Breast cancer is a major health problem. Metastatic disease is generally incurable. In the majority of patients, the skeleton bears the major metastatic burden. Bony lesions of metastatic breast cancer are usually osteolytic. Osteolytic metastases are formed by the pathological activation of osteoclasts. Anti-osteoclastic drugs are standard of care for patients suffering from breast cancer metastases. We conducted this project to decipher the signalling mechanisms responsible for osteoclasts activation in response to exposure to mediators released from mammary carcinoma cells. We evaluated the apoptotic profiles of osteoclasts in vitro in the presence of soluble factors derived from mammary carcinoma cells cultures. We observed a significant inhibition of osteoclasts apoptosis secondary to exposure to breast cancer cells-derived factors. This effect was not reversed with bisphosphonates. The pro-apoptotic protein BIM in osteoclasts was a target of modulation by breast cancer cells-derived factors. We proceeded to characterize the osteoclasts intracellular signalling pathways modulated by mammary carcinoma cells-derived factors. We identified phospholipase C γ (PLC γ) and the mammalian target of rapamycin (mTOR) as mechanistic meditors of the anti-apoptotic effect of cancer cells on osteoclasts. We tested the therapeutic benefit of rapamycin administration in a mouse model of experimental bone metastases of mammary carcinoma. In this model, rapamycin therapy inhibited metastasis-associated osteolysis, prolonged animal survival and reversed some tumour-induced immune changes in the host. Taken together, these studies provide new insights into the pathophysiology of breast cancer metastasis to bone, and demonstrate that targeting osteoclast signalling mediators, such as mTOR provides therapeutic benefits in experimental bone metastasis model. / Le cancer du sein est un problème de santé important. La maladie métastatique est généralement incurable. Dans la majorité de patients, le squelette soutient le fardeau métastatique principal. Les lésions osseuses du cancer du sein métastatique sont habituellement ostéolytique. Des métastases ostéolytique sont constituées par l'activation pathologique des osteoclasts. Les drogues anti-osteoclastiques sont mesures de soin essentiales pour des patients souffrant des métastases de cancer du sein. Nous avons conduit ce projet pour déchiffrer les mécanismes de signalisation responsables de l'activation d'osteoclasts en réponse à l'exposition aux médiateurs libérés des cellules mammaires de carcinome. Nous avons évalué les profils apoptotiques des osteoclasts in vitro en présence des facteurs solubles dérivés des cultures mammaires de cellules de carcinome. Nous avons observé une inhibition significative d'apoptosis d'osteoclasts secondaire à l'exposition aux facteurs cellule-dérivés par cancer du sein. Cet effet n'a pas été renversé avec des bisphosphonates. La pro-apoptotic protéine BIM dans les osteoclasts était une cible de la modulation par des facteurs cellule-dérivés par cancer du sein. Nous avons procédé caractériser les voies de signalisation intracellulaires d'osteoclasts modulées par des facteurs cellule-dérivés par carcinome mammaire. Nous avons identifié la phospholipase C (PLC γ) et la cible mammifère du rapamycin (mTOR) en tant que meditors mécanistes de l'effet anti-apoptotic des cellules de cancer sur des osteoclasts. Nous avons examiné l'avantage thérapeutique de l'administration de rapamycin dans un modèle de souris des métastases expérimentales d'os du carcinome mammaire. Dans ce modèle, la thérapie de rapamycin a empêché l'osteolysis métastase-associé, a affecté des survies animales prolongée et renversé quelques changements immunisés induits par la tumeur.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103695 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Hussein, Osama |
| Contributors | Svetlana Komarova (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 | Doctor of Philosophy (Faculty of Dentistry) |
| 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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