La protéomique.

For patients with difficult-to-treat cancers, doctors increasingly rely on genomic testing of tumors to identify errors in the DNA that indicate a tumor can be targeted by existing therapies. But this approach overlooks another potential marker -- rogue proteins -- that may be driving cancer cells and also could be targeted with existing treatments.

If DNA can be described as the body's genetic blueprint, proteins can be thought of as the construction workers who carry out the plan. Studying the blueprint can be vital to understanding genetic diseases, including cancer, but that focus also means that some problems arising with the workers may be missed.

Studying mice with breast tumors transplanted from patients, researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis, The Broad Institute of MIT and Harvard, and Baylor College of Medicine have analyzed the proteins present in these tumors. The researchers demonstrated that some protein alterations can be used to identify drugs that may work against some cancers. The work is part of the National Cancer Institute's (NCI) Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium efforts.

The study is published March 28 in Nature Communications.

"Proteins carry out most of the biological functions in the cell," said senior author Li Ding, PhD, an associate professor of medicine at Washington University. "Knowing the DNA sequence does not automatically tell us everything about the proteins doing work in the cells. This is another layer of tumor complexity that we need to explore to identify new therapies."

Ding said recent advances in a technology called mass spectrometry and in techniques to analyze massive quantities of data have made complex studies of the proteins in tumor cells possible. Another reason to prioritize the systematic study of proteins in tumors -- cancer proteomics -- is that the vast majority of cancer therapies developed from genetic studies actually target proteins.

"Identifying the rogue proteins of cancer is an important pathway toward developing new drugs," said co-author R. Reid Townsend, MD, PhD, a professor of medicine and director of the Proteomics Shared Resource at Washington University.

"We can use proteomics to confirm and validate our genomics findings," said Ding, also an assistant director of The McDonnell Genome Institute at Washington University School of Medicine. "In addition, it's another tool to uncover additional events that drive cancer and are specific to individual patient tumors, including the amount of the 'rogue' protein, its specific form, or the type and extent of chemical modifications of the proteins that we know are treatable with approved or investigational drugs. We also can test these therapies in the mice before we evaluate them in patients."

Steven A. Carr, PhD, of the Broad Institute, said the team analyzed a chemical modification called phosphorylation, which plays a central role in how healthy, as well as diseased, cells communicate.

"Disruption or enhancement in such signaling is often directly related to disease mechanism and can be targeted for therapy," Carr said.

The researchers studied 24 tumor samples from breast cancer patients after the samples were transplanted into mice. Twenty-two of the transplanted samples retained their genetic and proteomic identities as specific types of breast cancer. A proteomic analysis of the tumors also identified multiple protein targets that have the potential to respond to drugs.

For example, the researchers showed dialed-up activity of multiple protein pathways that could be targeted with investigational drugs called PI3K inhibitors and mTOR inhibitors, separately and in combination, depending on the tumor. They also showed that drugs against a type of breast tumor called HER2 positive breast cancer -- such as the dual ERBB2/EGFR inhibitor lapatinib -- potentially could benefit more patients than currently receive them, if analysis of the tumor proteins is taken into consideration.

While most of these tumor models recapitulated specific types of breast cancer, Ding said the scientists were surprised to see that two of the 24 tumors evolved into a completely different type of cancer after transplantation into the mice. Instead of breast cancer, they resembled lymphoma and were driven by the cancer-causing virus Epstein-Barr, according to the researchers. Lymphomas are cancers of immune cells that may have arisen from lymphatic tissue present in the breast tumors transplanted into the mice.

The analysis of the lymphoma-like cancers was the first proteomic study of this type of tumor. Though unintentional, Ding said the analysis provides an explanation for why investigational drugs that inhibit a protein called BTK have been effective in treating patients with lymphoma.

"Since it is the proteins that interact directly with drugs, the strength of studying proteomics in patient-derived tumor models is the ability to test drug treatment in the mice," Ding said. "With advances in cancer proteomics that increase the speed of measurement, we are moving toward a future that includes genomic and proteomic analyses of patient tumors."

Co-author Matthew J. Ellis, MD, PhD, of Baylor, agreed. "The mouse work is promising enough to adapt these technologies for real time analysis of patient materials so that clinical trials can be designed to test this new diagnostic and drug selection approach," he said.

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Pour les patients atteints de cancers difficiles à traiter, les médecins s'appuient de plus en plus sur les tests génomiques des tumeurs pour identifier les erreurs dans l'ADN qui indiquent qu'une tumeur peut être ciblée par les thérapies existantes. Mais cette approche néglige un autre marqueur potentiel - les protéines déloyales - qui peuvent des cellules cancéreuses qui "drive" le cancer et qui pourraient également être ciblée avec les traitements existants.




