L1CAM

A team of researchers has pinpointed a sugar modification in cells that spurs the spread of skin cancer. Its findings, which appear in the latest issue of the journal Cancer Cell, spotlight a target in the battle against melanoma.

The study reveals that FUT8, an enzyme that transfers the sugar fucose onto proteins, is a driver of melanoma metastasis and, when silenced, suppresses the onset of cancer and the dissemination of tumors in laboratory mice.

"This sugar may represent a target for future therapeutic intervention in melanoma," observes Lara Mahal, a professor in NYU's Department of Chemistry and one of the paper's co-authors.

The findings, the researchers say, also call for a new, broad-based approach in the hunt for cancer remedies.

"There is a clear need to identify new targets and develop innovative drugs that target molecules essential for metastatic melanoma," notes co-author Eva Hernando, an associate professor of pathology at NYU School of Medicine. "Our results support the value of a systemic approach to identify specific sugars, and related cellular changes, that contribute to melanoma."

While scientists have long thought that the process in which carbohydrates attach to cells -- known as glycosylation -- plays an important role in melanoma progression, there are no comprehensive analyses of clinical samples to support this assertion.

To address this, the researchers examined more than 30 samples of cancer tissue in patients, focusing on a particular type of glycosylation -- fucosylation, or the addition of sugars to a molecule -- by FUT8 and other enzymes.

Using laboratory mice, the researchers were able to reveal the role of FUT8 in metastasis. In addition, they subsequently focused on the factors behind the spread of melanoma. Here they found that it could be explained by fucosylation by this enzyme.

Specifically, their results showed the addition of fucose to a particular molecule, L1CAM, by FUT8 spurred melanoma metastasis. In addition, when this enzyme was silenced, or removed, both the onset and spread of the cancer were stymied.

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Une équipe de chercheurs a identifié une modification du sucre dans les cellules qui stimule la propagation du cancer de la peau. Ses résultats, qui apparaissent dans le dernier numéro de la revue Cancer Cell, mettent l'accent sur une cible dans la lutte contre le mélanome.

L'étude révèle que le FUT8, une enzyme qui transfère le sucre fucose sur les protéines, est un moteur de la métastase du mélanome et, lorsqu'il est calmé, supprime le début du cancer et la dissémination des tumeurs chez les souris de laboratoire.

"Ce sucre peut représenter une cible pour une intervention thérapeutique future dans le mélanome", observe Lara Mahal, professeur au département de chimie de NYU et l'un des coauteurs du journal.

Les résultats, selon les chercheurs, exigent également une nouvelle approche à grande échelle dans la recherche de remèdes contre le cancer.

"Il est clairement nécessaire d'identifier de nouvelles cibles et de développer des médicaments innovants qui ciblent des molécules essentielles pour le mélanome métastatique", commente la co-auteur Eva Hernando, professeur agrégé de pathologie à l'École de médecine de la NYU. «Nos résultats appuient la valeur d'une approche systémique pour identifier des sucres spécifiques et des changements cellulaires connexes qui contribuent au mélanome».

Alors que les scientifiques ont longtemps pensé que le processus dans lequel les glucides s'attachent aux cellules - connu sous le nom de glycosylation - joue un rôle important dans la progression du mélanome, il n'y a pas d'analyse complète des échantillons cliniques pour étayer cette affirmation.

Pour remédier à cela, les chercheurs ont examiné plus de 30 échantillons de tissu cancéreux chez les patients, en se concentrant sur un type particulier de glycosylation - la fucosylation, ou l'addition de sucres à une molécule - par FUT8 et d'autres enzymes.

En utilisant des souris de laboratoire, les chercheurs ont pu révéler le rôle du FUT8 dans les métastases. En outre, ils se sont ensuite concentrés sur les facteurs qui expliquent la propagation du mélanome. Ici, ils ont constaté que cela pourrait être expliqué par la fucosylation par cette enzyme.

Plus précisément, leurs résultats ont montré l'addition de fucose à une molécule particulière, L1CAM, par une métastase de mélanome stimulée par FUT8. En outre, lorsque cette enzyme a été réduite au silence, ou enlevée, l'apparition et la propagation du cancer ont été bloquées.

Mise à jour, L'article date du 15 décembre 2014



BACKGROUND:

Breast cancer is a heterogeneous disease displaying distinct molecular features and clinical outcome. The molecular profile of triple-negative breast cancers (TNBCs) overlaps with that of basal-like breast cancers that in turn show similarities with high-grade serous ovarian and endometrial carcinoma. L1CAM is an established biomarker for the latter cancers and we showed before that approximately 18% of primary breast cancers are positive for L1CAM and have a bad prognosis. Here we analysed the expression of L1CAM breast cancer subtypes.
METHODS:

We analyzed mRNA and protein expression data from different breast cancer cohorts for L1CAM, estrogen receptor, progesterone receptor, Her-2 and Androgen receptor (AR) and correlated the data. We performed Western blot analysis on tumor cell lysates and carried out chromatin-immuno-precipitation (CHIP) after AR overexpression.
RESULTS:

