Subcelulární lokalizace nestinu v nádorově transformovaných buňkách

Bc. Olga Krupková

Master's thesis

Subcellular localization of nestin in tumor cells

Abstract:

Nestin je protein VI. třídy intermediárních filament, který je v současné době považován za důležitý marker neuronálních kmenových/progenitorových buněk v embryogenezi. V dospělém organizmu byl detekován v místech poškození CNS a v nádorově transformovaných buňkách různých typů solidních nádorů. Nestin je považován za jeden z markerů nádorových kmenových buněk zejména neurogenních nádorů. Bylo také prokázáno, že míra jeho exprese v určitých typech nádorů koreluje s maligním potenciálem buněk, tedy s jejich primitivitou, a byla potvrzena exprese nestinu ve vaskulárních endoteliálních buňkách během nádorové angiogeneze. Kromě standardní cytoplazmatické lokalizace byl nestin detekován v buněčných jádrech několika typů solidních nádorů. Jedná se o nález nestinu v jádře buněk astrocytomu, angiosarkomu a neuroblastomu, kde byla prokázána jeho interakce s jadernou DNA. Následující výzkum však tuto interakci nepotvrdil, otázka lokalizace nestinu v jádře a jeho interakce s DNA tedy zůstává nadále otevřená. Nestin může hrát důležitou roli během proliferace či diferenciace nádorových buněk nebo při procesu metastázování, tato úloha nestinu v nádorových buňkách však není dosud objasněna. Cílem této diplomové práce bylo studium intracelulární distribuce nestinu v buněčných liniích derivovaných ze solidních nádorů. Nestin byl detekován pomocí nepřímé imunofluorescence ve všech 13 studovaných buněčných liniích derivovaných z nádorů neurogenního původu: 6 linií z multiformního glioblastomu, 2 linie z meduloblastomu a 5 linií z neuroblastomu. Exprese nestinu v těchto liniích je v souladu s neurogenním původem nádorů a ukazuje na přítomnost primitivních, nediferencovaných, nádorových buněk. Lokalizaci nestinu v buněčném jádře se podařilo prokázat u 3 linií. Zastoupení buněk vykazujících jadernou pozitivitu pro nestin bylo však velmi nízké (maximálně 10 %). Pomocí imunoblottingu byl nestin zjištěn ve všech studovaných liniích a také v cytoplazmatické i jaderné frakci linií NBL 06, NBL 19 a GM7. Jaderná lokalizace nestinu byla potvrzena také pomocí transmisní elektronové mikroskopie. Nestin je již dnes užitečným markerovým proteinem, využitelným ke studiu signálních drah zapojených v patogenezi nádorových onemocnění. Jeho další studium a porozumění jeho funkci by mohlo podpořit vývoj nových postupů v terapii nádorů.

Abstract:

Nestin belongs to the class VI of intermediate filament proteins and is considered to be a useful neuronal stem/progenitor cell marker during mammalian embryogenesis. In adult organism, nestin has been detected in the CNS tissue after injuries and in transformed cells of various solid tumor types. Nestin is regarded to be the one of the neuronal cancer stem cell markers, mainly in tumors which arises from the nervous system. It has been proved that the amount of nestin expression correlates with cell malignancy, thus with its primitivity, and nestin expression in vascular endothelial cells during tumor angiogenesis has been also documented. Beside its standard cytoplasmic localisation, nestin has been detected in cell nuclei of several solid tumor types – astrocytoma, neuroblastoma and angiosarcoma. Interactions between nestin and DNA have been evidenced in neuroblastoma cells, but further studies did not confirm these findings. Nestin may have important effects during proliferation and differentiation of tumor cells or in metastatic processes, but this nestin function have not yet been understood. The aim of present thesis was to investigate intracellular distribution of nestin in tumor derived cell lines. Through the use of indirect immunofluorescence, nestin has been detected in all 13 investigated cell lines, derived from tumors of neuronal origin: 6 cell lines from glioblastoma multiforme, 2 cell lines from medulloblastoma and 5 cell lines from neuroblastoma. Nestin expression in these cell lines is in conformity with neurogenic origin of tumors and points to presence of primitive undifferentiated tumor cells. In 3 cell lines, nestin has been confirmed in cell nuclei, nevertheless percentage of cells with nuclear nestin positivity was very low (maximum 10 %). Nestin has been detected in all studied cell lines as well as in cytoplasmic and nuclear fraction of NBL 06, NBL 19 and GM7 cell lines by immunoblotting. Presence of nestin in cell nuclei was confirmed also by the transmission electron microscopy. Nowadays nestin is a useful marker, available for research of cell signaling pathways involved in tumor pathogenesis. Further research and understanding of nestin function may support development of new procedures and methods in cancer therapies.

Keywords

nestin, neuroblastom, multiformní glioblastom, meduloblastom, nádorové kmenové buňky

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2010
• Supervisor: prof. RNDr. Renata Veselská, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / Molecular Biology and Genetics