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Titel:Einfluss des Glykoproteins WNT5A auf das Apoptoseverhalten von Pankreaskarzinomzellen in vitro und In-vivo-Bildgebung von NIS-positiven Pankreaskarzinom-Xenografts in Nacktmäusen.
Autor:Pralle, Moritz
Weitere Beteiligte: Michl, Patrick (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2014
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2014/0164
DOI: https://doi.org/10.17192/z2014.0164
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2014-01641
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.):Antiapoptotic effects of WNT5A in pancreatic cancer and in vivo imaging of NIS expressing pancreatic cancer cell xenografts.

Dokument

Schlagwörter:
NIS, NIS, pancreatic cancer, WNT5A, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Medizin, WNT5A

Zusammenfassung:
Die WNT-Familie umfasst mindestens 19 evolutionär hoch-konservierte, sezernierte, cysteinreiche Glykoproteine. WNT-Proteine werden abhängig von ihrer Fähigkeit Zellen zu transformieren in zwei Gruppen eingeteilt. WNT5A gehört zu den am besten untersuchten Vertretern der nicht-transformierenden WNT-Proteine. Als solches wird es klassischerweise mit den sog. nicht-kanonischen Signalwegen in Verbindung gebracht. In der Literatur finden sich divergierende Angaben zur Rolle von WNT5A bei der Progression maligner Tumore verschiedener Entitäten. So gilt WNT5A z.B. im Mamma- und Kolonkarzinom als Tumorsuppressor und Marker für eine günstige Prognose. Im Gegensatz zu diesen Beobachtungen konnte in Vorarbeiten der Arbeitsgruppe gezeigt werden, dass WNT5A die Progression des Pankreaskarzinoms fördert, und zwar über antiapoptotische, pro-migratorische und pro-invasive Effekte. Dabei aktivierte WNT5A überraschenderweise die kanonische Signalkaskade und nicht die nicht-kanonischen Signalwege. Ob WNT5A in Pankreaskarzinomzellen einen Einfluss auf den PCP-Signalweg bzw. auf SAPK/JNK hat, blieb bislang offen. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die antiapoptotische Wirkung von WNT5A nicht auf Pankreaskarzinomzellen begrenzt ist. Zumindest in der Mammakarzinom-zelllinie MDA-MB-468 führte die Behandlung mit siWNT5A sowohl zu einer Erhöhung der basalen Apoptoserate als auch der TRAIL-induzierten Apoptose. Zudem konnte die antiapoptotische Wirkung von WNT5A auf Pankreaskarzinomzellen in Experimenten mit rekombinantem WNT5 bestätigt werden. Durch rekombinantes WNT5A konnte die Apoptoserate nach Behandlung der Zellen mit Gemcitabine, dem Standard-therapeutikum des fortgeschrittenen Pankreaskarzinoms, signifikant gesenkt werden. Darüber hinaus konnte eine Aktivierung von SAPK/JNK durch WNT5A in der Pankreaskarzinomzelllinie PaTu-8988t ausgeschlossen werden. Somit ist es wahrscheinlich, dass WNT5A seine Effekte auf das Pankreaskarzinom über die kanonische Signalkaskade vermittelt. Um die Eignung eines Kandidatengens wie WNT5A für neue therapeutische Strategien zu evaluieren reichen reine in vitro-Analysen nicht aus. Eine Strategie Targetgene in vivo zu untersuchen besteht darin, menschliche Tumorzellen, die stabil oder induzierbar das jeweilige Gen exprimieren, als Xenografts in athymische Nacktmäuse zu implantieren. Eine kontinuierliche Erfassung der Größenzunahme ist allerdings nur bei subkutanen Xenografts einfach durchführbar. Eine Darstellung von orthotopen Pankreaskarzinom-Xenografts in vivo ist mit herkömmlichen Techniken der Bildgebung bislang nicht möglich. Ein neuer Ansatz besteht darin, Tumorzellen stabil mit dem Natrium-Jodid-Symporter (NIS) zu transfizieren. Durch Schwanzvenen-Injektion von 99mTechnetium-Pertechnetat können dann die Xenografts in vivo mittels Szintigraphie/SPECT dargestellt werden. Dazu wurden im Rahmen dieser Doktorarbeit drei Pankreaskarzinomzelllinien stabil mit NIS transfiziert: Imim-Pc1 RV/NIS, PaTu-8988t pBig2R/WNT5A NIS und PaTu-8988t-pBig2R NIS. Mit allen drei Zelllinien wurden subkutane Xenografts in Nacktmäusen erstellt. Allerdings zeigten nur die Imim-Pc1-Xenografts ausreichendes Größen-wachstum, um eine erfolgreiche 99mTc-SPECT-Bildgebung durchzuführen. So konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass eine In-vivo-Bildgebung mittels 99mTc-SPECT von NIS-positiven Pankreaskarzinom-Xenografts möglich ist. Damit ist der Grundstein für das langfristige Ziel einer In-vivo-Bildgebung von orthotopen Pankreaskarzinom-Xenografts zur In-vivo-Targetgenevaluation gelegt.

