Dokument: Epigenetische und bio-molekulare Charakterisierung von Patienten-gewonnenen Hodenkrebs-assoziierten Fibroblasten und deren reziproke Interaktion mit Keimzelltumoren
| Titel: | Epigenetische und bio-molekulare Charakterisierung von Patienten-gewonnenen Hodenkrebs-assoziierten Fibroblasten und deren reziproke Interaktion mit Keimzelltumoren | |||||||
| Weiterer Titel: | Epigenetic and biomolecular profiling of patient-derived testicular cancer-associated fibroblasts and their reciprocal interaction with germ cell tumors | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=67411 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20241120-084309-2 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Stephan, Alexa [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Nettersheim, Daniel [Gutachter] Prof. Dr. Fritz, Gerhard [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Germ cell tumor, Testicular cancer, Cancer-associated fibroblasts, Seminom, Embryonal carcinoma, Teratoma, Tumor microenvironment | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Keimzelltumoren vom Typ II, eine Form von Hodenkrebs, sind einer der häufigsten
soliden Tumoren bei jungen Männern im Alter von 15 bis 54 Jahren. Keimzelltumoren Typ II werden in die beiden Hauptklassen Seminome und Nichtseminome unterteilt, die zusammen 98 % aller Hodenkrebs-Diagnosen ausmachen. Nichtseminome, mit dem embryonalen Karzinom als Stammzellpopulation, können weiter in Teratome, Dottersacktumoren und Chorionkarzinome stratifiziert werden. Veränderungen in dem zellulären und molekularen Milieu während der Embryogenese begünstigen die pathophysiologische Entwicklung der primordialen Keimzellen, die Vorläuferzellen der Geschlechtszellen, und führen zu der Entstehung einer Keimzellneoplasie in situ, der Vorläuferläsion von Keimzelltumoren. Später ist die Tumormikroumgebung maßgeblich an der Plastizität von Keimzelltumoren beteiligt, z. B. durch die Reprogrammierung von Seminom-Zellen in ein embryonales Karzinom- ähnliches Zellschicksal. Darüber hinaus ist bekannt, dass nicht-tumorale Zellen in der Tumormikroumgebung, wie z. B. krebsassoziierte Fibroblasten, das Tumorwachstum und die Therapieresistenz erheblich fördern und schließlich die Behandlungsergebnisse des Patienten beeinträchtigen. In früheren Studien wurden die in vitro-Interaktionen zwischen Keimzelltumor- und Tumormikroumgebung-Zellen beschrieben. Dabei beeinflusste insbesondere die 3D-Interaktion mit nicht-tumoralen Fibroblasten das Wachstumsverhalten, das Ansprechen auf Cisplatin und die Expression von Cisplatin-Sensitivitäts-bezogenen Faktoren in Keimzelltumor-Zellen, was darauf hindeutete, dass die gegenseitige Beeinflussung zwischen der Tumormikroumgebung und Keimzelltumor-Zellen für die Tumorprogression und das Therapieergebnis entscheidend ist. In nicht-tumoralen Fibroblasten wurden nach dem direkten Zell-Zell-Kontakt mit Keimzelltumor-Zellen Veränderungen auf Transkriptom- und Sekretom-Ebene beobachtet. Erhöhte Genexpression und induzierte Signalwege, die z. B. mit der Modulation der extrazellulären Matrix, Inflammation und Morphogenese in Verbindung stehen, deuteten auf eine Aktivierung dieser Stromazellen in einen pro-inflammatorischen und pro-tumoralen, möglicherweise CAFähnlichen Zellzustand hin. In dieser Studie wurden von Keimzelltumor-Patienten stammende Krebs-assoziierte Fibroblasten umfassend ex vivo charakterisiert. Zwölf verschiedene Krebs-assoziierte Fibroblasten-Kulturen wurden erfolgreich etabliert und epigenetisch und molekular beschrieben, indem DNA-Methylierungs-Arrays, RNA-Sequenzierungen und Massenspektrometrie basierte Proteom- und Sekretomanalysen durchgeführt wurden. Diese Analysen zeigten, dass die Aktivierung von Krebs-assoziierten Fibroblasten von der vorherrschenden Tumormikroumgebung beeinflusst wurde, in der sie sich zuvor befanden. Dabei können Seminome und embryonale Karzinome den Aktivierungszustand potenziell aufrechterhalten / unterstützen, während Teratome nur eine geringe Rolle bei der Aktivierung spielen. Durch die Korrelation der Hochdurchsatzdaten des DNA Methyloms, Transkriptoms, Proteoms und Sekretoms wurden neue Faktoren in der Keimzelltumor-bezogenen Tumormikroumgebung identifiziert, die in