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B-Raf in tumor-driven angiogenesis

Barbara Maier

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Betreuer*in

Manuela Baccarini

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DOI

10.25365/thesis.16225

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29216.47248.800065-3

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Tumorblutgefäße zeichnen sich durch einige Eigenschaften aus, die sie von Gefäßen in anderen Geweben unterscheiden. Sie formen ein übermäßig dichtes Netzwerk, sind aber generell weniger funktionell als normale Blutgefäße. Das resultiert aus geringer Perizytenanlagerung, unregelmäßiger Durchblutung und hoher Permeabilität. Diese Charakteristika sind zum einen für den ungenügenden Transport von Nährstoffen und Sauerstoff verantwortlich, zum anderen erschweren sie es, den Tumor gleichförmig medikamentös zu behandeln. Wir können nun zeigen, dass B-Raf, der Hauptaktivator von Erk im MAP Kinase Signaltransduktionsweg, zur Hyperpermeabilität von Blutgefäßen in einem Tumorumfeld beiträgt. Wir haben einen Mausstamm mit einem konditionellen Knock-out von B-Raf in Endothelzellen untersucht; B-Raf EC KO. Diese Mäuse zeigen beschleunigtes Tumorwachstum von injizierten LLC-1 Allografts. In den Tumoren wurden weniger nekrotische Bereiche gefunden, die Anzahl an Blutgefäßen ist aber gleich. Wir haben die Hypothese aufgestellt, dass die Funktionalität von Tumorblutgefäßen wieder hergestellt ist und das Gefäßsystem normalisiert ist im Vergleich zur Kontrolle. Diese Annahme stützt auch das beschleunigte Tumorwachstum, das wir in den Mäusen beobachten. Wir konnten zeigen, dass die Durchblutung der Gefäße in B-Raf EC KO Mäusen nicht betroffen ist. Perizytenanlagerung war ebenfalls nicht verändert im Vergleich zur Kontrolle. Mit dem so genannten Miles-Assay, ein in vivo Test, der die Permeabilität von Blutgefäßen der Haut bestimmt, konnten wir zeigen, dass B-Raf EC KO Mäuse Defekte in der Regulierung ihrer sogenannten Barriere-Funktion nach Stimulation mit VEGF haben. Außerdem haben B-Raf EC KO Mäuse ein geringeres basales Permeabilitätslevel ihrer Tumorgefäße. In vitro führten wir eine Impedanzmessung durch, die Informationen über die Barriere-Funktion der Zellen gibt. Das Ergebnis ist, dass B-Raf KO Endothelzellen ihre Permeabilität nach einem VEGF Stimulus nicht hinauf regulieren können. Die Zellen haben also den selben Defekt, den wir auch in vivo durch den Miles Assay zeigen konnten. 6 Um eine mögliche Beteiligung der myeloiden Zelllinie, die in B-Raf EC KO Mäusen ebenfalls für B-Raf deletiert ist, auszuschließen, haben wir das Wachstum von LLC-1 Allografts in Mäusen defizient für B-Raf spezifisch im myeloiden Kompartment analysiert. In diesen Mäusen ist das Wachstum von LLC-1 Tumoren nicht verändert. Unsere Resultate weisen darauf hin, dass B-Raf in Endothelzellen zu einer erhöhten Permeabilität in Tumorblutgefäßen beiträgt. Dieses Ergebnis könnte von großer Relevanz in der Tumortherapie sein, wo spezifische B-Raf Inhibitoren bereits in klinischen Studien getestet werden.

Abstract

(Englisch)

Tumor blood vessels display characteristics that distinguish them from vessels in healthy tissues. They form a hyperdense meshwork and are in general less functional than normal blood vessels. This is due to decreased pericyte coverage, unstable perfusion and increased vascular permeability. All these features lead on the one hand to insufficient nutrient and oxygen delivery and on the other hand impede the uniform targeting of the tumor with drugs. We show that B-Raf, the main activator of Erk in the MAP kinase signaling cascade, contributes to hyperpermeability of blood vessels in a tumor environment. We analyzed a mouse with conditional knock-out of B-Raf in endothelial cells and hematopoietic cells, B-Raf EC KO. Those mice show accelerated tumor growth of LLC-1 allografts. The tumors show decreased necrotic areas, however, the number of blood vessels within the tumor stays unchanged. We hypothesize, that the functionality of tumor vessels in B-Raf EC KO mice is restored and that the vasculature is normalized compared to control, which could lead to the observed accelerated tumor growth. We find that perfusion of vessels is not affected in B-Raf EC KO mice. In addition pericyte coverage is unchanged compared to control. With the so-called Miles Assay, an in vivo-assay that determines permeability of skin blood vessels, we could demonstrate that the B-Raf EC KO mice are more resistant to VEGF induced permeablity compared to control mice shown by a reduced extravasation of Evans Blue. Furthermore we show that B-Raf EC KO mice have a lower basal level of vessel permeability in the LLC-1 tumor compared to control mice. In vitro we determine the barrier function of the endothelial cells by performing an impedance measurement of an endothelial cell monolayer. We find that B-Raf KO endothelial cells show a lower permeability specifically after VEGF stimulation than control cells. To rule out a possible role for the myeloid lineage, which is deleted for B-Raf in the B-Raf EC KO mice, we analyzed the growth of LLC-1 allografts in mice lacking B-Raf specifically in the myeloid compartment. In this mice tumor growth is unchanged. 4 Our results indicate a role for endothelial B-Raf in contributing to a state of hyperpermeability in tumor blood vessels. This could be of special relevance in tumor therapy, where specific inhibitors for B-Raf are currently in clinical trials.

Autor*innen

Barbara Maier

Haupttitel (Englisch)

B-Raf in tumor-driven angiogenesis

Paralleltitel (Deutsch)

B-Raf in Tumor-induzierter Angiogenese

Publikationsjahr

2011

Umfangsangabe

55 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Manuela Baccarini

Klassifikation

42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie

AC Nummer

AC09562755

Utheses ID

14559

Studienkennzahl

UA | 490 | | |

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