent favoriser la formation et la progression d'un cancer de l'ovaire. La majorité des cancers de l'ovaire exprimerait l'antigène tumoral CA125. On connait actuellement très peu de choses sur les fonctions et les rôles de cette protéine qui fait partie de la famille des mucines. Cependant, des études rapportées par d'autres groupes de recherche ont démontré que certaines mucines peuvent jouer des rôles importants dans le développement et la progression de différents cancers. Des résultats préalablement obtenus par notre laboratoire indiquent que l'expression de cette protéine favoriserait la tumorigénicité des cellules à différents niveaux. Afin d'approfondir nos connaissances sur les fonctions de CA125, des populations stables de cellules exprimant la portion carboxy terminale de la protéine ont été générées dans différentes cultures cellulaires. Les effets du domaine carboxy terminal de CA125 sur la transformation cellulaire, les caractéristiques associées à la tumorigénicité, les jonctions cellulaires et les différentes composantes du cytosquelette ont été analysés. Les résultats ont démontré que, chez la lignée cancéreuse de l'ovaire SKOV-3, le domaine carboxy terminal de CA125 favorise l'indépendance des cellules aux signaux de croissance, l'insensibilité aux signaux inhibiteurs de croissance et la résistance à différents agents génotoxiques utilisés en chimiothérapie. Des expériences effectuées chez les souris indiquent également que les effets du domaine carboxy terminal de CA125 chez les SKOV-3 augmentent grandement leur tumorigénicité. Ainsi, les résultats obtenus avec la lignée SKOV-3 semble [i.e. semblent] indiquer que CA125 pourrait agir comme un oncogène tel que démontré chez d'autres mucines. Les effets du domaine carboxy terminal de CA125 sur différentes cellules non-transformées immortalisées ou non ont ensuite été évalués. Globalement, les effets observés chez la lignée SKOV-3 n'ont pas été observés chez les cellules non-transformées analysées.Le domaine carboxy terminal de la protéine n'a pas non plus été en mesure de transformer les différentes cellules étudiées. Cependant, chez la majorité des populations exprimant le domaine carboxy terminal un allongement de la morphologie des cellules a été observé. Ce changement de morphologie semble indiquer que l'expression de la portion carboxy terminale de CA125 favorise l'induction d'une transition épithélio-mésenchymateuse. Pour conclure, bien que le domaine carboxy terminal semble favoriser fortement la tumorigénicité des cellules cancéreuses SKOV-3 aucun effet important n'a été remarqué chez les différentes cellules non-transformées analysées. Il est possible que cette absence de phénotype chez les cellules non-transformées découle du fait que les populations contrôles servant de base de comparaison auraient effectuées [i.e. effectué] une transition épithélio-mésenchymateuse en réponse aux conditions de culture cellulaire. Également, les effets du domaine carboxy terminal de CA125 seraient peut être [i.e. peut-être] dépendant [i.e. dépendants] de l'expression d'oncogènes supplémentaires exprimés chez les SKOV-3.

