Dokument: Der Einfluss humaner mesenchymaler Stammzellen auf die Tumorprogression muskelinvasiver Urothelkarzinom-Zelllinien
| Titel: | Der Einfluss humaner mesenchymaler Stammzellen auf die Tumorprogression muskelinvasiver Urothelkarzinom-Zelllinien | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=62897 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20230627-133743-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Frerichs, Lucie Marie [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. med. Bernd Bittersohl [Gutachter] Priv. Doz. Dr. rer. nat. Hoffmann, Michèle J. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Urothelkarzinom, Mesenchymale Stammzellen, Tumor, Tumormikromilieu, Urothelkarzinom-Zelllinien | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Humane mesenchymale Stammzellen (MSC) des Tumor-Mikromilieus (TMM) können nachweislich klinisch relevante progressive Eigenschaften maligner Tumore, wie das Wachstum, die Epithelial-mesenchymale Transition (EMT), die Invasivität und die Sensibilität gegenüber Chemotherapien beeinflussen. Auch für das muskelinvasive Urothelkarzinom der Harnblase (UC) gehören Resistenzen gegenüber dem Zytostatikum Cisplatin zum klinischen Alltag und reduzieren die Überlebenswahrscheinlichkeit der betroffenen Patienten häufig dramatisch. Da der Einfluss von MSC des TMM auf die Tumorprogression des UC der Harnblase bis heute nur unzureichend erforscht ist, beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit dieser Thematik.
Um die Fragestellung zu untersuchen, ob MSC des TMM ein mögliches Ziel zukünftiger Therapiestrategien für das UC der Harnblase darstellen könnten, wurden die muskelinvasiven UC-Zelllinien (UCC) BFTC 905, UMUC 3 und VMCUB 1 mit MSC-konditioniertem Medium (KM) behandelt. Nach Abschluss der Behandlung wurde der Einfluss der parakrinen Signalmediatoren der MSC im KM auf aggressive Eigenschaften der UCC, wie die Proliferation und Cisplatinresistenz durch Messung der Zellviabilität untersucht. Daneben wurden im Anschluss an die Inkubation der UCC mit KM Veränderungen der migratorischen und invasiven Kapazität in funktionellen Versuchsansätzen bestimmt und um durchflusszytometrische Analysen relevanter Metastasierungsmarker (CD44, CXCR 4) ergänzt. Weitere Eigenschaften der UCC wie die Zelldifferenzierung (CK14), die EMT (Vimentin, E Cadherin, ZEB 1, -SMA) sowie die Apoptose (Bcl 2, Bcl XL, Survivin) wurden mit Hilfe von Genexpressionsanalysen im Anschluss an die Kultivierung im KM eruiert. Relevante Ergebnisse der Genexpressionsanalysen wurden zusätzlich auf Protein und immunzytochemischer Ebene beleuchtet. Ergänzend wurde der Einfluss des KM auf den Immunphänotyp (PD L1, PD L2) mittels durchflusszytometrischer Analysen verifiziert. Da MSC als wichtige TGF -Produzenten gelten und diese Zytokinfamilie nachweislich potente EMT-Induktoren darstellen, wurde die SMAD-abhängige Aktivität der TGF -Signaltransduktion der UCC nach der Inkubation mit KM analysiert (PAI 1, SMAD4). Zusammengefasst demonstrieren die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass Tumorprogressions-relevante Eigenschaften der untersuchten UCC durch parakrine Mediatoren im KM moduliert werden. Die Wirkung des KM fiel dabei Zelllinien-abhängig aus. Für die Zelllinie BFTC 905 führte die Behandlung mit KM zu einer Verstärkung aggressiver Charakteristika in Form einer erhöhten Zellmotilität, Invasivität, Cisplatinresistenz, metastatischen Kapazität und EMT-Induktion. Auch auf die Zelllinie UMUC 3 wirkte sich die Inkubation mit KM aggressivitätsfördernd durch Erhöhung der Cisplatinresistenz, der Proliferation, Migration und Invasivität aus. Die Zellen der UCC VMCUB 1 hingegen reagierten nur mit einer geringen Erhöhung der Cisplatinresistenz und wiesen nach der Kultivierung im KM eine zusätzliche Verstärkung epithelialer Eigenschaften im Sinne einer so genannten Mesenchymal-epithelialen Transition (MET) auf. Die Bedeutung der MET für die Tumorbiologie ist bis heute nicht abschließend geklärt, scheint aber mit einer verringerten Metastasierungsfähigkeit assoziiert zu sein. In Kongruenz zu den Beobachtungen dieser Arbeit, zeigte sich auch in der Literatur zum Einfluss von MSC auf andere Tumorentitäten sowie andere UCC eine ähnlich Tumor und Zelllinien-abhängige Wirkung. Während für viele Tumorarten ein progressionsfördernder Effekt der MSC beschrieben wurde, existiert auch reichlich Evidenz für eine progressionshemmende Wirkung. Eine mögliche Erklärung für diese Diversität der Wirkung der MSC auf maligne Tumorzellen stellen gewebespezifische Unterschiede im Differenzierungspotential