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Characterization of murine prostate organoids as a preclinical model for prostate cancer
Zlata Pavlovicova
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Genetik und Entwicklungsbiologie
Betreuer*in
Gerda Egger
DOI
10.25365/thesis.62026
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21512.12169.527769-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Krebs stellt heutzutage ein großes Gesundheitsproblem dar und ist jedes Jahr weltweit für
viele Todesfälle verantwortlich. Prostatakrebs ist in mehr als der Hälfte der Länder weltweit
der am häufigsten diagnostizierte Krebs bei Männern. Die Forschungsmittel, die in die
Untersuchung von Krebs und seine Eigenschaften investiert worden sind, um die Ursachen
und Pathologien aufzudecken und neue Therapien zu entwickeln, haben in den letzten
Jahrzehnten zugenommen. Obwohl die Prävalenz von Prostatakrebs relativ hoch ist, hat
das Fehlen geeigneter In-vitro-Modellsysteme den Fortschritt der Prostatakrebsforschung
eingeschränkt. Während in den letzten Jahrzehnten 2D-Zellkultursysteme und
Tiermodellsysteme die Grundlage für Prostatakrebsstudien waren, haben sich im Laufe der
Zeit neue Möglichkeiten und Technologien herausgebildet. Beispielsweise hat die
neuartige Organoidtechnologie in den letzten Jahren aufgrund ihrer großen Anwendungen
in der Krebsforschung Aufmerksamkeit erregt. Bei Prostata-Organoiden, die aus dem
primärem Prostatakrebs des Menschen stammen, hat es sich als schwierig erwiesen, über
einen langen Zeitraum in der Kultur zu bleiben. Organoide des primären Prostatakrebses
der Maus wurden jedoch erfolgreich etabliert und sind ein alternatives In-vitro
Modellsystem zur Untersuchung des menschlichen Prostatakrebses.
Um dieses neuartige Modellsystem zu nutzen, haben wir eine Gruppe von gutartigen und
bösartigen Prostataepithelorganoiden der Maus eingerichtet, die verschiedene genetische
Knockouts von Prostatakrebs-relevanten Genen enthalten, wie einen einzelnen Knockout
von Pten und einen doppelten Knockout von Pten/Stat3 und Pten/Tp53. Wir haben diese
organoiden Kulturen mit histologischer HE-Färbung und verschiedenen
immunhistochemischen Färbungen wie Ki67, pAKT, STAT3 und CK8 charakterisiert. Wir
zeigen, dass sowohl gutartige als auch bösartige Organoide ihrem Ursprungsgewebe
histologisch und auch hinsichtlich ihrer Signalwege stark ähneln. Wir haben auch In-vitro
Knockouts von Pten- und Pten/Stat3-Genen aus Wildtyp-Mäusen mit floxierten Allelen
unter Verwendung des Cre-lox-Rekombinationssystems in vitro erzeugt. Wir zeigen, dass
die Deletion von Pten und Pten/Stat3 den Wildtyp im Laufe der Zeit in maligne Organoide
umwandelt und die in vivo beobachteten Prostatakrebs-Phänotypen nachahmt. Wir
schlagen dieses In-vitro-Knockout-System als neues Modellsystem zur Untersuchung der
Tumorentstehung vor.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass humane primäre Prostatakrebs-Organoide bisher
nicht erfolgreich als Langzeitkulturen etabliert worden sind. Wir zeigen jedoch, dass
murine Prostata-Organoide als geeignetes alternatives Modellsystem für Prostatakrebs
dienen. In der Zukunft wollen wir Co-Kulturen etablieren, die auch die Immun- und
Stromakomponenten des Prostatatumors enthalten, um die Genauigkeit dieses Modells
als präklinisches Prostatakrebsmodell weiter zu erhöhen.
Abstract
(Englisch)
Cancer represents a major today’s health problem and is responsible for many deaths
globally each year with prostate cancer being the most diagnosed cancer in men in over
half of the countries worldwide. The research invested in studying cancer and its properties
has been on the rise in the last decades in order to uncover its causes, pathologies and to
develop new treatments. Even though the prevalence of prostate cancer is relatively high,
the lack of suitable in vitro model systems has hindered the progress of prostate cancer
research. While in the last decades, 2D cell culture systems and animal model systems have
been the basis of prostate cancer studies, new possibilities and technologies have emerged
over time. For instance, the novel organoid technology gained attention in recent years for
its large applications in cancer research. While prostate organoids derived from human
primary prostate cancer have proven to be challenging to maintain in culture over long
period of time, murine primary prostate cancer organoids have been successfully
established and account for an alternative in vitro model system to study human prostate
cancer.
In order to exploit this novel model system, we established a panel of murine benign and
malignant prostate epithelial organoids, harbouring different genetic knockouts of
prostate cancer relevant genes such as a single knockout of Pten and double knockouts of
Pten/Stat3 and Pten/Tp53. We characterized those organoid cultures with histological HE
staining and various immunohistochemistry stainings such as Ki67, pAKT, STAT3 and CK8.
We show that both benign and malignant organoids highly resemble their tissue of origin
histologically and also regarding their signalling pathways. We also generated in vitro
knockouts of Pten and Pten/Stat3 genes from wildtype mice with floxed alleles using the
Cre-lox recombination system in vitro. We demonstrate that deletion of both Pten and
Pten/Stat3 transform wildtype to malignant organoids over time and mimic the prostate
cancer phenotypes that are seen in vivo. We propose this in vitro knockout system as a new
model system to study tumorigenesis.
In conclusion, while human primary prostate cancer organoids have not been successfully
established as long term cultures so far, we show that murine prostate organoids serve as
a suitable alternative model system for prostate cancer. In the future we aim to establish co-cultures containing also the immune and stromal components of the prostate tumour
to further increase the accuracy of this model as a preclinical prostate cancer model.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Prostate cancer Organoids
Schlagwörter
(Deutsch)
Prostatakrebs Organoiden
Autor*innen
Zlata Pavlovicova
Haupttitel (Englisch)
Characterization of murine prostate organoids as a preclinical model for prostate cancer
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung der Prostataorganoide der Maus als präklinisches Modell für Prostatakrebs
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
69 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Gerda Egger
Klassifikationen
42 Biologie > 42.20 Genetik ,
44 Medizin > 44.81 Onkologie
AC Nummer
AC15695245
Utheses ID
54832
Studienkennzahl
UA | 066 | 877 | |