Le cancer de l’ovaire est le plus mortel des cancers gynécologiques. CA125 est le marqueur de progression utilisé pour effectuer le suivi des patientes atteintes de ce dernier. La protéine CA125 est surexprimée au niveau des tissus ovariens tumoraux, mais elle est non détectable avec les moyens d'aujourd'hui au niveau des tissus ovariens normaux. CA125 est une protéine dont les fonctions demeurent inconnues sinon hypothétiques. Dans notre laboratoire, la recherche est axée sur la détermination des fonctions de l’antigène tumoral CA125. Pour cela un projet de maîtrise précédent au miens a permis la mise au point d’un outil nommé anticorps monovalent modifié (ScFv) dans une lignée de cellules tumorales de l’ovaire. Cet outil permet la liaison de la protéine cible, dans notre cas CA125, et empêche sa localisation physiologique à la membrane, éliminant ainsi sa fonction dans la cellule ciblée. Grâce à cet outil, quelques rôles potentiels ont pu être proposés. CA125 aurait des implications dans la prolifération, l’adhésion cellule-cellule, la résistance à l’apoptose et la migration des cellules tumorales de l’ovaire. Pour étudier cette protéine d’un point de vue moléculaire, mon projet principal consistait à effectuer un criblage double-hybride nucléaire chez la levure pour découvrir des interactions protéiques à une échelle cellulaire. En parallèle, l’utilisation de la méthode d’immunoprécipitation avec des cellules tumorales de l’ovaire en tant que projet secondaire avait pour but de vérifier des voies de signalisation spécifiques. Grâce aux résultats précédents obtenus par des expériences antérieures dans le laboratoire ainsi qu'à ceux obtenus pour d’autres mucines, certaines voies de signalisation démontraient un potentiel intéressant pour l’implication de la protéine CA125. Par des expériences d'immunoprécipitation, nous avons découvert que des complexes protéiques contenant la protéine E-cadhérine et la protéine β-caténine contiennent aussi CA125. Ces protéines sont impliquées dans la prolifération et l’adhésion cellulaire. Certaines fonctions hypothétiques de CA125 sont reliées à ces processus cellulaires, c’est-à-dire l’adhésion cellule-cellule et la prolifération cellulaire. Ces interactions protéiques permettront de mieux comprendre l’implication de CA125 dans ces processus cellulaires. Mon projet principal était la mise au point d’un double-hybride nucléaire chez la levure. Pour y parvenir, nous avons dû modifier les protocoles proposés normalement pour ce type de double-hybride. Nous avions choisi d’effectuer notre criblage avec le domaine cytoplasmique de CA125. Par contre, étant donné que ce domaine est très court seulement 31 a.a., le domaine transmembranaire de CA125 a été ajouté au premier domaine mentionné pour favoriser une conformation protéique adéquate. Le domaine cytoplasmique de CA125 a été choisi pour tenter de mieux comprendre d’un point de vue moléculaire les voies de signalisation dans lesquelles cet antigène tumoral est impliqué. Lors du premier essai pilote de double-hybride effectué, nous avons repêché une protéine qui interagit probablement de manière non spécifique avec CA125 selon des statistiques recueillies lors de criblages pour d’autres protéines transmembranaires. Pour remédier à ce problème majeur, nous avons recherché la source de ce problème. Nous avons alors réalisé que les levures utilisées n’étaient pas les Saccharomyces cerevisiae PJ69-4A que nous avions choisies pour effectuer notre double-hybride. Par la suite, les levures ont été maintenues sur des milieux sélectifs pour les PJ69-4A, c’est-à-dire en absence de lysine (Lys -). Pour parvenir à obtenir des colonies positives lors de la transformation de l’ADN de la librairie avec notre construction, il nous a fallu amplifier les transformants en milieu liquide toute la nuit en sélectionnant pour les vecteurs et la levure. Une fois les transformants amplifiés, nous avons obtenu des candidats potentiels qui ont franchi les différentes étapes de sélection du double-hybride. D’autres techniques ont dû être adaptées à nos besoins pour parvenir à mettre au point notre double-hybride nucléaire chez la levure pour notre protéine transmembranaire. Grâce à ces efforts, certains candidats ont été séquencés et la première protéine découverte par ce criblage est RNF5 (ring finger protein 5). Cette dernière est impliquée dans la régulation de la motilité cellulaire. CA125 semble être aussi impliqué dans ce processus. Il est alors possible de relier CA125 à RNF5. Ce premier résultat nous suggère que nous avons réussi à mettre au point un double-hybride nucléaire chez la levure pour l’antigène tumoral CA125.

