Epigenetische Beeinflussung der Proliferation, Expression von Matrix-Metalloproteinasen, Migration und Invasion von Harnblasenkarzinomzelllinien
Epigenetic influence on proliferation, expression of matrix-metalloproteinases, migration and invasion of bladder cancer cell lines
by Magdalena Kosz
Date of Examination:2010-06-01
Date of issue:2010-05-26
Advisor:PD Dr. Bernhard Hemmerlein
Referee:Prof. Dr. Dieter Kube
Referee:Prof. Dr. Martin Oppermann
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Superficial bladder cancers are treated by abrasion and dependent on the grade of malignancy and differentiation by local chemotherapy or immunmodulatory therapy. Epigenetic approach with demethylating agents like 5-aza-2"-deoxycytidine and histonedeacetylase inhibitors like Trichostatin A is a potential therapeutic option for the treatment of malignancies. In this study we analyzed the effectiveness of these drugs on four biologically different bladder cancer cell lines. The epigenetic modification of 5-aza-2 -deoxycytidine and Trichostatin A induces a) an inhibition of proliferation in all cell lines, b) an inhibition of migration and invasion in all cell lines except for the cell line VMCUB-1, c) in all cell lines a variable mRNA expression of Matrix-Metalloproteinases and their specific inhibitors, d) in all cell lines except for RT-4 a suppression of the MMP-14 mRNA expression. The mRNA expression and the protein expression on cell level showed merely an association concerning the analyzed proteins. The epigenetic modification of bladder cancer cell lines affects clearly their motility and invasiveness. The inhibitory effect on motility seems to be functionally more important compared to the stimulatory effect on MMP expression. The MMP-14 suppression and the induction of the MMP inhibitors TIMP 1-4 appear to be the causal factors for the inhibition of invasion. The epigenetic modification of gene expression influences many different genes, as well as invasion associated genes. It is not possible to draw definite conclusions on the potential biological behaviour of tumor cells on the base of gene and protein expression analyse as epigenetic modifications induce plenty of direct and indirect parallel effects, that have to be further investigated in cell culture and animal experiments.
Keywords: MMP expression; methylation; 5-aza-2
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Oberflächliche Harnblasenkarzinome werden organerhaltend durch Abtragung und in Abhängigkeit von Malignitätsgrad und Differenzierung durch eine lokale Chemotherapie bzw. immunmodulatorische Therapie behandelt. Epigenetische Therapieansätze mit nicht-methylierbaren Cytosinanaloga, wie 5-aza-2 -deoxycytidin und Histondeacetylaseinhibitoren wie Trichostatin A, stellen potenzielle therapeutische Optionen für die Behandlung maligner Tumoren dar. In dieser Studie wurde deren Wirkungsweise an vier biologisch unterschiedlichen urothelialen Karzinomzelllinien untersucht. Die epigenetische Modifikation der Tumorzellen mit 5-aza-2 -deoxycytidin und Trichostatin A induziert a) in allen Zelllinien eine Hemmung der Proliferation, b) in allen Zelllinien mit Ausnahme von VMCUB-1 eine Hemmung der Migration und Invasion, c) in allen Zelllinien eine unterschiedlich hohe mRNA-Expression von Matrix-Metalloproteinasen, aber auch ihrer spezifischen Inhibitoren, d) in allen Zelllinien mit Ausnahme von RT-4 eine Suppression der MMP-14-mRNA-Expression. Die mRNA-Expression und zelluläre Proteinexpression zeigten für die untersuchten Proteine kaum Korrelation. Die epigenetische Modifikation der Harnblasenkarzinomzelllinien beeinflusst deutlich deren Motilität und Invasivität. Der hemmende Effekt auf die Motilität scheint funktionell wichtiger zu sein als der stimulatorische Effekt auf die MMP-Expression. Die Suppression von MMP-14 und Induktion der MMP-Inhibitoren TIMP-1-4 scheinen die ursächlichen Faktoren für die invasionsinhibitorische Wirkung zu sein. Die epigenetische Modifikation der Genexpression beeinflusst eine Vielzahl unterschiedlichster Gene, so auch invasionsassoziierte Gene. Sichere Rückschlüsse auf das potenzielle biologische Verhalten von Tumoren bzw. Tumorzelllinien auf der Basis von Gen- oder Proteinexpressionsanalysen sind nicht möglich, da epigenetische Modifikationen eine Vielzahl paralleler direkter und indirekter Effekte hervorrufen, die letztlich nur in Zellkultur- und Tierexperimenten abschätzbar sind, was für den Einsatz derart wirkender Substanzen in der Therapie solider Tumoren bedacht werden sollte.
Schlagwörter: MMP-Expression; Methylierung; 5-aza-2