Lung cancer is currently the most deadly malignancy in Canada, accounting for 27% of all cancer-related deaths. Over 70% of patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) are diagnosed at a late stage, with a 5-year survival below 10%. In NSCLC, the two oncogenes that are most frequently mutated are the EGFR and KRAS genes. While targeted therapies have been developed for patients with EGFR mutations, oncogenic KRAS mutations are so far not druggable. KRAS is a small GTPase that acts as an on/off switch to activate multiple signalling pathways, including the PI3K/Akt pathway, the Raf-Mek-Erk pathway and the RalGDS/Ral pathway. In the BrafCA mouse model of lung tumourigenesis, it was shown that the Cre-mediated expression of BrafV600E, activating the Raf-Mek-Erk pathway, causes the formation of adenomas that undergo widespread senescence at the benign stage. However, oncogenic KRAS mutations in mice cause adenocarcinomas, which suggests that other pathways activated by KRAS cooperate with sustained RAF-MEK-ERK signalling to bypass the oncogene-induced senescence proliferation arrest. To elucidate which pathways may cooperate with the Raf-Mek-Erk pathway to lead to lung adenocarcinomas, I created four effector domain mutants of KRASV12 (S35, G37, E38 and C40). The S35 and E38 mutants bind to Raf proteins but not PI3K or RalGDS; the G37 mutant binds to RalGDS and not Raf or PI3K and the C40 mutant is specific to PI3K. I designed lentiviral vectors that code for the KRAS mutants (V12, V12/S35, V12/G37, V12/E38 or V12/C40), or eGFP as a negative control, bicistronically with the Cre recombinase. These lentiviruses were used to infect BrafCA/+ and wild-type mice. The biggest tumours seen in BrafCA/+ mice received the KRASV12 virus, followed closely by KRASV12/C40, suggesting that the PI3K and Raf-Mek-Erk pathways cooperate to increase tumour growth. There was a significant decrease in tumour penetrance in all conditions where any KRAS mutant was present compared to the eGFP control, suggesting that KRAS may directly activate effectors with tumour suppressive functions. Moreover, tumours in wild-type mice were only seen with KRASV12 expression. / Le cancer du poumon est le cancer affichant la plus grande mortalité au Canada, comptant pour 27% des mortalités liées au cancer. Plus de 70% des patients atteints du cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC) sont diagnostiqués à un stade tardif, avec une survie à 5 ans en-dessous de 10%. Les deux oncogènes les plus fréquemment mutés dans le CPNPC sont les gènes KRAS et EGFR. Des thérapies ont été développées pour les patients dont le cancer a le gène EGFR muté, mais aucune médicamentation ciblée n'existe pour les mutations de KRAS. KRAS est une petite protéine GTPase qui agit comme interrupteur marche/arrêt pour l'activation de plusieurs voies de signalisation en aval, dont les voies PI3K/Akt, Raf-Mek-Erk et RalGDS/Ral. Dans le modèle murin de tumorigenèse pulmonaire BrafCA, il a été démontré que la mutation BrafV600E, activant la voie Raf-Mek-Erk, cause la formation d'adénomes qui subissent une induction de sénescence au stade bénin. Des mutations du gène KRAS peuvent causer la formation d'adénocarcinomes, suggérant que d'autres voies de signalisation activées par KRAS coopèrent avec une signalisation soutenue de la voie Raf-Mek-Erk pour contourner l'apparition de sénescence d'induction oncogénique.Pour faire la lumière sur quelles voies de signalisation peuvent coopérer avec la voie Raf-Mek-Erk pour mener aux adénocarcinomes pulmonaires, j'ai créé quatre mutants de KRASV12 (S35, G37, E38, C40). Les mutants S35 et E38 interagissent avec les protéines Raf mais pas PI3K ou RalGDS; le mutant G37 peux lier RalGDS mais pas Raf et PI3K; le mutant C40 est spécifique pour PI3K. J'ai conçu des vecteurs lentiviraux codant pour ces mutants de KRAS (V12, V12/S35, V12/G37, V12/E38, V12/C40), ou l'eGFP comme contrôle négatif, de manière bicistronique avec la recombinase Cre. Des souris BrafCA/+ et d'autres de type sauvage ont été infectées avec ces lentivirus. Les plus grosses tumeurs observées étaient dans des souris BrafCA/+ ayant reçu le virus codant pour KRASV12, suivi de près par le mutant V12/C40, ce qui suggère que les voies PI3K et Raf-Mek-Erk coopèrent positivement dans la croissance tumorale. Il y avait une diminution significative dans le nombre de tumeurs observées dans toutes les conditions où un mutant de KRAS était présent comparativement au contrôle eGFP, suggérant que KRAS pourrait activer directement des effecteurs avec des fonctions suppresseurs de tumeur. De plus, dans les souris de type sauvage, des tumeurs n'ont été observées qu'avec l'expression de KRASV12.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114259 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Vandal, Guillaume |
| Contributors | David Dankort (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Biology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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