We find that L1CAM is expressed preferentially though not exclusively in TNBCs. Using the human cancer genome atlas database and two independent breast cancer cohorts we find that L1CAM is inversely correlated with androgen receptor (AR) expression. We found that L1CAM(high)AR(low) primary breast tumors have the worst clinical outcome. Overexpression of AR in MDA-MB436 breast cancer cells decreased L1CAM expression at the protein and mRNA level and CHIP-analysis revealed binding of AR to the L1CAM promoter region.
CONCLUSIONS:

These results suggest that L1CAM in breast cancer is under AR control. The data also strongly advocate the use of L1CAM assessment in breast cancer diagnosis. We suggest that L1CAM expression could be causally related to the bad prognosis of TNBCs.
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CONTEXTE:

Le cancer du sein est une maladie hétérogène affichant des différents caractéristiques moléculaires distincts et résultats cliniques. Le profil moléculaire des cancers du sein triple négatif (TNBCs) chevauche celui des cancers du sein de type basal qui à leur tour présentent des similitudes avec de haute qualité de l'ovaire séreux et le carcinome de l'endomètre. L1CAM est un biomarqueur établi pour ces derniers cancers et nous avons montré auparavant qu'environ 18% des cancers du sein primaires sont positifs pour L1CAM et ont un mauvais pronostic. Ici, nous avons analysé l'expression des sous-types de cancer du sein L1CAM.

MÉTHODES:

Nous avons analysé les données provenant de l'expression de protéines et d'mARN provenant de différentes cohortes de cancer du sein, récepteur des œstrogènes, récepteur de la progestérone, Her-2 et récepteur des androgènes (AR) pour le L1CAM et corrélé ces données. Nous avons effectué différents tests.

RÉSULTATS:

Nous constatons que L1CAM est exprimée préférentiellement mais non exclusivement dans les TNBCs. L'utilisation de la base de données d'atlas du génome du cancer humain et deux cohortes indépendantes de cancer du sein, nous constatons que L1CAM est inversement corrélée avec l'expresion du récepteur des androgènes (AR). Nous avons constaté que L1CAM (haute) et AR (faible) dans des tumeurs primaires du sein ont le pire résultat clinique. La surexpression de AR dans des cellules de cancer du sein MDA-MB436 diminue de l'expression de la protéine L1CAM et le niveau de l'ARNm et l'analyse a révélé la liaison de AR pour la région du promoteur de L1CAM.

CONCLUSIONS:

Ces résultats suggèrent que L1CAM dans le cancer du sein est sous le contrôle d'AR. Les données ont également préconiser fortement l'utilisation de l'évaluation L1CAM dans le diagnostic du cancer du sein. Nous suggérons que l'expression L1CAM pourrait être causalement liée au mauvaise pronostic de TNBCs.

Colorectal cancer is one of the most prevalent cancers in the Western world. The tumor starts off as a polyp but then turns into an invasive and violent cancer, which often spreads to the liver. In an article recently published in the journal Cancer Research, Prof. Avri Ben-Ze'ev and Dr. Nancy Gavert of the Weizmann Institute's Molecular Cell Biology Department reveal mechanisms that help this cancer metastasize.

Le cancer colorectal est un des cancers les plus répandus dans le monde occidental. La tumeur commence comme une polype mais se change en un cancer violent et invasif qui se propage souvent au foie. Dans un article récemment publié dans le journal "Cancer research" , des chercheurs ont révélé des mécanismes qui aide le cancer à métastaser.


In a majority of cases, colorectal cancer is initiated by changes in a key protein -- beta-catenin. One of the roles of this protein is to enter the cell nucleus and activate gene expression. But in colorectal and other cancers, beta-catenin over-accumulates in the cell and inappropriately activates genes, leading to cancer.

Dans une majorité de cas, le cancer colorectal est initié par des changements dans une protéine-clé. Un des rôles de cette protéine est d'entrer dasn le noyeua de la cellule et d'activer l'expression des gènes. Mais dans le cancer colorectal et d'autres cancers, la beta-catenine s'accumules dans la cellule et active les gènes d'une manière inapropriée ce qui conduit au cancer.

Surprisingly, one of the genes activated by beta-catenin, which had been previously detected in colorectal cancer cells by Ben-Ze'ev's group, codes for a receptor called L1-CAM. This receptor is a protein usually found on nerve cells, where it plays a role in nerve cell recognition and motility. What is this receptor doing in cancer cells" Ben-Ze'ev's previous research had shown that L1-CAM is only expressed on certain cells located at the invasive front of the tumor tissue, hinting that it could be an important player in metastasis.

D'une façon surprenante, un de gènes activé par la beta-catenine code un récepteur appelé L1-CAM. Ce récepteur est une protéine utilisée habituellement sur les cellules nerveuses où il joue un rôle dans la mobilité et la reconnaissance des cellules nerveuses. Des recherches précédentes ont montré que ce récepteur dans les cellules cancéreuses le L1-CAM est exprimé seulement sur les certaines cellules localisées sur la surface invasive du tissu de la tumeur, ce qui pourrait signifier que ce pourrait être un joueur important dans le phénomène de la métastase.  

In this study, the scientists found that colorectal cancer cells engineered to express the L1-CAM gene indeed spread to the liver, while those cells lacking L1-CAM did not.

Dans cette étude, les scientifiques ont trouvé que les cellulles du cancer colorectal manipulées pour exprimé le gène L1-CAM   se répandent vers le foie tandis que les cellules cancéreuses sans le L1-CAM ne le font pas.