Tumor Suppressor Functions of Epithelial Integrity Genes in Breast Cancer

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4409-6
Julkaisun nimi: Tumor Suppressor Functions of Epithelial Integrity Genes in Breast Cancer
Tekijä: de Oliveira Marques, Elsa
ISBN: 978-951-51-4409-6
Tiivistelmä: Epithelial integrity defines the well-established positioning and communication of the epithelial cells within the tissue architecture, which is necessary for the epithelium to flawlessly perform its functions. Loss of tissue integrity is a hallmark of practically all advanced solid cancers. Tissue integrity can be lost by altered cell-cell, cell-matrix connections, and/or mislocalization of the proteins responsible for the establishment of cell polarity. It has been postulated that the abnormal proliferative behavior observed in cancer cells is not only a consequence but also requires loss of epithelial integrity. Early studies in Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster have found evidence of the tumor suppression role of polarity regulating genes. In vertebrates, the role of polarity genes in cancer development is less clear, with only few polarity genes convincingly linked to tumorigenesis in animal cancer models. The general aim of the study was to clarify the role of epithelial integrity regulating genes in breast cancer development. The study primarily focused on cell cycle and epithelial architecture alterations induced by the shRNA-mediated silencing of putative epithelial integrity regulating genes. The targeted genes were selected based on available Drosophila genes knowledgebases. By exploiting the advantages of the three-dimensional (3D) cell cultures, which mimic the natural cell–cell and cell–extracellular matrix interactions, combined with genes knockdown and MYC oncogene activation, the study was able to identify novel putative tumor suppressor functions of genes regulating epithelial integrity. Specifically, the study unraveled a PARD6G tumor suppressor function linked to the modulation of the AKT signaling pathway, critical for cancer development. This study also exposed an unexpected synthetic lethality between loss of RHOA (small GTPase) and active MYC. The performed experiments indicate that the observed apoptosis is a consequence of an altered glutamine metabolism, important for the survival of cell with active MYC. Furthermore, a novel statistical framework was developed to efficiently analyze phenotypic data resulting from genetic screens performed in 3D cultures. Finally, the genetic profiling of patients’ derived breast cancer samples resulted in the identification of a genetic signature for tumors with disseminated tumor cells (DTC). Amongst this genetic signature, low RAI-2 expression was also correlated to patients’ poor prognosis. Further in vitro studies exposed a RAI-2 link to epithelial integrity regulation. In conclusion, this study successfully identified novel human epithelial integrity regulators in breast cancer, thereby opening potential therapeutic avenues for MYC-driven tumors and revealing a novel biomarker for early metastasis in breast cancer.Epiteelisolujen tarkkasti määritelty sijainti ja niiden keskinäinen kommunikaatio kudosrakenteen sisällä on seurausta epiteelin sisäisestä eheydestä, jonka säilyminen on välttämätöntä, jotta epiteelikudos voi suorittaa virheettä sille ominaiset toiminnot. Epiteelikudoksen rakenteellisen eheyden menetys on tunnusmerkki miltei kaikissa pitkälle edenneissä kiinteissä syövissä. Eheyden katoaminen saattaa olla seurausta solujen välisten yhteyksien, tai solujen ja niiden ekstrasellulaarimatriisin eli soluväliaineen yhteyksien muutoksista, ja/tai solun polariteetin määräävien proteiinien väärästä sijannista. On ehdotettu, että syöpäsolujen epänormaali proliferaatio ei ole ainoastaan seurausta, mutta myös vaatii epiteelikudoksen eheyden puuttumista. Solujen polariisuutta säätelevien geenien on osoitettu toimivan kasvainten kasvua estävästi Caenorhabditis elegans- ja Drosophila melanogaster-mallieläimillä tehdyillä varhaisissa tutkimuksissa. Selkärankaisilla solupolariteettin vaikuttavien geenien osallisuus syövän kehitykseen on heikommin tunnettu, ja vain muutama polariteettigeeni on yhdistetty eläinsyöpämalleissa vakuuttavasti kasvainten syntyyn. Väitöskirjan pääasiallinen tavoite oli selvittää epiteelin eheyttä säätelevien geenien roolia rintasyövän kehityksessä. Työssä keskityttiin etenkin näiden geenien shRNA-välitteisen hiljentämisen seurauksena solusyklissä ja epiteelikudoksen rakenteessa tapahtuviin muutoksiin. Kohdegeenit valittiin saatavilla olevien Drosophila-geeni-tietokantojen perusteella. Hyödyntämällä kolmiulotteisia (3D) soluviljelmiä, jotka jäljittelevät solujen ja niiden ekstrasellulaarimatriisin välisiä interaktioita, yhdistettynä kohdegeenien hiljentämisen ja MYC-onkogeenin aktivaatioon, tutkimuksessa kyettiin tunnistamaan epiteelin eheyttä sääteleviin geeneihin liittyviä ennestään tuntemattomia oletettuja tuumorisupressorifunktioita. Erityisesti tutkimuksessa osoitettiin PARDG6-tuumorisupressorifunktio, joka liittyy syövän kehitykselle kriittisen AKT-signalointireitin modulaatioon. Tutkimus myös osoitti odottamattoman synteettisen letaalisuus-yhteyden RHOA:n (pieni GTPaasi, GTP:tä hajoittava proteiini) ja MYC:n välillä. Kokeiden perusteella voidaan olettaa, että niissä havaittu apoptoosi on seurausta muuttuneesta glutamiini-metaboliasta, joka on tärkeää sellaisten solujen selviytymiselle, joilla on aktiivinen MYC. Lisäksi tutkimuksessa kehitettiin uusi statistinen analyysijärjestelmä, jotta kyettiin analysoimaan tehokkaammin 3D-viljelmmillä tehdyistä geneettisistä seulonnoista saatu fenotyyppinen data. Rintasyöpäpotilaiden kasvain-näytteiden tutkiminen mahdollisti erillisen geneettisen profiilin identifioinnin kasvaimille, joista on kulkeutunut kasvainsoluja muihin kudoksiin (disseminated tumor cells, DTC). Tämän geneettisen profiilin sisällä alhainen RAI-2 ekspressio korreloi potilaan huonon ennusteen kanssa. Lisäksi in vitro havaittin, että RAI-2 oallistuu epiteelin eheyden säätelyyn. Yhteenvetona tässä tutkimuksessa tunnistettiin rintasyövässä onnistuneesti uusia ihmisen epiteelikudoksen eheyden säätelijöitä, luoden samalla potentiaalisia hoitokeinoja MYC:n säätelemille kasvaimille, sekä löydettiin uusi biomarkkeri varhaisvaiheen metastaasille rintasyövässä.
URI: http://hdl.handle.net/10138/237685
URN:ISBN:978-951-51-4409-6
Päiväys: 2018-08-06


Tiedostot

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä

Tähän julkaisuun ei ole liitetty tiedostoja

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot