Antiproliferative effects of retinoic acid in breast cancer

Abstract

Les rétinoïdes sont utilisés dans le traitement d’une variété de tumeurs malignes et lésions précancéreuses. Leurs effets dans des lignées cellulaires dérivées de tumeurs solides tel que le cancer du sein ont été étudiés extensivement. Cependant, les bénéfices dans le cancer du sein restent à date peu clairs. Ceci est probablement du à l’hétérogénéité des tumeurs mammaires et la réponse très variable aux effets antiprolifératifs de l’acide rétinoïque. Dans les lignées cellulaires cancéreuses mammaires, la réponse l’AR est fortement corrélée au niveau d’expression du récepteur aux estrogènes alpha (ERα), qui régule l’expression du gène qui encode le récepteur à l’acide rétinoïque alpha, RARA. Malgré cela, certaines lignées cellulaires ER-négatives, comme la lignée HER2-positive SK-BR-3, ont été décrites comme étant sensibles à l’AR. Dans le Chapter 2: de cette thèse, nous avons étudié les mécanismes de la signalisation ER-dépendante et ER-indépendante dans les cellules cancéreuses mammaires. Nous avons utilisé des lignées ER-négatives et ER-positives pour démontrer qu’une partie de la réponse à l’AR est indépendante de la signalisation par ER. Nous avons identifié plusieurs gènes cibles primaires de l’AR qui ont des effets similaires à l’AR quand ils sont surexprimés dans des cellules mammaires cancéreuses. Cette étude apporte une meilleure compréhension des mécanismes complexes qui mènent à l’arrêt de croissance induit par l’AR dans les cellules cancéreuses mammaires. Dans le Chapitre 3, nous avons regardé plus en détails la signalisation ER-indépendante par l’AR dans des cellules ayant une amplification des gènes HER2 et RARA et nous avons identifié une synergie entre l’AR et le Herceptin dans ces cellules. Nous proposons que les gènes FOXO jouent une rôle dans cette synergie. Les cellules SK BR 3, ayant une coamplification HER2/RARA, pourraient représenter une classe de tumeurs qui pourraient bénéficier d’un traitement avec des rétinoïdes, en augmentent la réponse au Herceptin et potentiellement en réduisant la résistance au Herceptin. En conclusion, les données présentées dans cette thèse aident à mieux comprendre les mécanismes menant à l’arrêt de croissance induit par l’AR dans les cellules cancéreuses mammaires et fournissent une application potentielle pour l’utilisation de l’AR dans le traitement du cancer du sein.

Retinoids are being used in the treatment of several malignancies and precancerous lesions. Their effects on cell lines derived from solid tumors, such as breast cancer, have also been described extensively. Their benefit in breast cancer, however, remains unclear. This might be because of the high levels of heterogeneity of breast tumors and the very variable response to the antiproliferative effects of retinoic acid. In mammary tumor cell lines, the response to retinoic acid is highly correlated with the expression of the estrogen receptor alpha (ERα), which regulates the expression of the retinoic acid receptor alpha gene RARA. However, some ER-negative cell lines, such as the HER2 positive SK-BR-3 cell line, have been reported to be RA-sensitive. In Chapter 2: of this thesis we have investigated the mechanisms of ER-dependent and ER-independent RA signaling in breast cancer cells. Using ER-positive and ER-negative cell lines, we show that part of the response to RA is independent of ER signaling. Several direct retinoic acid targets were identified that could mimic antiproliferative effects of retinoic acid when overexpressed in breast cancer cells. This study has provided better insight in the complex mechanisms that lead to RA-induced growth arrest in breast cancer cells. In Chapter 3: we looked further into the ER-independent RA signaling in HER2/RARA-amplified cells and identified a synergy between RA and Herceptin in these cells. We propose a role for FOXOs in mediating this synergy. HER2/RARA coamplified breast tumors might represent a subclass of tumors that could benefit from retinoid treatment, both increase antitumor effects of Herceptin, as well as in potentially reducing Herceptin resistance. In conclusion, data presented in this thesis give better insight in the mechanisms of RA induced growth arrest in breast cancer cells and provide a potential application of retinoids in a subset of breast tumors.