Studium invazivity primárních nádorových buněčných linií SCC v oblasti hlavy a krku

Ing. Markéta Svobodová, Ph.D.

Doctoral thesis

Study of invasiveness of primary SCC tumor cell lines in the head and neck region

Abstract:

Úvod Spinocelulární karcinomy hlavy a krku (HNSCC) představují více než 90 % nádorových one-mocnění hlavy a krku. V posledních dvou desetiletích nedošlo k významnému zlepšení přežití pacientů s HNSCC. Ukazatelem nepříznivých výsledků léčby jsou rezistence k léčbě a výskyt metastáz. Mnoho studií zaměřených na nádorové buňky ukázalo, že rezistence k léčbě není pouze charakteristikou nádorových buněk, ale také stromálních buněk v nádorové tkáni. Je tedy jasné, že terapie by měla být zaměřena také na odstranění buněk, které významně podporují progresi nádoru nebo na přerušení komunikace mezi nádorovými buňkami a jejich hostitelskými buňkami v nádorovém mikroprostředí. Metody Z nádorové tkáně pacientů byly vytvořeny primokultury a pomocí magnetické separace dle CD44 a CD90 znaků odděleny jednotlivé subpopulace. Genové analýzy byly provedeny po-mocí qRT-PCR, pro buněčné analýzy byl využit přístroj xCELLigence a průtoková cytometrie. Vyhodnocení ozářených buněk bylo provedeno pomocí imunodetekce γH2AX a 53BP1 foků. K ověření in vitro výsledkům byly provedeny in vivo experimenty na athymických myších. Výsledky Vytvořili jsme několik buněčných linií odvozených z primárního nádoru pacientů s HNSCC a můžeme říci, že buňky exprimující CD44 jsou lépe predisponovány k vytvoření permanentní buněčné linie. Práce poukazuje na schopnost nenádorových buněk podpořit růst epiteliálních nádorových buněk a také se zabývá rezistencí k cisplatině a k radioterapii. Při in vivo experi-mentech jsme potvrdili důležitost spolupráce jednotlivých buněčných typů při vzniku a vývoji nádorového onemocnění. Závěr Na základě našich pozorování můžeme říci, že progrese nádorového onemocnění je výsledkem interakcí jednotlivých buněčných subtypů v nádorové tkáni a není pouze výsledkem proliferace nejagresivnější subpopulace v nádoru. Dále můžeme říci, že míru rezistence k nádorové terapii udávají právě nenádorové buňky daného mikroprostředí.

Abstract:

Background HNSCC accounts for more than 90 % of head and neck cancers. There has been no significant improvement in the survival of HNSCC patients in the last two decades. Treatment resistance and metastasis are indicative of adverse treatment outcomes. Many studies have shown that re-sistance to treatment is not only a characteristic of tumor cells but also of stromal cells in tumor tissue. It is clear that therapy should be aimed at the elimination of cells that are crucial for tumor progression, or at the interruption of communication between tumor cells and their host cells in the tumor microenviroment. Methods Primary cell lines were created from the tumor tissue of the patients and further separated into individual subpopulation by the magnetic separation according to the status of CD44 and CD90 surface markers. Gene expression assays were performed using qRT-PCR. xCELLigence sys-tem and flow cytometry were used for cell analysis. The response to radiation was evaluated by immunodetection of γH2AX and 53BP1 foci. In vivo experiments on athymic mice were con-ducted to verify in vitro results. Results We have prepared several primary cell lines derived from the primary tumor of HNSCC patients and we can say that cells expressing CD44 are better predisposed to form a permanent cell line. Our results point out the ability of non-tumor cells to support the growth of epithelial tumor cells and also their resistance to cisplatin and radiotherapy. In vivo experiments have confirmed the importance of intercellular communication in the onset and development of cancer. Conclusions Based on our observations, we can say that cancer progression is the result of interactions of individual cell subtypes in tumor tissue and is not merely the result of proliferation of the most aggressive subpopulation in the tumor. Furthermore, we can say that the non-tumor cells of a given microenvironment influence the resistance to tumor therapy.

Keywords

Spinocelulární karcinom v oblasti hlavy a krku, HNSCC, primokultury, mikroprostředí, exozomální sekrece, metastázování, rezistence, radiosenzitivita, kokultivace, in vivo experimenty Squamous cell carcinoma of the head and neck, primary cultures, microenvironment, exosomal secretion, metastasis, resistance, radiosensitivity, co-cultivation, in vivo experiments

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 9. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 28. 11. 2019
• Supervisor: doc. RNDr. Michal Masařík, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Petr Beneš, Ph.D., doc. MUDr. Jan Bouček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Physiology, Pathological Physiology, Medical Chemistry and Biochemistry / Pathological Physiology