den Krebs-assoziierten Fibroblasten-Populationen signifikant hypomethyliert, hochreguliert und sezerniert waren. Die identifizierten Effektormoleküle IGFBP1, LGALS3BP und LYVE1 beeinflussten die Proliferation und Genexpression von Cisplatin-Sensitivitäts-bezogenen Faktoren in Keimzelltumor-Zelllinien. Die Daten dieser Arbeit deuten auf eine wechselseitige Interaktion zwischen Krebsassoziierten Fibroblasten und Keimzelltumor-Zellen hin, wobei Keimzelltumoren den Aktivierungszustand der Krebs-assoziierten Fibroblasten beeinflussen, während Krebsassoziierten Fibroblasten das Tumorwachstum und die Reaktion auf Cisplatin beeinflussen. Die neuen Zielmoleküle IGFBP1, LGALS3BP und LYVE1 können potenziell als zukünftige prognostische oder diagnostische Marker und als Grundlage eines möglichen therapeutischen Ansatzes in Keimzelltumoren dienen.Type II germ cell tumors (GCT), one form of testicular cancer (TC), are one of the most common solid tumors in young men of age 15 - 54. GCTs type II are subdivided into the two main subclasses seminoma (SE) and non-seminoma (NS), which both account for 98 % of all TC diagnoses. NS, with embryonal carcinoma (EC) as a stem cell population, can be further stratified into teratoma (TE), yolk-sac tumors (YST), and choriocarcinoma (CC). Alterations in the cellular and molecular milieu during the embryogenesis fuel the pathophysiological development of the primordial germ cells (PGCs), the precursor cells of the gametes, giving rise to a germ cell neoplasia in situ (GCNIS), the then precursor lesion of GCTs. Later, the tumor microenvironment (TME) is involved in the plasticity of GCTs, e.g., by reprogramming SE cells into an EC-like cell fate. Non-tumoral cells in the TME, like cancerassociated fibroblasts (CAF) are known to significantly promote tumor growth, therapy resistances, and eventually impair the patient’s outcome. In previous studies, the in vitro interactions between GCT and TME cells were profiled. Especially the 3D interaction with non-tumoral fibroblasts (nFB) influenced the GCT cells’ growth behavior, cisplatin response, and expression of cisplatin sensitivity-related factors suggesting that the crosstalk of TME with GCT cells is crucial for tumor progression and therapy outcome. Changes on transcriptome and secretome level were observed in nFBs following the direct cell-cell contact with GCT cells. Elevated gene expression and signal pathways associated with e.g., extracellular matrix modulation, inflammation, and morphogenesis implied an activation of these stromal cells into a pro-inflammatory and pro-tumoral possible CAF-like cell state. In this study, patient-derived GCT originating CAFs were comprehensively characterized ex vivo. Twelve distinct GCT-CAF cultures were successfully established, and epigenetically and molecularly described by performing DNA methylation arrays, RNA sequencing (RNAseq), and mass spectrometry (MS) -based proteome and secretome analysis. These analyses demonstrated that the activation of CAFs is influenced by the prevailing TME in which they have resided. Hereby, SE and EC potentially sustain / support the CAF activation state, whereas TE play only a minor role in CAF formation. By correlating the high throughput data of the DNA methylome, transcriptome, proteome, and secretome, novel factors in the GCT-related TME were identified being significantly hypomethylated, upregulated and secreted in and by the CAF populations. The identified effector molecules IGFBP1, LGALS3BP, and LYVE1 influenced the proliferation and gene expression of cisplatin sensitivity-related factors in GCT cells lines. The data of this thesis suggests a reciprocal interaction between CAF and GCT cells, whereby GCTs influence the CAF’s activation state while CAFs affect the tumor growth and cisplatin response. The novel targets IGFBP1, LGALS3BP, and LYVE1 potentially serve as future prognostic or diagnostic markers and as foundation for potential therapeutical interference with CAFs in the GCT context. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 20.11.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 20.11.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 02.07.2024 | |||||||
| Datum der Promotion: | 22.10.2024 |