Le cancer ovarien est le cancer gynécologique le plus létal. L'antigène cancéreux 125 (CA125) est surexprimé dans 80% des cancers épithéliaux de l'ovaire et est le marqueur utilisé présentement pour le suivi des patientes. CA125 est exprimé par les cellules épithéliales cancéreuses de l'ovaire mais pas par les cellules épithéliales normales de l'ovaire. Il s'agit d'une glycoprotéine transmembranaire de type mucine. Les fonctions de ce marqueur demeurent inconnues jusqu'à ce jour. D'après les observations faites sur deux différents modèles d'étude de CA125 de notre laboratoire, nous proposons que le domaine extracellulaire de CA125 pourrait avoir des rôles dans la tumorigénicité et le potentiel métastatique des cellules cancéreuses de l'ovaire. L'objectif de ce projet est la détermination des fonctions du domaine extracellulaire de la mucine CA125 dans la tumorigénicité et le potentiel métastatique des cellules cancéreuses de l'ovaire. Deux modèles ont été utilisés: un modèle de perte de fonction (clones stables CA125 knockdown) et un modèle de gain de fonction (populations stables exprimant les domaines extracellulaires de CA125). Avec les clones stables CA125-knockdown, les interactions hétérotypiques des cellules cancéreuses de l'ovaire dans leur microenvironnement ont été observées. Des expériences de cytométrie de flux ont montré que le CA125 isolé de milieu de culture des cellules OVCAR-3 (cellules CA125-positives) et d'ascite de patiente lie les lymphocytes. De plus, nous avons déterminé par un essai de cytotoxicité que les cellules exprimant CA125 était protégées de la lyse par les cellules NK comparativement aux cellules CA125-knockdown. L'interaction CA125/mésothéline et cellules CA125-positives/cellules mésothéline-positives a également été montrée par différents essais de cytométrie de flux et immunobuvardage de type western.Le modèle de gain de fonction produit consiste en l'établissement de populations stables exprimant à la membrane cellulaire le domaine unique (MUC16-UTM) et le domaine unique ajouté d'une répétition de CA125 (MUC16-1RUTM) dans la lignée cellulaire SKOV3 par un système d'expression lentiviral. Ces populations stables ont servi à montrer que le domaine unique de CA125 était suffisant pour conférer des phénotypes tumorigéniques aux cellules comparativement aux cellules contrôles. En effet, les populations stables MUC16-UTM forment des agrégats très serrés et croissent bien en absence d'ancrage. Les cellules MUC16-1RUTM sont quant à elles plus tumorigéniques que les contrôles, mais moins que les cellules MUC16-UTM. Les deux populations stables ont le même temps de doublement et la même clonogénicité que les cellules contrôles, mais ont une diminution de l'inhibition de contact comme l'ont révélé les courbes de croissance et la formation de foyers post-confluence. Un essai de migration par blessure de la monocouche a révélé que les populations stables MUC16-UTM et MUC16-1RUTM ont également un potentiel migratoire plus important que les cellules contrôles. Ces cellules, en plus d'être plus tumorigéniques, ont aussi un potentiel métastatique plus élevé comparativement aux contrôles. Ces résultats concordent avec des données observées avec un autre modèle de gain de fonction du laboratoire (MUC16-CTD), qui ont aussi été déterminées comme plus tumorigéniques et ayant un potentiel métastatique plus élevé que les cellules contrôles. Ce projet vient donc affirmer que le domaine extracellulaire de CA125 (en particulier le domaine unique) a des fonctions dans la tumorigénicité et le potentiel métastatique des cellules cancéreuses de l'ovaire.

