Temozolomide (TMZ) is a DNA methylating agent currently used for the treatment of several types of glial tumours, including glioblastomas (GBM). While improved patient response has been observed with concomitant TMZ and radiotherapy followed by adjuvant TMZ treatment following surgical resection in GBM, increased TMZ treatment showed no benefits in overall survival. This indicates that intrinsic factors such as DNA injury and repair may be crucial to patient response. The first purpose of this research was to develop an assay to quantitatively detect N7-methylguanine (N7-MeG) and O6-methylguanine (O6-MeG) using Liquid Chromatography and Mass Spectrometry (LC/MS). We then were able to detect N7-MeG and O6-MeG in human glial tumours and normal tissue regions of 31 patients with grade II to grade IV gliomas treated neoadjuvantly with 75 mg/m2/day for 14 days prior to surgery. In addition, N7-MeG and O6-MeG levels were also assessed in tumour regions of 6 untreated control patients. In all, 114 treated tumour samples, 12 treated normal and 19 untreated tumour samples were analyzed. There were significantly higher N7-MeG and O6-MeG levels detected in treated patient tumour samples when compared to untreated tumour samples. We observed intra- and inter-patient variability in N7-MeG and O6-MeG levels in all grades. In treated tumour samples, a negative correlation was seen between N7-MeG and O6-MeG levels across all grades. Increased N7-MeG levels and decreased O6-MeG levels were observed with increased malignancy. Astrocytoma samples showed significantly higher O6-MeG/N7-MeG ratios, than oligodendrogliomas, anaplastic astrocytomas and GBM tissues. No correlation was observed between MGMT protein repair activity and N7-MeG and O6-MeG levels. Samples with methylated MGMT promoters however showed significantly higher O6-MeG and O6-MeG/N7-MeG levels when compared to samples with unmethylated promoters. These results are the first in the literature to detect N7-MeG and O6-MeG induced DNA injury in human gliomas and human normal tissues and provides an experimental paradigm to help in the determination of patient response to TMZ. / Le témozolomide (TMZ) est un agent alkylant actuellement utilisé pour traiter plusieurs types de tumeurs cérebrales, dont les glioblastomes (GBM). Suivant une résection chirurgicale de la tumeur, les patients atteints de GBM sont ensuite traités par radiothérapie standard et chimiothérapie avec le TMZ. Malgré les progrès observés chez ces patients, une augmentation de la dose de TMZ lors de la chimiothérapie n'a pas démontré d'amélioration du devenir des patients. Ceci pourrait indiquer que l'accumulation des lésions cytotoxiques et leurs réparations sont importantes pour l'évolution des tumeurs ou la survie du patient. Dans cette étude, nous avons pour objectif de développer une méthode sensible et stable pour la détection quantitative du N7-methylguanine (N7-MeG) et O6-methylguanine (O6-MeG) par chromatographie liquide et spectrométrie de masse. Chez 31 patients atteints de tumeurs gliales de grade II à IV, nous avons été capable de détecter le niveau de N7-MeG et O6-MeG dans les échantillons des substances grises, blanches et de plusieurs régions du tissus cancéreux. Ces patients ont été traités quotidiennement avec 75 mg/m2/de TMZ pendant 14 jours avant d'être opérés. Nous avons aussi détectés N7-MeG et O6-MeG dans plusieurs régions de tissus tumoraux de 6 patients non-traités. Au total, nous avons analysés au total 114 échantillons de tumeurs traitées, 12 échantillons de tissus cérébraux traités et 19 échantillons de tumeurs non-traitées. Suite à cette analyse, nous avons observé des niveaux de N7-MeG et O6-MeG supérieurs dans les échantillons des patients traités comparativement aux patients non-traités. D'importantes variations du niveau intra- et inter-patients de N7-MeG et O6-MeG ont été détectées. Dans les échantillons traités, nous avons observé une corrélation négative entre les niveaux de N7-MeG et O6-MeG. Nous avons observé qu'une croissance de la malignité est associée avec une augmentation du niveau de N7-MeG et une diminution du niveau de O6-MeG. De plus, nous avons noté que le ratio de O6-MeG/N7-MeG est significativement plus élevé dans les échantillons d'astrocytomes traités en comparaison avec les oligodendrogliomes, astrocytomes anaplastiques et GBM traités. Nous n'avons pas observé de corrélation entre le niveau de O6-MeG ou de O6-MeG/N7-MeG et l'activité réparative du MGMT. Toutefois, nous avons pu détecter des niveaux de O6-MeG et O6-MeG/N7-MeG plus élevés dans les échantillons avec un promoteur de MGMT méthylé en comparaison avec les échantillons non-méthylés. Ces résultats démontrent pour la première fois l'accumulation des lésions N7-MeG et O6-MeG due au traitement par le TMZ dans des tissus cérébraux et des tumeurs gliales.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110621 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Seyed Sadr, Emad |
| Contributors | Rolando Fausto Del Maestro (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 (Integrated Program in Neuroscience) |
| 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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