Summary:
WNT ligands constitute a family of at least 19 highly conserved, secreted, cysteine-rich glycoproteins. They have been divided into two different groups based on their ability to induce transformation of cells. WNT5A is one of the best investigated members of the non-transforming WNT protein-group and is therefore associated with the so called non-canonical signaling pathways. However, the precise role of WNT5A in tumorigenesis remains ambiguous. For example in colorectal cancer and ductal breast cancer WNT5A is considered to be a tumor suppressor and its loss is an independent factor predicting poor prognosis. In contrast WNT5A has been identified as a potent enhancer of malignant progression in pancreatic cancer. Previous data of this group has demonstrated antiapoptotic, pro-migratory and pro-invasive effects of WNT5A on pancreatic tumor cells. In this context WNT5A surprisingly activated the canonical cascade, while failing to signal via the WNT/Ca2+ pathway. This dissertation was able to demonstrate that the antiapoptotic effects of WNT5A are not restricted to pancreatic cancer cells. At least in MDA-MB-468 breast cancer cells a knock-down of WNT5A led to an increase in basal and TRAIL-induced apoptosis. In addition, the antiapoptotic effects of WNT5A in pancreatic cancer could be confirmed in experiments with recombinant WNT5A. Treatment with rmWNT5A reduced the rate of gemcitabine-induced apoptotic cell death significantly. At the same time WNT5A had no impact on SAPK/JNK in PaTu-8988t cells, underlining the importance of the canonical cascade for WNT5A signaling in pancreatic cancer. In vitro experiments are not sufficient to evaluate the use of WNT5A and other genes for new therapeutical applications. A well established strategy for in vivo evaluation is the generation of xenografts in athymic nude mice by implanting human tumor cells that are stably or conditionally transfected with the gene of interest. A methodical challenge of xenograft experiments is that only the growth of subcutaneous xenografts can be easily measured. In case of pancreatic cancer in vivo imaging of orthotopic xenografts is difficult. The establishment of sodium/iodide symporter (NIS) expressing xenografts from pancreatic tumor cells is a completely new approach, because NIS expressing tumor cells can be visualised via SPECT following i.v. injection of 99mTc pertechnetate. In this dissertation three pancreatic cancer cell lines have been stably transfected with NIS Imim-Pc1 RV/NIS, PaTu-8988t pBig2R/WNT5A NIS and PaTu-8988t pBig2R NIS. Subsequently a small group of athymic nude mice has been subcutaneously injected, each with one of the three cell lines to establish xenografts. Unfortunately, only xenografts from Imim-Pc1 cells showed sufficient growth to perform a 99mTc pertechnetate SPECT scan. This dissertation demonstrates that in vivo imaging of NIS expressing pancreatic cancer cell xenografts is feasible, therefore providing a basis for further experiments with orthotopic xenografts.


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