Bedeutung des humanen Gens icb-1 für die antiproliferative Wirkung von Antiöstrogenen in Mammakarzinomzellen

URN to cite this document:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-433346
DOI to cite this document:: 10.5283/epub.43334

Riedmeier, Maria

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License: Creative Commons Attribution 4.0
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Date of publication of this fulltext: 16 Jun 2020 11:58

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Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	16 June 2020
Referee:	Prof. Dr. Oliver Treeck
Date of exam:	5 June 2020
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Frauenheilkunde und Geburtshilfe (Schwerpunkt Frauenheilkunde)
Keywords:	Gen icb-1, Brustkrebs, Antiöstrogene, Proliferation
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	43334

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Abstract (German)

Abstract (German)

Das Gen icb-1 („induced by contact to basement membrane 1“) ist in Differenzierungsprozesse von Krebszellen involviert und nimmt eine wichtige Rolle in Proliferationsprozessen, Apoptoseverhalten und Progression gynäkologischer Tumore ein.
Aufbauend auf eine aktuelle Studie von Knudsen et al, welche das Gen icb-1 als Teil einer Signatur zur Prädiktion des Ansprechens auf das Antiöstrogen Fulvestrant (Faslodex, ICI 182,780) identifizierte (133), wurde in dieser Arbeit nun die Bedeutung von icb-1 für östrogenabhängige Zellproliferation und die Wirkung von Antiöstrogenen bei Brustkrebszellen genauer untersucht. Hierfür wurde repräsentativ die östrogensensitive Brustkrebszelllinie T-47-D verwendet. Verglichen wurden jeweils knockdown Zellen, bei denen mittels Transfektion einer spezifischen siRNA das icb-1 Gen transient ausgeschaltet wurde, und Zellen mit normaler icb-1 Expression. Die Zellen wurden mit einer Kombination aus 17-β Östradiol und Antiöstrogenen ICI 182,780, 4-OH-Tamoxifen bzw. Endoxifen behandelt. An den entsprechenden Messtagen wurde die Proliferationsrate der Zellen direkt via CTB-Assay detektiert. Auf molekularer Ebene wurde die Expression proliferations- und östrogenassoziierter Gene bei den knockdown- und den Kontrollzellen mittels RealTime qPCR im LightCycler bestimmt.
Das Ausschalten von icb-1 wirkte eindeutig proliferationssteigernd auf die Brustkrebszellen. Zudem konnte ein signifikant verbessertes Östrogenansprechen im Sinne einer verstärkten Proliferation bei den icb-1 knockdown Zellen beobachtet werden. Eine Erklärung für diesen östrogenassoziierten proliferationssteigernden Effekt bietet vermutlich die Hochregulation der ERα mRNA-Expression durch den knockdown von icb-1. Dieses verstärkte ERα-vermittelte Östrogenansprechen führte nämlich auf molekularer Ebene zu einer gesteigerten Expression der Proliferationsgene nach Behandlung mit 17-β Östradiol. Weiterhin ergaben die Versuchsreihen dieser Arbeit, dass der icb-1 knockdown mit einem signifikant gesteigerten antiproliferativen Effekt von ICI 182,780 auf die T-47-D Zellen einhergeht. Im Falle von 4-OH-Tamoxifen konnte generell kein ausreichendes Ansprechen der T-47-D Zellen erzielt werden und somit ergab sich auch kein signifikanter Unterschied in der Wirkung des Antiöstrogens bei den icb-1 knockdown Zellen und den Zellen mit normaler icb-1 Expression. Obwohl sich für Endoxifen, Metabolit von Tamoxifen, ein leicht verbessertes Ansprechen der Zellen im Allgemeinen zeigte, war auch für dieses Antiöstrogen kein signifikanter Unterschied in der Wirkung bei den knockdown- und den Kontrollzellen zu erkennen.
Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse dieser Studie die Rolle des Gens icb-1 als inhibierende Komponente zellulären Östrogenansprechens bei den Brustkrebszellen T-47-D und lassen icb-1 antiproliferationshemmende Eigenschaften für ICI 182,780 bei den Zellen zukommen. Die Identifizierung des Gens icb-1 als essentielles Element für das Ansprechen von Brustkrebszellen auf Antiöstrogene gibt Anlass für weiterführende Studien, um die Bedeutung von icb-1 für die endokrine Krebstherapie mit Antiöstrogenen genauer zu erforschen.

Translation of the abstract (English)

The gene icb-1 („induced by contact to basement membrane 1“) is involved in differentiation processes of cancer cells and plays an important role in proliferation, apoptosis und progression of gynecological tumors.
Based on the current study of Knudsen et al, which identified the gene icb-1 as part of a gene signature predicting the response to the anti-estrogen Fulvestrant (Faslodex, ICI 182,780), this study examined the role of icb-1 in estrogen-dependent cell proliferation and the effect of anti-estrogens on breast cancer cells.
For this purpose the estrogen-sensitive breast cancer cell line T-47-D was chosen. We compared knock-down cells where the gene icb-1 was transiently silenced by transfection of specific siRNA into the cells with cells expressing normal levels of icb-1. We treated the cells with a combination of 17-ß estradiol and the anti-estrogens ICI 182,780, 4-OH-Tamoxifen and Endoxifen. On the selected days of measurement the proliferation rate of the cells was directly detected by CTB-Assay. Using realtime qPCR the expression of proliferation-associated and estrogen-associated genes of the knockdown- and the control cells was determined at the molecular level.
Knockdown of icb-1 had a significantly greater impact on proliferation of the breast cancer cells and a significantly higher estrogen response.
An explanation for explanation for this effect described above is probably the upregulation of ERα mRNA expression caused by the knockdown of icb-1. On a molecular level this estrogen-response mediated by elevated ERa resulted in a higher expression of proliferation genes after treatment with estrogen. Moreover these experiments showed, that icb-1 knockdown caused significantly increased antiproliferative effects of ICI 182,780 on T-47-D cells.
There was no significant antiproliferative effect on T-47-D after treatment with 4-OH-Tamoxifen, the primary metabolite of tamoxifen, cells. Furthermore there was no significant difference in the effect of antiestrogens between icb-1 knockdown cells and control cells with normal icb-1 expression. Even though there was a significant response of the breast cancer cells to Endoxifen, secundary metabolite of tamoxifen, there was no significant difference concerning this effect when comparing knockdown to control cells.
In summary the results of this study comfirm the role of the gene icb-1 as an inhibitory component of estrogen response to breast cancer cells T-47-D and illustrate, that the gene reduces the antiproliferative effect of ICI 182,780 on breast cancer cells. The identification of gene icb-1 as an essential mediator of the response of breast cancer cells to anti-estrogens is an indicator to perform further studies to explore the relevance of icb-1 for endocrine cancer therapy with anti-estrogens.

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