Studium molekulárních mechanismů zodpovědných za karcinogenezi děložního hrdla

Bc. Hedvika Fraňková

Master's thesis

Study of molecular mechanisms responsible for carcinogenesis of cervical cancer

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá identifikací mikroRNA jako potenciálních biomarkerů karcinomu děložního hrdla. Karcinom děložního hrdla je čtvrtým nejčastějším onkologickým onemocněním u žen a v drtivé většině případů je spojen s infekcí lidskými papilomaviry. Invazivní karcinom se vyvíjí z tzv. prekanceróz nazývaných cervikální intraepiteliální neoplazie (podle novější nomenklatury high- a low-grade dlaždicobuněčné intraepiteliální léze), které jsou charakterizovány morfologickými změnami epiteliálních buněk, ale neprojevují se prakticky žádnými příznaky. Ke shodným morfologickým změnám dochází i v případě produktivní infekce, při níž virus nenarušuje genom hostitelské buňky, ale využije ji pouze ke svému pomnožení. Pomocí dostupných vyšetřovacích metod je velmi těžké rozlišit, zda se jedná o projevy produktivní infekce nebo změny vedoucí ke vzniku maligní transformace. Z tohoto důvodu narůstá snaha nalézt vhodné diagnostické biomarkery karcinomu děložního hrdla například ve formě mikroRNA, malých nekódujících molekul RNA regulujících genovou expresi. Cílem této práce bylo v první řadě stanovit hladinu exprese vybraných mikroRNA ve vzorcích pocházejících z dysplastické a benigní tkáně děložního hrdla. Některé mikroRNA vykazovaly významně zvýšenou hladinu exprese u benigních vzorků (miR-34c, miR-409-3p, miR-411, miR-596), což naznačuje, že by se mohlo jednat o nádorové supresory. Některé byly významně exprimované dokonce jen ve věkové skupině pacientek nad 31 let (miR-409-3p, miR-411, miR-25). Ze skupiny mikroRNA s rozdílnou expresí byly vybrány miR-34c a miR-409-3p k funkční analýze, která ověřovala jejich funkci v buněčných liniích CaSki a HeLa odvozených od cervikálního karcinomu. Mimoto byla exprese jednotlivých mikroRNA korelována s hladinou mRNA genu E6 s cílem identifikovat případnou souvislost mezi funkcí dané mikroRNA a aktivitou lidských papilomavirů. Jako signifikantní byla potvrzena negativní korelace mezi miR-409-3p a genem E6. Nejvýznamnějším výstupem této práce je ověření funkce miR-34c jako nádorového supresoru, která byla nadměrně exprimována v benigních tkáních na rozdíl od dysplastických, a prokazatelně inhibovala proliferaci a migraci testovaných nádorových buněk.

Abstract:

This diploma thesis deals with identification of microRNAs as potential biomarkers in cervical cancer. Cervical cancer is the fourth most common cancer in women and usually is associated with a human papillomavirus infection. Invasive carcinoma progresses through premalignant lesions called cervical intraepithelial neoplasia (according to a more recent nomenclature high- and low-grade squamous intraepithelial lesions), that are characterized by morphological changes of epithelial cells, but cause virtually no symptoms. The identical morphological changes are caused also by productive infection, in which the virus doesn’t integrate into the host genome, but utilizes it only for its propagation. When using the available screening methods, it is very difficult to distinguish whether the changes are caused by productive infection or lead to malignant transformation. This evokes effort to find novel diagnostic biomarkers of cervical cancer, for instance microRNAs, small non-coding RNAs involved in the regulation of gene expression. The aim of this work was at first to assess the expression of selected microRNAs in specimens from dysplastic and benign tissues. Some microRNAs were significantly increased in benign tissues (miR-34c, miR-409-3p, miR-411, miR-596), which may reflect their potential tumor suppressor function. Some of them were even increased only in the group of patients over 31 years (miR-409-3p, miR-411, miR-25). miR-409-3p and miR-34c were selected from the group of aberrantly expressed microRNAs and were further subjected to functional analysis, in cervical cancer derived cell lines CaSki and HeLa to verify their function. Moreover, the expression of individual microRNAs was correlated with E6 mRNA expression level to identify potential association of particular microRNA and activity of human papillomaviruses. Negative correlation between miR-409-3p and E6 gene was found as statistically significant. The most significant conclusion of this thesis is a function of miR-34c as a tumor suppressor, since it was expressed at higher level in benign tissues in relation to dysplastic tissues and also significantly inhibited proliferation and migration of tumor cells.

Keywords

Karcinom děložního hrdla, Lidský papilomavirus, Cervikální intraepiteliální neoplazie, mikroRNA, miR-34c, Biomarker, Cervical cancer, Human papillomavirus, Cervical intraepithelial neoplasia, microRNA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2016
• Supervisor: doc. Mgr. Roman Hrstka, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry