Abstract (German)
Die Dissertationsschrift beschäftigt sich mit dem Einfluss eines Extrazellulär-Matrix- Proteins Versican und seine Splice-Varianten (V0, V1, V2 und V3) auf das Verhalten von humanen Glioblastomzellen in vitro.
Bei einem Glioblastom (Glioblastoma multiforme) handelt es sich um einen Tumor glialen Ursprungs im zentralen Nervensystems. Gliome können anhand ihrer Malignitätskriterien und ...
Abstract (German)
Die Dissertationsschrift beschäftigt sich mit dem Einfluss eines Extrazellulär-Matrix- Proteins Versican und seine Splice-Varianten (V0, V1, V2 und V3) auf das Verhalten von humanen Glioblastomzellen in vitro.
Bei einem Glioblastom (Glioblastoma multiforme) handelt es sich um einen Tumor glialen Ursprungs im zentralen Nervensystems. Gliome können anhand ihrer Malignitätskriterien und Proliferationverhalten in verschieden Grade eingeteilt werden (WHO°I- IV). Das Glioblastoma multiforme, der aggressivste Subtyp entspricht dem WHO ° IV. Glioblastome machen etwa 50% aller glialen Tumorarten aus. Es kann sich de novo oder durch Progression von niedriggradigen Astrozytomen (WHO°II) oder anaplastischen Astrozytomen (WHO°III) entwickeln. Das Glioblastom hat die schlechteste Prognosen mit einer medianen Überlebensrate von 14,6 Monaten nach Diagnosestellung unter bester verfügbarer Therapie. Neue Therapiestrategien bei der Behandlung von Glioblastomen sind daher Gegenstand einer Vielzahl von Studien.
Die Aggressivität und Invasivität, das mangelnde Verständnis der molekularen Mechanismen und die genetische Heterogenität der Glioblastome sind eine Ursache für die langfristige Wirkungslosigkeit der derzeitigen Behandlungsmethoden.
Die Literatur beschreibt die extrazellulären Matrix der Zellen als einen entscheidenden Faktor der malignen Eigenschaften der Glioblastome. Die extrazellulären Matrix hat einen profunden Effekt auf die Zellform, Funktionen sowie Zell-Adhäsion, Migration, Proliferation und Differenzierung. Wichtige Bestandteile der extrazellulären Matrix bei Hirntumoren sind vor allem Proteoglykane, Glykosaminoglykane und Glykoproteine.
Neben einer Vielzahl anderer Proteine konnte in verschiedenen Tumorgeweben eine erhöhte Expression von Versican identifiziert werden. Bei Versican handelt es sich um ein großes Chondroitin-Sulphat Proteoglykan, welches in verschiedenen Tumorzellarten exprimiert wird. Versican besteht aus einer N-terminalen G1-Domäne (G1-domain), einer Glycosaminoglykan- Domäne (GAG-domain) und einer C-terminalen G3-Domäne (G3-domain). Durch alternatives Splicing in den Exonen der GAG-Domäne entstehen vier Isoforme von Versican: V0, V1, V2 und V3.
Versican reguliert über die negativ geladenen Chondroitin/Dermatan-Sulfat Seitenketten und durch die Interaktion von G1- und G3-Domäne mit anderen Proteinen die Adhäsion, Proliferation, Apoptose, Migration und Invasion. , Die Expression von Versican ist in vielen Krebszellen erhöht, wobei V0 und V1 die vorherrschenden Isoenzyme in Gliomen darstellen. In jüngerer Vergangenheit konnte TGF-beta2 (Transforming growth factor-b2) als ein wichtiger Modulator der Invasivität von Gliomen identifiziert werden. Auch konnte gezeigt werden, dass TGF-beta2 die Expression von Versican induziert. Hieraus ergab sich die Fragestellung, welche Funktion den einzelnen Isoformen von Versican in Gliomzellen zu Teil wird.
Methodisch erfolgte die Etablierung der Transfektion der humanen Glimozelllinien HTZ349, HTZ417, U87 und A172 mit spezifischer siRNA (small interfering RNA) für V1, V2 und V3. Die funktionellen Fähigkeiten der Gliomzellen wurden im Migrationsassays, Proliferationsassay und Adhäsionsassay untersucht. Neben der siRNA erfolgt das Design einer shRNA (short hairpin RNA) für V1 für weitere Langzeitexperimente.
Sowohl auf PCR-Ebene als auch auf Proteineben ist eine eindeutige Regulation von V1 zu sehen. In den funktionellen Assays führte die Regulation von V1 zu einer signifikant verminderten Migrationsrate und Proliferationsrate, wohingegen keine signifikante Hemmung der Migration durch die Regulierung von V2 und V3 erzielt werden konnte. Darüber hinaus ist die Proliferation in V1 supprimierte Gliomzellen signifikant reduziert. Daher postulieren wir, dass Isoform V1, aber nicht V2 oder V3, ein wesentlicher Modulator der Gliomzell-Migration und Proliferation ist.
Mit dem short-hairpin-Vektor-System für V1 gelang eine stabile Transfektion der Gliomzellen. Das Vektorsystem führte zu einer dauerhafte Regulation von V1, die wir auf Protein- und PCR-Ebene beweisen konnten. Mit der shRNA-Transfektion sollen die in vivo Daten in in vitro Modelle übertragen werden.
Translation of the abstract (English)
This thesis was able to show that siV1, but not siV3, significantly
decreases the migration of glioma cells lines. This inhibition of
migration is not attributable to the increased attachment of cells, one
of the steps in tumour cell invasion. In addition, siV1 decreased
proliferation in glioma cell lines. I therefore postulate that the
versican isoform V1, but not V2 or V3, is an essential modulator of
glioma cell migration and proliferation.
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