Si l'ADN peut être décrit comme le plan génétique du corps, les protéines peuvent être considérés comme les travailleurs de la construction qui exécutent le plan. Étudier le plan peut être essentiel pour comprendre les maladies génétiques, y compris le cancer, mais cette focalisation signifie également que certains problèmes rencontrés avec les travailleurs peuvent être manqués.




Étudier des souris avec des tumeurs du sein transplantées de patients, des chercheurs à la Faculté de médecine de l'Université de Washington à St. Louis, The Broad Institute du MIT et Harvard et Baylor College of Medicine ont analysé les protéines présentes dans ces tumeurs. Les chercheurs ont démontré que certaines altérations de protéines peuvent être utilisés pour identifier les médicaments qui peuvent fonctionner contre certains cancers. Ce travail fait partie des efforts du Consortium d'analyse des tumeurs protéomiques cliniques du National Cancer Institute (NCI).




L'étude est publiée le 28 mars dans Nature Communications.




"Les protéines exécutent la plupart des fonctions biologiques dans la cellule", a déclaré l'auteur principal Li Ding, PhD, professeur agrégé de médecine à l'Université de Washington. «Connaître la séquence d'ADN ne nous dit pas automatiquement tout sur les protéines faisant du travail dans les cellules. C'est une autre couche de complexité tumorale que nous devons explorer pour identifier de nouvelles thérapies».




Ding a déclaré que les progrès récents dans une technologie appelée spectrométrie de masse et dans les techniques d'analyse de quantités massives de données ont rendu des études complexes des protéines dans les cellules tumorales possible. Une autre raison de prioriser l'étude systématique des protéines dans les tumeurs - la protéomique du cancer - est que la grande majorité des traitements contre le cancer développés à partir d'études génétiques ciblent réellement les protéines.




«L'identification des protéines déloyales du cancer est une voie importante vers le développement de nouveaux médicaments», a déclaré le co-auteur R. Reid Townsend, MD, PhD, professeur de médecine et directeur de la Proteomics Shared Resource à l'Université de Washington.




«Nous pouvons utiliser la protéomique pour confirmer et valider nos résultats en génomique», a déclaré Ding, également directeur adjoint du McDonnell Genome Institute à la Washington University School of Medicine. "En outre, c'est un autre outil pour découvrir d'autres événements qui entraînent le cancer et sont spécifiques aux tumeurs du patient individuel, y compris la quantité de protéines rogues, sa forme spécifique, ou le type et l'étendue des modifications chimiques des protéines que nous connaissons qui peuvent être traités avec des médicaments approuvés ou expérimentaux. Nous pouvons également tester ces thérapies chez les souris avant de les évaluer chez les patients.




Steven A. Carr, Ph.D., de l'Institut Broad, a déclaré que l'équipe a analysé une modification chimique appelée phosphorylation, qui joue un rôle central dans la façon dont la santé, ainsi que les cellules malades communiquent.




"La perturbation ou l'amélioration de cette signalisation est souvent directement liée au mécanisme de la maladie et peut être ciblée pour la thérapie", a déclaré Carr.




Les chercheurs ont étudié 24 échantillons de tumeurs de patients atteints de cancer du sein après que les échantillons ont été transplantés chez la souris. Vingt-deux des échantillons transplantés conservaient leur identité génétique et protéomique en tant que types spécifiques de cancer du sein. Une analyse protéomique des tumeurs a également identifié de multiples cibles protéiques qui ont le potentiel de répondre aux médicaments.




Par exemple, les chercheurs ont montré une augmentation des activités de multiples voies de la protéine qui pourrait être ciblée avec les médicaments en études appelés inhibiteurs de PI3K et inhibiteurs de mTOR, séparément et en combinaison, en fonction de la tumeur. Ils ont également montré que les médicaments contre un type de tumeur du sein appelé HER2 positif cancer du sein - comme le double inhibiteur ERBB2 / EGFR, le lapatinib, - qui pourrait potentiellement bénéficier plus de patients que les reçoivent actuellement, si l'analyse des protéines tumorales est prise en considération.




Alors que la plupart de ces modèles de tumeurs récapitulent les types spécifiques de cancer du sein, Ding a déclaré que les scientifiques ont été surpris de voir que deux des 24 tumeurs évolué dans un type complètement différent de cancer après la transplantation chez les souris. Au lieu du cancer du sein, ils ressemblaient au lymphome et étaient entraînés par le virus causant le cancer Epstein-Barr, selon les chercheurs. Les lymphomes sont des cancers des cellules immunitaires qui peuvent provenir de tissus lymphatiques présents dans les tumeurs du sein transplantées chez la souris.




L'analyse des cancers du type lymphome a été la première étude protéomique de ce type de tumeur. Bien que non intentionnelle, Ding a dit que l'analyse fournit une explication de la raison pour laquelle les médicaments expérimentaux qui inhibent une protéine appelée BTK ont été efficaces dans le traitement des patients atteints de lymphome.