Le cancer épithélial de l'ovaire (CEO) est létal à cause de son potentiel d'invasion, sa progression insidieuse et sa capacité de métastase à travers la cavité péritonéale. L'antigène tumoral CA125 (MUC16) est le marqueur clinique du cancer de l'ovaire le plus important. Il est utilisé pour surveiller la progression de la maladie. L'antigène tumoral CA125 (MUC16) est une glycoprotéine de grand poids moléculaire (200-2000 kDa) de la famille des mucines transmembranaires. Il est encodé par le gène MUC16 à partir d'un long ARNm de 66kb. L'expression de CA125 (MUC16) est retrouvée dans la majorité des cancers épithéliaux de l'ovaire (CEO) mais il n'est pas détecté dans l'épithélium normal des ovaires. Cependant, sa contribution au développement du CEO reste pratiquement inconnue. Il y a des évidences croissantes que les mucines transmembranaires sont impliquées dans plusieurs voies de signalisation intracellulaire en régulant l'expansion cellulaire, l'adhésion cellulaire, la migration et la mort cellulaire. Il est envisageable que CA125 (MUC16) pourrait exercer certaines de ces fonctions. Nos données supportent ce concept. Pour étudier les fonctions de CA125, nous avons initialement développé un inhibiteur spécifique de CA125 qui consiste en un minianticorps de chaîne simple anti-CA125 (scFv) qui est retenu dans le réticulum endoplasmique et qui prévient la localisation de CA125 à la surface cellulaire, en imitant, par conséquence, un knockdown de son expression. Des transfectants stables exprimant ce scFv ont été dérivés à partir de la lignée parentale NIH: OVCAR-3. Nous avons démontré que le knockdown de CA125 altère la morphologie cellulaire, inhibe l'agrégation cellulaire homotypique et de façon dramatique, il diminue la croissance cellulaire indépendante d'ancrage et la tumorigénicité chez les souris nues. Nous avons déterminé que CA125 interagit avec E-cadhérine, [béta]-caténine, [alpha]-actinine, [béta]-actine. Plus tard, nous avons observé par immunofluorescence et par microscopie électronique que les cellules CA125 knockdown présentent des jonctions intercellulaires détériorées et un réarrangement des filaments d'actine, ce qui nous suggère que CA125 pourrait être associé aux jonctions intercellulaires et impliqué dans l'organisation du cytosquelette. La formation et la dissolution dynamique des complexes de jonction sont des processus centraux pendant la transition épithélio-mésenchymateuse.Le knockdown de CA125 augmente aussi la migration des cellules OVCAR-3. Nous avons constaté que le maintien de cette migration est dépendant de la présence du EGF dans le milieu de culture et qu'elle est presque exclusivement due à l'effet de ce facteur de croissance. L'ajout de différents inhibiteurs du récepteur d'EGF (EGFR) démontre une abolition presque complète de la migration cellulaire de clones CA125 knockdown. En plus, l'expression d'E-cadhérine et de claudine-7 est significativement diminuée chez les cellules CA125 knockdown, tandis que l'expression de la vimentine et de N-cadhérine est augmentée, nous suggérant que la perte de CA125 cause une EMT chez ces cellules. De façon intéressante, l'expression ectopique du domaine C-terminal (CTD) de CA125 chez les cellules de cancer de l'ovaire SKOV-3 confère aux cellules les mêmes phénotypes indiquant que ce domaine peut être suffisant pour moduler ces comportements cellulaires.Le domaine C-terminal pourrait représenter ce qui reste de CA125 à la surface cellulaire après le clivage protéolytique causant le relâchement de la majorité de son domaine extracellulaire. Cependant, l'expression ectopique des domaines extracellulaires de CA125 (domaines transmembranaire et unique (TMU) ou transmembranaire-unique plus une des répétitions (TMU+1R)) ne confère pas d'effet sur les jonctions intercellulaires ni sur la migration évoquant que l'expression isolée de ces domaines ne donne pas un avantage et que d'autres portions et/ou répétitions de la molécule sont requises. Si nous prenons l'ensemble de nos données, ces résultats nous permettent de proposer que CA125 régule la tumorigénicité et le potentiel EMT/métastatique en modulant les complexes de jonction et l'organisation du cytosquelette. Ce projet a permis de déterminer comment CA125 module ces comportements. Les effets du knockdown de CA125 sur les jonctions intercellulaires, l'adhésion cellulaire et la migration ont été comparés aux effets produits par l'expression forcée des différents domaines de CA125 (C-terminal, transmembranaire et une des répétitions). Une fois que les domaines ont été identifiés et liés à des phénotypes nous avons considéré qu'il était important de commencer à déterminer les voies de signalisation impliquées et modulées entre nos systèmes cellulaires. La présence du EGF dans le milieu de culture a donc été identifié comme un facteur essentiel permettant la migration de cellules CA 125 knockdown. Ces études contribuent de façon significative à notre compréhension des fonctions biologiques de CA125, son rôle dans le développement et progression du carcinome épithélial de l'ovaire et suggèrent que CA125 pourrait éventuellement être une nouvelle cible moléculaire pour le traitement de cette maladie.

