Bedeutung des G-Protein-gekoppelten Estrogen-Rezeptors 1 (GPER1) für die Progression des Vulvakarzinoms
Relevance of G-Protein-Coupled Estrogen Receptor 1 (GPER1) for the Progression of Vulvar Carcinoma
by Johanna Loris
Date of Examination:2024-08-13
Date of issue:2024-06-20
Advisor:Prof. Dr. Carsten Gründker
Referee:Prof. Dr. Carsten Gründker
Referee:PD Dr. Anja Uhmann
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Format:PDF
Abstract
English
The vulvar carcinoma is a gynecological tumor that primarily affects older women. It mostly comprises squamous cell carcinomas. The standard treatment typically involves a triple therapy of radiation, chemotherapy and surgery. Nevertheless, recurrences are relatively common, occurring in about 20% of cases. The G-protein-coupled estrogen receptor 1 (GPER1) is involved in various cellular signaling pathways. It is believed to play either a suppressive or promotive role in the carcinogenesis of various neoplasms, although its exact function is often disputed and dependent on the tissue type. GPER1 has been detected in the cytoplasm and nucleus of vulvar carcinoma cells A431 and CAL-39 through immunocytology. A correlation between tumor grade and GPER1 expression has been suggested based on tissue microarrays. To understand the effects of GPER1 in vulvar carcinoma cells, it was activated with G1 or inhibited with G36 before conducting experiments. The protein expression of GPER1, Estrogen Receptor α and Estrogen Receptor β, verified by Western Blots, did not significantly change with G1 and G36 treatments. After GPER1 activation, a dose-dependent reduction in proliferation ability and cell viability was observed through Resazurin and BrdU assays. Morphological observation also showed signs of necrosis after G1 treatment. In the Gap Closure assay, a dose-dependent inhibition of migration was observed in both cell lines following GPER1 activation. Colony Formation assays indicated that GPER1 activation with G1 reduced colony size and number in both cell lines. After G36 treatment, which antagonizes GPER1, colony size increased, while the number did not significantly change. The size of tumorspheres from A431, assessed by Tumorsphere Formation assay, decreased after G1 treatment and increased after G36 treatment, although the number of tumorspheres remained unchanged. In CAL-39, both treatments had no impact on tumorsphere size or number, likely due to tumorsphere disintegration in a non-adherent environment. Overall, GPER1 activation with the agonist G1 demonstrated a reduction in the tumorigenic potential, indicating a tumor-suppressive effect on vulvar carcinoma cells A431 and CAL-39. Therefore, further investigation into the function of GPER1 in vulvar carcinoma is important to potentially utilize this receptor as a therapeutic target in future cancer treatments.
Keywords: G-protein-coupled estrogen receptor; GPER1; vulvar carcinoma; oncogene; tumor suppressor
German
Das Vulvakarzinom ist ein gynäkologischer Tumor, welcher vor allem Frauen im höheren Lebensalter betrifft. Überwiegend handelt es sich um Plattenepithelkarzinome. Therapeutisch wird i. d. R. eine Tripel-Therapie aus Bestrahlung, Chemotherapie und Operation genutzt. Trotzdem kommen Rezidive mit etwa 20 % recht häufig vor. Der G-Protein-gekoppelte Estrogen-Rezeptor 1 (GPER1) ist in diverse zelluläre Signalwege eingebunden. Es wird angenommen, dass er eine suppressive oder fördernde Rolle in der Karzinogenese diverser Neoplasien spielt, wobei die genaue Funktion oftmals umstritten und vom jeweiligen Gewebetyp abhängig ist. Der GPER1 konnte im Zytoplasma und Zellkern der Vulvakarzinomzellen A431 und CAL-39 mittels Immunzytologie nachgewiesen werden. Anhand von Tissue Microarrays kann eine Korrelation zwischen Tumorgrad und GPER1-Expression angenommen werden. Um die Auswirkungen des GPER1 in Vulvakarzinomzellen zu verstehen, wurde dieser mit G1 aktiviert oder mit G36 inhibiert, bevor die Experimente durchgeführt wurden. Die durch Western Blots überprüfte Proteinexpression von GPER1, Estrogenrezeptor α und Estrogenrezeptor β veränderte sich nicht signifikant durch die Behandlungen mit G1 und G36. Nach GPER1-Aktivierung konnte eine dosisabhängige Reduktion der Proliferationsfähigkeit und Zellvitalität mittels Resazurin- und BrdU-Testung nachgewiesen werden. In der zellmorphologischen Beobachtung zeigten sich zudem Zeichen der Nekrose nach G1-Behandlung. Im Rahmen der Gap-Closure-Testung wurde eine dosisabhängige Hemmung der Migration nach GPER1-Aktivierung bei beiden Zelllinien beobachtet. Mittels Kolonie-Formations-Testung wurde die Koloniebildungsfähigkeit der Vulvakarzinomzellen untersucht. GPER1-Aktivierung mit G1 hemmte die Kolonie-Größe und senkte deren Anzahl in beiden Zelllinien. Nach G36-Behandlung und somit Antagonisierung von GPER1 nahm die Kolonie-Größe zu, wobei deren Anzahl sich nicht signifikant veränderte. Auch die durch die Tumorsphären-Formations-Testung überprüfte Größe der Tumorsphären von A431 nahm nach G1-Behandlung ab und nach G36-Behandlung zu, wobei sich die Anzahl der Tumorsphären nicht veränderte. Bei CAL-39 zeigten beide Behandlungen keinen Einfluss auf die Tumorsphären-Größe bzw. -Anzahl, vermutlich bedingt durch den Tumorsphärenzerfall in non-adhärenter Umgebung. Insgesamt zeigte die Aktivierung von GPER1 mit dem Agonisten G1 eine Reduzierung des tumorerzeugenden Potentials und somit eine tumorsuppressive Wirkung auf die Vulvakarzinomzellen A431 und CAL-39. Dementsprechend ist die weitere Erforschung der Funktionsweise des GPER1 im Vulvakarzinom bedeutend, um den Rezeptor als künftiges Target in der Therapie des Karzinoms nutzen zu können.
Schlagwörter: GPER1; Vulvakarzinom; Onkogen; Tumorsuppressor; G-Protein-gekoppelter Estrogen-Rezeptor