Molecular insights into mechanisms of hepatoblastoma pathogenesis

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7313-3
Title: Molecular insights into mechanisms of hepatoblastoma pathogenesis
Author: Eloranta, Katja
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine, Children's Hospital
Doctoral Program in Clinical Research
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2021-06-10
Language: en
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-7313-3
http://hdl.handle.net/10138/330121
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: Hepatoblastoma (HB) is the most common pediatric liver malignancy with an annual incidence of 1.8 cases per million children. Most cases are sporadic, although certain genetic disorders such as Beckwith-Wiedemann syndrome and familial adenomatous polyposis are associated with increased risk of HB. Developmental pathways, such as WNT/β-catenin and Hedgehog signaling, are often aberrantly activated in HB cells. The overall mutation burden in HB is generally low, but the CTNNB1 gene encoding β-catenin is altered in over 60% of cases. Surgical resection of tumor is a mainstay of HB treatment, generally supported by pre- and post-operative chemotherapy. The survival rate of HB is over 80% if tumor is confined to liver but decreases dramatically when there is extrahepatic involvement, so new treatment options are needed. In this thesis we examined two key factors, GATA4 and neuropilin-2, in the pathobiology of HB. Additionally, we conducted in vitro experiments investigating the potential of chloroquine as a novel HB therapy. Transcription factor GATA4 is crucial for early liver development. We observed that most HB patient samples and cell lines express high levels of GATA4. Moreover, GATA4 expression was associated with mesenchymal-like and motile phenotype in HB cells. Neuropilins (NRP) are multifunctional receptors involved both in physiological and pathological processes. We noted high NRP1 and NRP2 expression in HB patient samples and six HB cell models. Utilizing siRNA transfection, we observed decreased viability and motility in NRP2 knockdown cells compared to cells with intact gene expression suggesting that NRP2 promotes aggressive behavior in HB cells. Chloroquine is a traditional anti-malarial which has demonstrated potential in cancer management. We observed a drastic decrease in HB spheroid viability after chloroquine treatment. Chloroquine treatment also modified the metabolic profile of HB cells with a remarkable decrease in NAD+ and aspartate concentrations. Additionally, we noticed significant decrease in PARP1/2 expression suggesting that chloroquine may have effect on DNA repair system in HB cells. In summary, this thesis shed new light on the molecular mechanisms of HB pathogenesis. In the future, these findings may be utilized in development of novel treatment approaches and diagnostics to improve survival and life quality of HB patients.Hepatoblastooma (HB) on varhaisen lapsuusiän yleisin pahanlaatuinen maksakasvain. Kudostasolla nämä kasvaimet muistuttavat rakenteeltaan sikiöaikaista maksaa. Kehityksenaikaisten signaalireittien aktivoituminen on tyypillistä HB:lle, mutta suurelta osin molekyylibiologinen tausta on edelleen tuntematon. HB-riski on kohonnut Beckwith-Wiedemannin syndroomaa ja familiaalista adenomaattista polypoosia sairastavilla potilailla, mutta useimmissa tapauksista HB esiintyy ilman tunnistettuja periytyviä tekijöitä. HB:n hoito perustuu kasvaimen kirurgiseen poistoon yhdistettynä leikkausta edeltävään ja sen jälkeiseen solunsalpaajalääkitykseen. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin GATA4-geeninsäätelytekijän ja neuropiliini-2 -reseptorin merkitystä HB:n synnyssä. Lisäksi väitöskirjassa selvitettiin malarialääke klorokiinin syöpäsolujen kasvua rajoittavia toimintamekanismeja ja sen käytettävyyttä HB:n hoidossa. Tutkimus toteutettiin hyödyntäen arkistoituja HB-potilaiden kudosnäytteitä sekä useita HB-solumalleja. GATA4-geeninsäätelytekijällä on keskeinen rooli maksan sikiöaikaisen kehityksen ohjaamisessa ja sen poikkeava ilmentyminen on yhdistetty aiemmissa tutkimuksissa maksasyövän kehittymiseen. Tässä väitöskirjassa toistettiin aiemmat havainnot GATA4:n korkeasta ilmentymisestä HB-kudoksissa. Lisäksi yhdistimme GATA4:n ilmentymisen HB-solujen epiteliaalis-mesenkymaaliseen muutokseen, joka on keskeinen prosessi solujen muutoksessa normaalisti toimivista soluista syöpäsoluiksi. Neuropiliini-2 -reseptori välittää useita signaalireittejä pitkin syöpäsolujen kasvua ja levittäytymistä tehostavia viestejä. Väitöskirjatyössä osoitettiin huomattavan korkea neuropiliini-2 ilmentyminen HB-kudoksissa verrattuna normaaliin maksakudokseen. Solutasolla neuropiliini-2:n ilmentyminen liitettiin lisääntyneeseen HB-solujen elinvoimaisuuteen sekä migraatiokykyyn. Klorokiinilla on osoitettu olevan potentiaalia syöpälääkkeenä useissa pre-kliinisissä ja kliinisissä tutkimuksissa. Havaitsimme klorokiinin heikentävän merkittävästi HB-solujen elinvoimaisuutta verrattain alhaisilla konsentraatioilla. Metaboliatutkimukset osoittivat, että klorokiini muuttaa HB-solujen metaboliaa, mm. vähentäen aspartaatin saatavuutta soluissa. Lisäksi tutkimuksemme osoitti klorokiinin vähentävän DNA:n korjauksessa keskeisten PARP-entsyymien ilmentymistä HB-soluissa. Tiivistäen, tässä väitöskirjatyössä tunnistettiin uusia molekyylibiologisia mekanismeja, jotka osallistuvat HB:n syntyyn ja etenemiseen, sekä esitettiin uusi potentiaalinen lääkevaihtoehto aggressiivisen HB:n hoitoon.
Subject: lastentaudit
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
eloranta_katja_dissertation_2021.pdf 3.453Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record