Ovarian cancer is a high mortality disease where early stage detection may have significant survival benefits. Promising next-generation non-invasive, biomarker-based screening modalities involve longitudinal monitoring of serum biomarkers and multi-marker panel detection. Here, rapid, sensitive, precise and multiplexable diagnostic platforms can facilitate biomarker validation along with early detection and screening, and this work attempts to exploit the programmable bio-nano-chip (p-BNC) immunosensor to address these specific translational needs in ovarian cancer. First, the p-BNC was adapted for Cancer Antigen 125 (CA125) quantitation, the current FDA standard, with prominent implications in novel early detection and screening modalities. Antibody pairs binding to distinct epitopes on CA125 were identified and the p-BNC operating variables (incubation times, flow rates and reagent concentrations) were attuned to deliver optimal analytical performance (inter- and intra-assay precision of 1.2% and 1.9% and Limit-of-Detection (LOD) 1.0 U/mL), competitive with current gold standards, but with a short analysis time of 43 minutes. Further validation of the system with advanced stage patient sera (n=20) demonstrated good correlation with 'gold standard' ELISA (R² = 0.97). Next, the p-BNC was adapted for concomitant analysis of CA125 and Human Epididymis Protein 4 (HE4), a novel multiplexed biomarker panel for early detection and screening. The HE4 immunoassay was developed to perform optimally with the 'rate determining' CA125 assay. Cross-reactivity analysis demonstrated high specificity multiplexing. The dose-response curves for the multiplexed CA125 and HE4 immunoassays were congruous with their singleplex counterparts with respective LODs of 0.51 U/mL and 4.18 pM and a total analysis time of 44 minutes. A small pilot scale clinical study was conducted to discriminate between surgically confirmed patient sera (n=8) and corresponding age-matched healthy controls (n=8) utilizing the multiplexed p-BNC, interpreted with a risk of ovarian malignancy algorithm. Successful discrimination was achieved between the groups with Receiver Operating Characteristic (ROC) curve AUC (Area Under the Curve) values of 1.00, 0.984 and 1.00 respectively for CA125, HE4 and the composite marker combination. Taken together, the analytical and clinical performance, multiplexing capabilities and the short turn-around times on the p-BNC offer methodological advancements over current gold standard techniques, indicating strong promise for ovarian cancer diagnostics. / text

The cancer antigen 125 (CA125) is a cell-surface mucin which is over-expressed by the majority of ovarian cancers. However, its biology and the role it plays in ovarian cancer is largely unknown, although other cell-surface mucins have been shown to play a role in apoptosis, cell growth and tumour immune evasion. To analyse the function of CA125 in ovarian cancer, we initially knocked down the expression of CA125 using RNA interference. Knocking down CA125 expression using in vitro transcribed short interfering RNAs (siRNAs) induced a potent cell death response, which has been well characterised in the literature as an induction of an interferon response and resulting in cell apoptosis. Subsequently, using the short hairpin RNA expression vector, pSUPER, which has been shown to knock down genes with high efficiency with reduced off-target affects, we generated stable sub-lines of the ovarian cancer cell line, OVCAR-3, which had been transfected with pSUPER constructs targeting CA125. Intriguingly, these sub-lines had a range of abnormal mitotic events and nuclear defects. However, there was no clear association with the level of CA125 knock down. This could be either due to clonal selection from the parent OVCAR-3 cell line or in addition to CA125 knock down, additional genetic changes are required to occur to favour a state of survival. Similar to the in vitro data, xenografts of the sub-clones into SCID mice generated inconclusive results as to whether CA125 knock down contributes to tumour growth, invasion and metastasis in vivo. More recently, we have been able to achieve high levels of short-term CA125 knock down using synthetic siRNAs designed to reduce off-target affects. These preliminary in vitro and in vivo experiments conducted with pSUPER sub-lines should be repeated using synthetic siRNAs to confirm the role of CA125 in this context. Given the role which the cytoplasmic tail of cell-surface mucins plays in its function, we generated a polyclonal antibody recognising the CA125 cytoplasmic tail, designated M16.1. Immunofluorescence imaging of CA125 in ovarian cancer cell lines, OVCAR-3 and PEO-1, using the OC125 extracellular domain antibody indicated cell-surface localisaton of CA125. However, in addition to the cell-surface localisation, the M16.1 antibody localised to the cell cytoplasm, indicating cleavage and release of the CA125 cytoplasmic tail into the cytosol. Additionally, M16.1 co-localised with α-tubulin at perinuclear sites and to areas resembling microtubule organising centres. However, M16.1 did not co-localise with γ-tubulin at the centrosome, indicating association with non-centrosomal microtubules. Furthermore, depolymerisation of microtubules on ice for 1 hour resulted in loss of diffuse cytoplasmic M16.1 staining but co-localisation between M16.1 and α-tubulin at non-centrosomal sites remained. Intriguingly, when microtubules were allowed to reform at 37oC in PEO-1 cells which had CA125 knocked down by synthetic siRNAs, the ability to reform radial asters was impaired, possibly indicating the CA125 cytoplasmic tail involvement in anchoring microtubules to non-centrosomal sites. Furthermore, we also cloned a portion of CA125 encompassing the cytoplasmic tail, transmembrane domain and 9 tandem repeats. When this construct was transfected into COS-1 cells, the CA125 cytoplasmic tail localised to microtubule bundles during metaphase. Mitotic involvement of the endogenous CA125 cytoplasmic tail was confrmed in OVCAR-3 and PEO-1 cells using M16.1. Given this association and also the results from the pSUPER sub-lines with CA125 knockdown, CA125 may be involved in controlling the fidelity of mitosis, which is grossly altered during tumourigenesis. More recently, it was identified that galectin-1 (Gal-1), an S-type lectin, is a ligand for CA125. Gal-1 is a potent inducer of T cell apoptosis and has been implicated as playing a major role in immune evasion for cancer cells. Consequently, we analysed the expression of CA125 and Gal-1 in ovarian cancer and confirmed the two molecules were expressed concurrently at the mRNA level by RT-PCR. Moreover, immunofluorescence studies also confirmed that CA125 and Gal-1 interacted with each other at the cell-surface of 27/87 cells, an ovarian cancer cell-line. Therefore, we hypothesised that CA125 presents Gal-1 to the immune system, which then induces T cell apoptosis and allows the tumour to escape the immune system. However, CA125 did not protect tumour cells from recognition or killing by T cells, which was shown by no differences in IFN-γ secretion or tumour lysis by cytotoxic T cells using influenza peptide pulsed pSUPER sub-lines with CA125 knockdown. The work described in this thesis suggests that CA125 plays a major role in the aetiology and progression of ovarian cancer through its actions on mitosis, microtubule organisation and immune evasion.

The purpose of this Thesis is to present a Bayesian analysis of oncological data sets with particular focus on cervical carcinomas and ovarian cancers. Bayesian methods of data analysis have a very long history, and have been used with great success in many disciplines, from Physics to Econometrics. Nonetheless, they remain very controversial among statisticians who belong to the orthodox - i.e, frequentist school, and are not well known by the medical community. To help in that direction, we reviewed in the introductory chapter the basic philosophical and practical differences between the two schools, and in the second chapter, we briefly reviewed the history of Bayesian methodology, from the early efforts of Thomas Bayes and of Pierre Simon de Laplace to the modern contributions of Harold Jeffreys, Richard Cox, and Edwin Jaynes. In many aspects of medical research, we deal with experimental data from which a certain proposition or hypothesis is validated. Unlike in physics, where we have strong and solid foundations such as Newton's law of motion, Snell's optical laws, Kirchoff's laws, Einstein's relativity theory, and many more, we do not have such privileges in medical research. Hence, many hypotheses are constantly tested as new evidence becomes available. One of the actively-researched medical areas is cancer research about which our understanding is still in its infancy. Numerous experiments (both in vivo and in vitro) and clinical trials have been conducted to further our knowledge; thus, Bayesian methodology finds its place to aid us in obtaining scientific inferences about certain propositions or hypotheses from available data and resources. In this work, we use data given to us by our medical collaborators at the Princess Margaret Hospital (PMH) in Toronto to carry out two main projects: Firstly, to make an inference about the oxygenation status (oxygen partial