der isolierten MSC dar. Gleichzeitig scheint sich die Wirkung der MSC im Laufe des Tumorfortschritts durch die enge Interaktion mit den heterogenen Tumorzellen zu verändern. Um MSC als Ziel zukünftiger antikanzerogener Therapiestrategien für das UC der Harnblase nutzen zu können, bedarf es daher weiterführender Untersuchungen, die insbesondere die direkte Interaktion zwischen UCC und MSC sowie die Koevolution dieser Zellen im TMM berücksichtigen sollten.Human mesenchymal stem cells (MSCs) of the tumor micromilieu (TMM) have been shown to influence clinically relevant progressive tumor characteristics, such as growth, epithelial-mesenchymal transition (EMT), invasiveness and sensitivity to chemotherapies. For muscle-invasive urothelial carcinoma of the urinary bladder (UC), resistance to the chemotherapeutic agent cisplatin is also part of clinical routine and often dramatically reduces the survival probability of affected patients. Since the influence of MSC of TMM on tumor progression of UC of the urinary bladder has been insufficiently explored to date, the present work addresses this issue. To answer the question, whether MSC of the TMM might represent a future therapeutical target, three muscle invasive urothelial carcinoma cell lines (UCC) BFTC 905, UMUC 3 and VMCUB 1 were treated with MSC-conditioned media (CM). Following the treatment, the influence of paracrine signal mediators of the CM on progressive properties of the UCC like proliferation or resistance against cisplatin were analysed by measuring the cell viability. Furthermore, the influence on the migratory and invasive capacity of the UCC were analysed by functional experimental approaches. Altered abundance of relevant markers of metastasis (CD44, CXCR 4) after incubation in CM were determined by flow cytometry analysis. Other progressive characteristics of the UCC like cell differentiation (CK14), EMT (Vimentin, E Cadherin, ZEB 1, -SMA) and apoptosis (Bcl 2, Bcl XL, Survivin) were examined by gene expression analysis. Additionally, relevant results were verified on protein level. Further, the influence of the CM on the immunogenic phenotype (PD L1, PD L2) was determined by flow cytometric analysis. Since MSC represent important producers of TGF and this cytokine family seems to be a powerful inducer of EMT, the SMAD-dependent activity of the TGF -signaling was explored after UCC were cultivated in CM (PAI 1, SMAD4). Altogether the results of the present work demonstrate that important progressive characteristics of the selected UCC were modulated by paracrine mediators of the CM. The effect of the CM in this context was cell line dependent. For the epithelial UCC BFTC 905 the CM promoted an aggressive phenotype of the tumor cells by increasing the cell mobility, invasiveness, resistance against cisplatin treatment and induction of EMT. Similarly, UMUC 3 cells showed an enhanced resistance against cisplatin, proliferation, migration and invasive capacity after incubation with CM. Interestingly, the cell line VMCUB 1 responded in a different way to the paracrine factors of the MSC; only a very limited increase of cisplatin resistance was oberserved and epithelial features of the cellular phenotype were rather enhanced, which is called a mesenchymal-to-epithelial transition (MET). Even though the meaning of the MET for the tumor biology is not completely understood, yet it seems to be associated with a reduced progression and metastasis of malignant tumors. Concurring with results of this study, also data in literature on the impact of MSC on other tumor entities as well as other UCC showed a similar tumor and cell line dependent effect. While a progression-promoting effect of MSC has been described for many tumor types, abundant evidence also exists for a progression-inhibiting effect. Tissue-specific differences in the differentiation potential of isolated MSC represent a possible explanation for this diversity in the effect of MSC on tumor cells. At the same time, the effect of MSC seems to change during tumor progression due to the close interaction with heterogeneous tumor cells. Therefore, to use MSC as a target of future anticancer therapeutic strategies for UC, further studies are needed, which should particularly consider the direct interaction between UCC and MSC as well as the co-evolution of these cells in the TMM. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 27.06.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 27.06.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 24.10.2022 | |||||||
| Datum der Promotion: | 11.05.2023 |