«Puisque ce sont les protéines qui interagissent directement avec les médicaments, la force de l'étude de la protéomique dans les modèles de tumeurs dérivés du patient est la capacité de tester le traitement médicamenteux chez les souris»




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définition protéomique :

La protéomique désigne la science qui étudie les protéomes, c'est-à-dire l'ensemble des protéines d'une cellule, d'un organite, d'un tissu, d'un organe ou d'un organisme à un moment donné et sous des conditions données.

(Aug. 8, 2012) — A major breakthrough by scientists at Queen’s University Belfast could lead to more effective treatments for throat and cervical cancer. The discovery could see the development of new therapies, which would target the non-cancerous cells surrounding a tumour, as well as treating the tumour itself.

Une avancée majeure pourrait conduire à des traitements plus efficaces pour le cancer de la gorge et du cou. La découverte pourrait amener de nouvelles thérapies qui cibleraient les tissus non-cancéreux voisins aussi bien que la tumeur elle-même.

Researchers at Queen’s Centre for Cancer Research and Cell Biology have found that the non-cancerous tissue, or ‘stroma’, surrounding cancers of the throat and cervix, plays an important role in regulating the spread of cancer cells.

Des chercheurs ont découvert que le tissu non-cancéreux (ou stroma) qui entourent les cancer de la gorge et du cou jouent un important rôle dans la régulation des cellules cancéreuses.

The discovery opens the door for the development of new treatments which, by targeting this non-cancerous tissue, could prevent it being invaded by neighbouring cancer cells.

La découverte ouvre la porte sur le développement de nouveaux traitements qui ciblent ce tissu non-cancéreux et pourrait prévenir l'invasion des tissus voisins par les cellules cancéreuses.

The research, led by Professor Dennis McCance, has just been published in the European Molecular Biology Organization journal. Professor McCance said: “Cancer spreads as the result of two-way communication between the cancer cells in a tumour and the non-cancerous cells in the surrounding tissue.

“We already know that cancer cells are intrinsically programmed to invade neighbouring healthy tissue. But the cells in the non-cancerous tissue are also programmed to send messages to the cancer cells, actively encouraging them to invade. If these messages – sent from the healthy tissue to the tumour - can be switched-off, then the spread of the cancer will be inhibited.

“What we have discovered is that a particular protein in non-cancerous tissue has the ability to either open or close the communication pathway between the healthy tissue and the tumour. When the Retinoblastoma protein (Rb) in non-cancerous tissue is activated, this leads to a decrease in factors that encourage invasion by cancer cells. And so, the cancer doesn’t spread.”

The Rb protein is found in both cancer and non-cancerous tissue. Its importance in regulating the growth of cancer cells from within tumours is already well-documented, but this is the first time scientists have identified the role of the Rb found in healthy tissue, in encouraging or discouraging the spread of cancer.

La protéine Rb est trouvé dans le cancer et dans les tissus non-cancéreux. Son importance dans la régulation de la croissance des cellules cancéreuses des tumeurs est déjà bien documentée mais pour la première fois les scientifiques ont identifié son rôle dans les tissus sains, un rôle d'encouragement ou de découragement que le cancer se répande.

The research was conducted using three-dimensional tissue samples, grown in Professor McCance’s lab, to replicate the stroma tissue found around cancers of the throat and cervix.

Speaking about the potential implications for cancer treatment, Professor McCance continued: “Current treatments for cancer focus on targeting the tumour itself, in order to kill the cancer cells before they spread. This discovery opens the door for us to develop new treatments that would target the normal tissue surrounding a tumour, as opposed to the tumour itself. By specifically targeting pathways controlled by the Rb protein, it would be possible to switch-off the messages that encourage cancer cells to invade, and inhibit the spread of the tumour.

“Our research has focussed on cancers of the throat and cervix. But it is possible that Rb or other proteins in the healthy tissue surrounding other types of cancer, may play a similar role in regulating the spread of tumour cells. Therefore, the implications of this discovery could go far beyond throat and cervical cancer, and that is something we plan to investigate further.”

"Notre recherche s'est attardée surtout au cancers du cou et de la gorge mais c'est possible que la protéine rétinoblastome soit dans des tissus sains autour de d'autres cancers et c'est quelque chose que nous allons investiger dans le futur.

Scientists report that a protein best known as a common marker of inflammation plays a key role in the progression of human cancer. The research, published in the journal Cancer Cell, implicates C-reactive protein (CRP) as a potential target for cancer treatment.


Les cientifiques rapportent qu'une protéine mieux connue comme marqueur d'inflammation joue un rôle clé dans la progression du cancer. La recherche publiée dans le journal Cancer Cell, implique la protéine C réactive (CPR) comme une cible potentiel pour traiter le cancer.