pressure, pO$_2$) within human cervical carcinomas and secondly, an inference about the effectiveness of various molecularly-targeted agents (MTAs) in phase II clinical trials of relapsed ovarian cancer patients. In the first problem, we address the challenges of tumor hypoxia - a state of oxygen deprivation in tumors. Currently, there are two methods to obtain tumor oxygen status, namely the direct Eppendorf needle electrode and the indirect immunohistochemical assay of a protein marker, Carbonic Anhydrase IX (CAIX). In this project, we introduce Bayesian probability theory to obtain inferences about tumor oxygenation from each technique and the concordance between the two techniques. From this study, we conclude that under certain conditions, two biopsies are sufficient to infer the tumor oxygenation level based on the immunohistochemical assays of CAIX. Additionally, there is a fair concordance between the direct and the indirect measurements of tumor oxygenation. In the latter problem, ovarian cancer is the topic of study. Ovarian cancer has the highest mortality rate among gynecological cancers and one that is known to relapse. CA-125 is still the most inexpensive biomarker for monitoring ovarian cancers. From the phase II clinical trial data, we demonstrate the survival advantage of CA-125 responsive group of patients by means of a non-parametric Kaplan-Meier statistic.

The purpose of this Thesis is to present a Bayesian analysis of oncological data sets with particular focus on cervical carcinomas and ovarian cancers. Bayesian methods of data analysis have a very long history, and have been used with great success in many disciplines, from Physics to Econometrics. Nonetheless, they remain very controversial among statisticians who belong to the orthodox - i.e, frequentist school, and are not well known by the medical community. To help in that direction, we reviewed in the introductory chapter the basic philosophical and practical differences between the two schools, and in the second chapter, we briefly reviewed the history of Bayesian methodology, from the early efforts of Thomas Bayes and of Pierre Simon de Laplace to the modern contributions of Harold Jeffreys, Richard Cox, and Edwin Jaynes. In many aspects of medical research, we deal with experimental data from which a certain proposition or hypothesis is validated. Unlike in physics, where we have strong and solid foundations such as Newton's law of motion, Snell's optical laws, Kirchoff's laws, Einstein's relativity theory, and many more, we do not have such privileges in medical research. Hence, many hypotheses are constantly tested as new evidence becomes available. One of the actively-researched medical areas is cancer research about which our understanding is still in its infancy. Numerous experiments (both in vivo and in vitro) and clinical trials have been conducted to further our knowledge; thus, Bayesian methodology finds its place to aid us in obtaining scientific inferences about certain propositions or hypotheses from available data and resources. In this work, we use data given to us by our medical collaborators at the Princess Margaret Hospital (PMH) in Toronto to carry out two main projects: Firstly, to make an inference about the oxygenation status (oxygen partial pressure, pO$_2$) within human cervical carcinomas and secondly, an inference about the effectiveness of various molecularly-targeted agents (MTAs) in phase II clinical trials of relapsed ovarian cancer patients. In the first problem, we address the challenges of tumor hypoxia - a state of oxygen deprivation in tumors. Currently, there are two methods to obtain tumor oxygen status, namely the direct Eppendorf needle electrode and the indirect immunohistochemical assay of a protein marker, Carbonic Anhydrase IX (CAIX). In this project, we introduce Bayesian probability theory to obtain inferences about tumor oxygenation from each technique and the concordance between the two techniques. From this study, we conclude that under certain conditions, two biopsies are sufficient to infer the tumor oxygenation level based on the immunohistochemical assays of CAIX. Additionally, there is a fair concordance between the direct and the indirect measurements of tumor oxygenation. In the latter problem, ovarian cancer is the topic of study. Ovarian cancer has the highest mortality rate among gynecological cancers and one that is known to relapse. CA-125 is still the most inexpensive biomarker for monitoring ovarian cancers. From the phase II clinical trial data, we demonstrate the survival advantage of CA-125 responsive group of patients by means of a non-parametric Kaplan-Meier statistic.