The role of MMP3 and Rac1b during development and progression of pancreatic cancer

Chronic pancreatitis is a major risk factor for pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), one of the deadliest cancer types. During the progression to cancer the inflammatory-harmed tissue undergoes formations such as acinar to ductal metaplasia (ADM), pancreatic intraepithelial neoplasia (PanIN) and...

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Main Author: Förster, Juliane
Contributors: Buchholz, Malte (Prof.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:English
Published: Philipps-Universität Marburg 2017
Innere Medizin
Subjects:
EMT
Online Access:PDF Full Text
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Table of Contents: Die chronische Pankreatitis ist der Hauptrisikofaktor für die Entstehung eines duktalen Adenokarzinoms des Pankreas (PDAC). Während der Entwicklung zum Karzinom, durchläuft das belastete Gewebe verschiedene Vorläuferstadien, wie z.B. die azinäre-duktale Metaplasie (ADM), intraepitheliale Neoplasie des Pankreas (PanIN) und die epithelial-mesenchymale Transition (EMT). Es ist bekannt, dass MMP3 und Rac1b wichtige Rollen während der Entstehung von Brust- und Lungenkrebs und der EMT in Krebszelllinien im Allgemeinen spielen. Um herauszufinden, ob MMP3 und Rac1b auch einen Einfluss auf die Entstehung und Entwicklung von Pankreaskarzinomen haben, untersuchte ich verschiedene Zelllinien und nutzte zwei dreifach transgenen Mausmodelle (rtTA-Ela1/tet-HA-MMP3/tet-KRAs and rtTA-Ela1/tet-YFP-Rac1b/tet-KRas). Für die in vitro Experimente wurden verschiedene Zelllinien auf ihren endogenen Gehalt von MMP3 und Rac1b und ihr Wachstumsverhalten untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass S2-007, eine sehr invasive, epitheliale Zelllinie, und MiaPaCa, eine eher mesenchymale Zelllinie, die vielversprechendsten Zelllinien sind, um die Effekte von MMP3 und Rac1b Überexpression auf die EMT zu untersuchen. Die Überexpression wurde durch die Behandlung mit rekombinanten Proteinen oder adenoviralen Konstrukten erreicht. Anschließend wurde die Expression typischer EMT-Marker mittels RT-qPCR untersucht. Es stellte sich heraus, dass MMP3 und Rac1b hauptsächlich in S2-007 und weniger in MiaPaCa Zellen einen Einfluss auf die EMT-Maschinerie zu haben scheinen. Auch das Migrationspotenzial wurde maßgeblich in S2-007 Zellen durch die Überexpression von MMP3 erhöht. Die Infektion mit adenoviralen Konstrukten zeigte andere Effekte auf die EMT-Marker Expression als die Behandlung mit rekombinantem Protein. Außerdem zeigten sich auf Plastik für beide Behandlungsarten höhere Expressionslevel für Rac1b, E-cadherin und Vimentin als auf Matrigel. Während der in vivo Experimente wurden die Mäuse für 5 Monate mit Caerulein behandelt, um eine chronische Pankreatitis hervorzurufen. Die Transgenaktivierung erfolgte über einen reversen Tetracyclin abhängigen Promotor. Die Annahme, dass KRas auf einem Hintergrund der chronischen Pankreatitis, die entstehenden Gewebsveränderungen bis zum Karzinom vorantreibt, konnte nicht bestätigt werden. Jedoch konnte ich das Auftreten von ADM nachweisen, welche eine der Vorstufen des PDAC darstellt. Die erzielten Ergebnisse deuten darauf hin, dass MMP3 und Rac1b speziell unter in vivo Bedingungen einen geringeren Einfluss auf die EMT-Maschinerie haben, wie erwartet. Hier scheint es, dass EMT-Signalwege, die an Rac1b gebunden sind (z.B. TGFβ und NFκB), vor MMP3-assoziierten Wegen, bevorzugt werden.