Studium invazního růstu u nádorů prsu a monitorování odpovědi na poškození DNA u nádorů prostaty

Mgr. Dana ŠIMKOVÁ

Doctoral thesis

Abstract:

Nádory jsou komplexní tkáně složené z buněčných i nebuněčných složek, přičemž nádorová progrese a metastazování je výsledkem dynamické komunikace mezi různými typy buněk v nádoru i okolním stromatu. Asporin, člen "small leucine rich" proteoglykanové rodiny proteinů, je důležitým prvkem v normálním vývoji chrupavek, kostí a zubů a také je asociován s několika typy nádorů (např. karcinomy prsu, prostaty a žaludku). V souladu s literaturou jsme potvrdili expresi asporinu pomocí RNA scope in situ hybridizace u fibroblastů asociovaných s nádory (CAF). Mezi testovanými nádorovými liniemi exprimovala asporin pouze Hs578t, což jsme potvrdili na mRNA i proteinové úrovni. Prokázali jsme, že asporin může být downregulován po působení BMP4, zatím co upregulace byla zprostředkována kultivací v bezsérových podmínkách nebo pěstováním ve 3D podmínkách na polystyrenové matrici Alvetex. Downregulace pomocí shRNA inhibovala invazi jak Hs578t, tak CAF a T47D buněk. Invaze asporin negativních modelů MDA-MB-231 a BT-549 přes kolagenovou barieru byla zvýšena v přítomnosti asporinu. Detailní in silico metaanalýza ukázala, že u dobře diferencovaných nádorů je vyšší exprese asporinu spojena s lepším bezpříznakovým přežitím, ale u karcinomů s gradem 3 je tomu naopak. Tato pozorování mohou souviset s polymorfismem polyaspartátové repetice asporinu, kdy alela D13 byla u karcinomu prostaty popsána jako tumor suprimující, kdežto alela D14 podporuje progresi onemocnění. Dále jsme provedli rozsáhlou western blot analýzu odpovědi na poškození DNA u nádorových buněk prostaty jako doplněk ke klonogením testům po kombinovaném působení DNA-PK nebo PARP inhibitorů a ozařování.

Abstract:

Tumors are not solely masses of neoplastic cells but complex tissues composed of cellular and noncellular elements. Tumour progression and metastasis is a result of dynamic crosstalk between different cell types within the tumour itself and its surrounding stroma. Asporin, the member of small leucine rich proteoglycan family I, is an important player in normal development of cartilage, bone and teeth, and has also been associated with different tumors (e.g. breast, prostate and gastric cancer). In line with other studies, we have confirmed asporin expression by RNA scope in situ hybridization in cancer associated fibroblasts. We have also found asporin expression in the Hs578t breast cancer cell line which we confirmed by quantitative RT-PCR and western blotting. From multiple testing, we found that asporin can be downregulated by bone morphogenetic protein 4 while upregulation may be facilited by serum-free cultivation or by three-dimensional growth in stiff Alvetex scaffold. Downregulation by shRNA inhibited invasion of Hs578t as well as of CAFs and T47D cells. Invasion of asporin-negative MDA-MB-231 and BT-549 breast cancer cells through collagen type I was enhanced by recombinant asporin. According to our in silico search, high asporin expresion associates with significantly better relapse free survival in patients with low-grade tumors, however, the opposite was observed in patients with grade 3 tumors. This observation may be related to the polymorphism of asporin polyaspartate repeat, when D13 allele was described as tumor suppressive while D14 allele promoted prostate cancer progression. Furthermore, we performed large western blot analysis of the main DNA damage response markers in prostate cancer cell lines as a supplement to the clonogenic analysis after co-treatments of DNA-PK or PARP inhibitors and irradiation.

Keywords

metastazování, asporin, nádory prostaty, nádory prsu, odpověď na poškození DNA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 6. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 31. 8. 2016

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Medical Biology / Medical Biology