Charakteristika spontánní regrese melanomu u MeLiM prasat

Ing. Jana Čížková

Doctoral thesis

Characterization of spontaneous regression of melanoma in MeLiM pigs

Abstract:

Maligní melanom je jedním z typů nádorů kůže, se kterým je spojena nejvyšší úmrtnost. Jeho vznik je nejčastěji spojován s délkou expozice kůže UV záření, avšak jeho patofyziologie je závislá i na dalších faktorech včetně dědičné predispozice, které bylo využito při šlechtění prasečí melanomové linie Melanoma bearing Libechov Minipigs (MeLiM). Charakteristickým rysem melanomů u těchto zvířat je jejich spontánní regrese, která se v současné době vyskytuje až u 95 % zvířat. Jedná se o dynamický proces, který je definován jako částečné nebo úplné vymizení nádoru bez jakéhokoliv terapeutického zásahu, což by mohlo mít velký význam pro terapeutickou praxi. Z tohoto důvodu jsme se rozhodli tento proces detailněji popsat. Zaměřili jsme se na specifické imunitní buňky, hematologické parametry a mikrobiom.Popsali jsme T lymfocyty v periferní krvi, jejichž počet se zvyšoval během regrese melanomu. Tyto lymfocyty mají fenotyp CD4+CD8hi a mají přímé protějšky v lymfocytech infiltrující nádory. Obě populace mají podobnou expresi vybraných markerů. Tato populace recirkulačních T lymfocytů hraje roli v kontrole a regresi nádoru a bude dále podrobena dalšímu zkoumání.Při sledování hematologických parametrů jsme prokázali, že se progredující zvířata (P) v mnohých parametrech významně odlišují od zvířat regredujících (SR) i zcela zdravých (C). Skupina P vykázala nejnižší střední hodnoty počtu červených krvinek, hematokritu, koncentrace hemoglobinu a tělesné hmotnosti, zatímco kontrolní bílá prasata (bez nádoru) odhalila nejvyšší průměrné hodnoty těchto parametrů. Průměrné hodnoty prasat se spontánní regresí se pohybovaly mezi skupinami P a C. Vliv mikrobiomu na spontánní regresi byl prokázán u mnohých nádorových onemocnění, avšak ještě nikdy nebyl studován mikrobiom prasečího melanomu. Porovnáním získaných výsledků jsme zjistili, že bakteriální složení i diverzita byly mezi mikrobioem kůže a melanomu významně odlišné. Výskyt Staphylococcus chromogenes, Staphylococcus hyicus a Enterococcus faecalis a rodů Fusobacterium a Trueperella byl ve vzorcích melanomu významně zvýšen, naopak Staphylococcus sciuri, Staphylococcus cohnii a Lactococcus lactis byly signifikantně častější na zdravé kůži, což svědčí o silném vztahu mezi vývojem melanomu a změnami kožního mikrobiomu.

Abstract:

Malignant melanoma is one of the types of skin tumors with the highest mortality. Its origin is most often associated with the length of skin exposure to UV radiation, but its pathophysiology also depends on other factors, including hereditary predisposition, which was used in the breeding of porcine melanoma line Melanoma bearing Libechov Minipigs (MeLiM). A characteristic feature of melanomas in these animals is their spontaneous regression, which currently occurs in up to 95% of animals. It is a dynamic process, which is defined as a partial or complete disappearance of a tumor without any therapeutic intervention, which could be of great importance for therapeutic practice. For this reason, we decided to describe this process in more detail. We focused on specific immune cells, hematological parameters and microbiome.We described T lymphocytes in peripheral blood that increase during melanoma regression. These lymphocytes possess the CD4+CD8hi phenotype and they have their direct counterparts in tumor infiltrating lymphocytes. Both populations have a similar expression of selected markers. This population of recirculating T cells plays a role in tumor control and regression and will be further investigated.When monitoring hematological parameters, we showed that progressive animals (P) differ significantly in many parameters from regressive (SR) and completely healthy animals (C). Group P showed the lowest median values of red blood cell count, hematocrit, hemoglobin concentration and body weight, whereas control white pigs (tumor-free) revealed the highest mean values of these parameters. The mean values of pigs with spontaneous regression fell between the P and C groups.The effect of the microbiome on spontaneous regression has been demonstrated in many cancers, but the microbiome of swine melanoma has never been studied. By comparing the obtained results, we found that the bacterial composition and diversity were significantly different between the skin and melanoma microbiome. The incidence of Staphylococcus chromogenes, Staphylococcus hyicus and Enterococcus faecalis and the Fusobacterium and Trueperella genera were significantly increased in melanoma samples. In contrast, Staphylococcus sciuri, Staphylococcus cohnii and Lactococcus lactis were significantly more frequent on healthy skin. This indicates a strong relationship between the development of melanoma and changes in the skin microbiome.

Keywords

melanom, spontánní regrese, prase, MeLiM

Keywords

melanoma, spontaneous regression, pig, MeLiM

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 8. 2020

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Mgr. Markéta Sedmíková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Animal Science / General Animal Science