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The inhibition of 12(S)-HETE stimulated mobility and gap formation of lymphendothelial cells
Katharina Viola
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Sylvia Kirchengast
DOI
10.25365/thesis.10664
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29233.39779.589670-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Eindringen von Brustkrebs erfolgt stets in der Form von Zellclustern, die sich durch Lücken in den Lymphendothelien, in axillare “gate keeping” Wächter-Lymphknoten ausbreiten um schließlich weitere Lymphknoten und entfernte Organe zu befallen. Aus diesem Grund ist die Invasion von Krebszellclustern in das Lymphgefäßsystem ein Hauptziel pharmakologischer Eingriffe. Durch den Einsatz eines 3D Co-cultur in vitro Systems, bestehend aus einer T1S1 (telomerase-immortalised human lymphendothelial) Zellschicht und menschlichen MCF-7 Brustkrebszellspheroiden, wurde versucht die Krebszellinduktion von Lücken in der Lymphendothelzell/LEC-schicht nachzuahmen. Bisherige Studien haben zwei Mechanismen identifiziert, die für die Induktion von Lücken in Lymphendothelien verantwortlich sind: die Aktivität der 12/15 Lipoxygenase und ihres Produkts 12(S)-HETE, das von MCF-7 Zellen ausgeschieden wird; und Matrix Metallo Proteinasen (MMPs). Zusätzlich spielt auch NF-κB eine entscheidende Rolle in der Tumorcluster Transmigration. Die vorliegende Diplomarbeit versucht die Beteiligung dieses Transkriptionsfaktors zu untersuchen, und weiters die hemmende Wirkung unterschiedlicher natürlich vorkommender und synthetischer Substanzen auf die Bildung von Lücken in Lymphendothelien zu erforschen. Aus diesem Grund wurden „gap formation assays“ als Eingangsexperimente durchgeführt, wobei die Fähigkeit von MCF-7 Zellspheroiden zur Lückeninduktion in LEC-Schichten durch die Behandlung der Krebsspheroide mit Bay-11, Baicalein, Heteronemin, Xanthohumol, Berberine, und GM6001 versucht wurde zu inhibieren. Die Resultate zeigen, dass alle gestesteten Substanzen, bereits in geringen Mengen (~ 5μM), eine starke Lücken-hemmende Wirkung besitzen. Mit weiterführenden Experimenten wurde versucht die molekularen Mechanismen dieser Substanzen auf die Krebsspheroid-veranlasste Lückenbildung in den LEC-Schichten und den Lückenbildungsfaktor 12(S)-HETE zu untersuchen. Wobei unsere Daten zeigen, dass NF-κB nötig ist für 1) die Expression von spezifischen Adhesionsmolekülen, die zusammen mit 12(S)-HETE eine Voraussetzung für die Induzierung von LEC Mobilität darstellen; 2) die Aktivierung der Migrationsmaschinerie in LECs wie die 12(S)-HETE induzierte S100A Expression, sowie das Mobilitätspotential durch Paxillin-, ROCK1-, MLC2-, Mypt1-, ILK-, Erk1/2-, Arp2/3- und Akt-Expression. Die Resultate zeigen die hemmende Wirkung der NF-κB Hemmer auf die Mobilität der LECs. Auch die Tests mit dem synthetischen MMP Hemmer GM6001 zeigten eine Dosis-abhängige Lückenhemmung, wobei MMP-11 eine Hauptrolle in MMP-ausgelösten LEC Lücken zu spielen scheint.
Abstract
(Englisch)
Ductal breast cancer seems to invade the lymphatic vasculature always as a cell bulk through a gap in the lymphendothelial wall, followed by a spread into the axillary “gate keeping” sentinel lymph node and colonisation of “post-sentinel” nodes and distand organs. The bulky invasion of cancer cells into the lymphatic vasculature is therefore a target for pharmacological intervention, but the cellular and molecular basis of this invasion is largely unknown. By using a 3D co-culture in vitro array consisting of T1S1 telomerase-immortalised human lymphendothelial cell layers and human MCF-7 breast cancer spheroids we mimick the induction of gap formation into the lymphendothelial cell layer. Thereby two mechanisms were already identified to be responsible for the induction of gaps. The mechanisms of 12/15 lipoxygenase and its product 12(S)-HETE, secreted by MCF-7 cells, as well as matrix metallo proteinases (MMPs), generate lymphendothelial gap formation. Preliminary experiments suggest that also NF-κB may play a significant role in tumour bulk transmigration through lymphendothelial borders.
Therfore this diploma thesis proposes to examine the contribution of this transcription factor. Furthermore, a subset of natural and synthetic substances was tested on their ability to inhibit gap induction by MCF-7 cell spheroids. As starting experiments we performed gap formation assays, whereby the gap induction by MCF-7 cell spheroids into lymphendothelial cell (LEC) layers was attempted to become inhibited by the pre-treatment of the spheroids with different substances that were selected on their specific reported bioactivities. All tested substances (bay-11, baicalein, heteronemin, xanthohumol, berberine, GM6001) did show a strong ability to inhibit gap formation, even at low concentrations (~ 5μM). Further experiments aimed to elucidate the molecular mechanism of the compounds that interfered with spheroid-triggered gap-formation of LEC layers, and of the gap forming factor 12(S)-HETE and the downstream effects in LECs. The data indicate that NF-κB was required for 1) adhesion of MCF-7 spheroids to LECs, which was a prerequisite together with 12(S)-HETE to induce the mobility of LECs; 2) the activation of the migratory machinery in LECs i.e. 12(S)-HETE-induced S100A expression, as well as the constitutive mobile potential provided by paxillin, ROCK-1, MLC2, Mypt1, ILK, Erk1/2, Arp2/3, and Akt expression. Also tests with the synthetic MMP inhibitor GM6001 revealed its dose dependet ability to inhibit gap formation, whereby MMP-11 seems to play a major role in MMP-triggered gaps.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
cancer breast cancer metastasis tissue invasion cell mobility gap formation lymphendothelial cells bay-11 baicalein heteronemin xanthohumol berberin GM6001
Schlagwörter
(Deutsch)
Krebs Brustkrebs Metastasierung Lymphendothelzellen Zellmobilität Lückenbildung Bay-11 Baicalein Heteronemin Xanthohumol Berberin GM6001
Autor*innen
Katharina Viola
Haupttitel (Englisch)
The inhibition of 12(S)-HETE stimulated mobility and gap formation of lymphendothelial cells
Paralleltitel (Deutsch)
Die Inhibition der 12(S)-HETE stimulierten Mobilität und Lückenbildung von Lymphendothelzellen
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
121 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Georg Krupitza
AC Nummer
AC08307243
Utheses ID
9630
Studienkennzahl
UA | 442 | | |