Studium molekulární podstaty chemo- a radiorezistence na základě komplexní molekulárně-genetické charakterizace tkáně glioblastomu a jeho recidivy

Bc. Andrej Bešše

Master's thesis

Study of chemo- and radio-resistance molecular basis through complex molecular-genetic characterization of paired primary and relapsed glioblastoma tissues

Abstract:

Úvod a problematika: GBM je nejagresivnější formou nádorů mozku. I přes radikální resekci následovanou chemoradioterapií zůstává prognóza pacientů s GBM velmi nepříznivá s mediánem přežití 12 - 15 měsíců od stanovení diagnózy. To je způsobené častým relapsem GBM, který vykazuje zvýšenou chemoradiorezistenci a agresivitu. Několik prací popisuje deregulaci miRNA a jejich zapojení do drah spojených s rezistencí nádorů k léčbě. Metody: S využitím qRT-PCR byla provedena globální analýza exprese miRNA u tří párových vzorků primárních GBM a jejich recidiv. Vybrané miRNA byly následně validovány na větším souboru opět párových vzorků GBM. Součástí studie byly taktéž in vitro funkční analýzy vybraných miRNA provedené na třech buněčných liniích odvozených od GBM, jejímž cílem bylo určit vliv těchto miRNA na viabilitu, buněčný cyklus a apoptózu. Výsledky: Všechny tři miRNA: miR-34a, miR-338-5p a miR-1274a byly signifikantně zvýšené (P=0.0195, P=0.0195 a P=0.0098) u relapsu oproti primárnímu GBM. MiR-34a a miR-338-5p byly následně vybrány pro in vitro funkční analýzy, přičemž obě miRNA vykazovaly významný vliv na viabilitu, buněčný cyklus a apoptózu. Závěr: V této studii jsme potvrdili rozdílnou expresi miRNA u primárních GBM oproti jejich recidivám. Pomocí lipofekce se podařilo navýšit hladiny miR-34a a miR-338-5p v primárních liniích GBM a popsat jejich vliv na chemo a radiorezistenci na úrovni viablity, buněčného cyklu a apoptózy. Pro další výzkum by bylo vhodné použít stabilní transfekci a podrobněji popsat její dopad na chemoradiorezistenci na úrovni dalších buněčných procesu jako je migrace, invazivita a tvorba kolonií, a taktéž identifikovat přímé nebo nepřímé cíle těchto miRNA.

Abstract:

Introduction: Glioblastoma is the most aggressive form of brain tumors. Despite radical surgery and chemoradiotherpy, the disease still remains incurable with extremely low median survival rate of 12-15 months from the time of initial diagnosis. This is caused by recurrence of GBM tumors, which then have increased chemoradioresistance and aggressiveness. There are many studies describing deregulation of miRNAs in GBM and involvement of miRNAs in pathways involved in resistance of GBM. Methods: Using qRT-PCR, a profiling study was performed on three paired samples of initial vs. recurrent tumor. Chosen miRNAs were subsequently validated on bigger cohort of GBM paired samples. The study contained also in vitro functional analyses of chosen miRNAs on three primary GBM cell lines to evaluate the effect of these miRNAs on cell viability, apoptosis and cell cycle. Results: All three miRNAs, miR-34a, miR-338-5p and miR-1274a were significantly upregulated (P=0.0195, P=0.0195 and P=0.0098) in recurrent GBM compared to initial tumor. MiR-34a and miR-338-5p were further chosen for in vitro functional analyses, whereas both miRNAs showed significant effect on cell viability, cell cycle and apoptosis. Conclusion: In this study we confirmed different expression of miRNA in initial GBM compared to recurrent GBM. Furthermore we upregulated miR-34a and miR-338-5p using pre-miRNAs and lipofection in primary GBM cell lines and described its function in chemo and radioresistance on viability, cell cycle and apoptosis. However, in future, it will be needed to use a stable transfection in order to analyze the long term impact of differently expressed miRNAs on additional cellular processes, such as migration, colony formation and invasivity and also to identify direct and indirect targets of these miRNAs.

Keywords

glioblastoma, glioblastom, resistance, rezistence, microRNA, mikroRNA, in vitro analýzy, in vitro analyses

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2013
• Supervisor: doc. RNDr. Ondřej Slabý, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry