Detailansicht
Evaluation of the fibroblast growth factor receptor axis as potential therapy target in malignant pleural mesothelioma
Karin Schelch
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Christian Seiser
DOI
10.25365/thesis.17200
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30058.80749.201659-8
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das maligne Pleuramesotheliom (MPM) ist eine aggressive, Asbest-assoziierte Krebsart mit einer generell sehr schlechten Prognose. Bis heute gibt es nur wenige therapeutische Optionen, da Chemo- und Radiotherapie häufig nicht anschlagen. Fibroblasten Wachstumsfaktoren (FGF) und deren Rezeptoren (FGFR) regulieren Wachstum, Wanderungsverhalten und Überleben von Zellen und sind an wichtigen physiologischen Prozessen aber auch an der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebs beteiligt. Der FGF Signalweg wurde bereits als potentielles Target für neuartige Therapien in diverse Krebsarten in Erwägung gezogen, aber bisher noch nicht für das maligne Pleuramesotheliom.
Ziele: Daher war das Ziel dieser Studie die Evaluierung des FGF/FGFR Signalsystems als mögliches „Therapietarget“ auch für MPM durch eine Analyse der FGF und FGFR Expression, sowie des Einflusses einer Blockade des FGFR1 auf Erscheinungsbild, Wachstum, Spheroidbildung, intrazelluläre Signalkaskaden sowie Sensitivität gegenüber Chemo- und Radiotherapie auf MPM Zellen.
Methoden: Die Expression aller vier FGFRs samt Isoformen und der 22 FGFs wurde mittels konventioneller PCR, qRT-PCR, Immunfluoreszenz, genetischen Reporterkonstrukten in MPM Zellinien (n=9) und teilweise durch immunhistochemische Färbungen in Tumorgewebeproben (N=60) nachgewiesen. Zur Stimulierung beziehungsweise Blockierung des FGF Signalwegs wurden rekombinantes FGF2, die synthetischen Inhibitoren SU5402 und PD166866 sowie ein dominant-negativer FGFR1-Adenovirus verwendet. Zellwachstum und Wanderung wurde durch MTT, Clonogenic, Platypus und Transwell Assays ermittelt beziehungsweise durch Färbung mit Hoechst/PI und mikroskopische Betrachtung. Änderungen in intrazellulären Signalwegen wurden mittels Western Blot Analyse dargestellt.
Resultate: Die Expressionsanalyse ergab eine starke Überexpression des FGFR1 im Bezug auf die anderen Rezeptoren und die Kontrollzelllinie, sowie eine hohe Expression von FGF2 und FGF18, sowohl in den Zelllinien als auch in Tumorgewebeproben. Die Blockierung des FGFR1 durch spezifische Inhibitoren sowie ein Adenoviruskonstrukt führte zu beträchtlich vermindertem Zellwachstum, Stimulation mit FGF2 hingegen zu einer Erhöhung sowie zu drastischen morphologischen Änderungen. Ähnliche Effekte wurden auch im Bezug auf das Wanderungsverhalten von MPM Zellen beobachtet, begleitet von Änderungen in intrazellulären Signaltransduktionskaskaden. Weiters resultierte die Inhibierung des FGFR1 in stark verminderter Spheroidbildung, das Weglassen von FGF2 hingegen zu weniger dramatischen Effekten. Kombination von FGFR Inhibierung mit herkömmlicher Chemo-und Radiotherapie führte in den meisten Fällen zu einer Verstärkung der Wirkung.
Schlussfolgerung: Unsere Daten zeigen, dass der FGF Signalweg in Mesotheliomzellen eine wichtige Rolle für Wachstum, Überleben, Wanderungsverhalten sowie Chemo-und Strahlenresistenz spielt und es daher sinnvoll scheint, die Blockierung dieser Signale für potenzielle neue MPM Therapien weiter zu untersuchen.
Abstract
(Englisch)
Malignant pleural mesothelioma (MPM) is a highly aggressive asbestos-related malignancy characterized by frequent resistance to chemo- and radiotherapy with poor outcome and limited therapeutic options. Fibroblast growth factors (FGF) and their receptors (FGFR) comprise a signaling system that is involved in essential physiologic processes, but is also critically involved in tumor development and progression by regulating cell growth, migration and survival. The FGFR signaling pathway has been identified as potential therapy target in several tumor types but has not been systematically investigated in MPM so far.
Objectives: The purpose of this study was to provide a systematic analysis of the expressed FGF as well as FGFR molecules in MPM and to investigate the impact of blocking FGFR-mediated signals on MPM cell morphology, growth, spheroid formation, migration, invasion, signaling pathways and sensitivity to irradiation and chemotherapeutic agents to evaluate the FGF/FGFR axis as potential therapy target in MPM.
Methods: Expression of all four FGFRs including different isoforms and 22 FGFs was analyzed in a panel of MPM cell lines (n=9) via conventional PCR, qRT-PCR, immunoflourescence and genetic reporter constructs as well as by immunohistochemistry in tissue samples (n=60). The FGFR pathway was stimulated/blocked using recombinant FGF2, a dominant-negative FGFR1 adenoviral construct and the specific small-molecule FGFR inhibitors SU5402 and PD166866. Cell growth, spheroid formation, migration and invasion were assessed by MTT, clonogenic, platypus and transwell assay as well as Hoechst/PI staining and microscopic examination. Changes in FGFR-mediated signaling were evaluated by western blot analysis.
Results: Expression analysis revealed high overexpression of FGFR1 in all investigated MPM cell lines compared to the other receptors and the control cell line. Concerning the expression of the ligands, high transcript levels of FGF2 and FGF18 were detected, whereas other FGFs were expressed at more moderate levels. Immunohistochemistry of human tissue samples derived from surgery also showed an overexpression of activated FGFR1, FGF2 and FGF18 compared to the surrounding tissue. Inhibition of FGFR1 by the specific Inhibitor PD166866 led to decreased proliferation, migration and invasion in all cell lines tested, which was further confirmed in selected cases by adenoviral expression of dnFGFR1. In contrast, stimulation with FGF2 showed remarkably increased migration and dramatic changes in morphology accompanied by distinct changes in cellular signal transduction pathways. Inhibition of FGFR signals also markedly reduced spheroid formation ability of MPM cell lines whereas FGF-free conditions showed a more moderate reduction. Combination of FGFR inhibition with irradiation or currently used chemotherapeutic agents e.g. cisplatin led to increased efficacy with respect to cell viability.
Conclusion: Our data suggest that FGFR-mediated signals are important for proliferation, survival, migration, chemo- and radioresistance of mesothelioma cells and their inhibition should be further evaluated as a potential new treatment strategy in MPM.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Fibroblast Growth Factor Receptor malignant pleural mesothelioma targeted therapy
Schlagwörter
(Deutsch)
Malignes Pleuramesotheliom Therapie Fibroblasten Wachstumsfaktor Rezeptor
Autor*innen
Karin Schelch
Haupttitel (Englisch)
Evaluation of the fibroblast growth factor receptor axis as potential therapy target in malignant pleural mesothelioma
Paralleltitel (Deutsch)
Evaluierung der Fibroblasten Wachstumsfaktoren und Rezeptoren als potentielle Therapietargets im malignen Pleuramesotheliom
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
104 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Seiser
AC Nummer
AC09581979
Utheses ID
15417
Studienkennzahl
UA | 490 | | |