Charakterisierung und Differenzierung von EpCAM-positiven Zellen bei Brustkrebs- und Kontrollpatientinnen

URN to cite this document:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-532697
DOI to cite this document:: 10.5283/epub.53269

Damböck, Anna Theresa

License: Creative Commons Attribution No Derivatives 4.0
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(4MB)

Date of publication of this fulltext: 21 Dec 2023 05:59

Details

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	21 December 2023
Referee:	Prof. Dr. Chirstoph Klein
Date of exam:	21 December 2022
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für experimentelle Medizin und Therapieverfahren
Keywords:	Burstkrebs, Knochenmark, Disseminated Cancer Cells, Metastasen
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:	53269

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Abstract (German)

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Die meisten Todesfälle an Brustkrebs sind durch die Folgen von Metastasen bedingt, die sich aus disseminierten Tumorzellen (disseminated cancer cells, DCCs) entwickeln. Um DCCs zielgerichtet therapieren zu können, müssen diese sicher identifiziert und molekular charakterisiert werden. Die Detektion von DCCs erfolgt in Knochenmarkproben anhand des Oberflächenmarkers EpCAM. Dabei zeigen DCCs eine hohe Expression dieses Markers (EpCAM-high). Allerdings kommen auch im Knochenmark von KontrollpatientInnen EpCAM-high Zellen (non cancer cells, NCCs) sowie leicht EpCAM-positive Zellen (EpCAM-dim) vor. Dies führt zu einer Kontamination der mutmaßlichen DCC-Fraktion. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war, NCCs und DCCs näher zu charakterisieren und dadurch das Screening nach DCCs spezifischer für diese zu gestalten.
In einer RNA-Sequenzierung von NCCs und DCCs wurden die differenziell exprimierten Gene zwischen den beiden Gruppen identifiziert sowie Clusteranalysen durchgeführt. Dabei zeigten sich die NCCs als eigenes Cluster und die RNA-Signatur wies auf eine B-Zell- oder Plasmazell-Identität der NCCs hin. Zwei Plasma- bzw. B-Zellmarker, CD27 und CD319, wurden daraufhin als potenzielle Marker für NCCs ausgewählt. Knochenmarkproben von Kontroll- und KrebspatientInnen wurden in der Durchflusszytometrie auf das Vorkommen von EpCAM-high Zellen untersucht. Dabei kamen CD27 und CD319 bei EpCAM-high Zellen von KontrollpatientInnen signifikant häufiger vor als bei den EpCAM-high Zellen von KrebspatientInnen. Aufgrund dieser Ergebnisse handelt es sich bei NCCs wahrscheinlich um Plasma- oder B-Zellen. Diese könnten durch die Verwendung von CD27 und CD319 als Negativmarker im Rahmen einer Depletion oder Doppelfärbung zu einer spezifischeren Erkennung von DCCs führen. Dadurch ließen sich zum einen Zeit und Kosten sparen durch gezieltere Analysen von DCCs. Zum anderen könnte dies zu einer spezifischeren Erkennung von Patientinnen mit DCCs und einem damit einhergehenden erhöhten Risiko für Metastasen führen.
Außerdem konnte im Rahmen dieser Arbeit das Verfahren der Durchflusszytometrie für DCCs etabliert werden. Dadurch können mehr und schneller Knochenmarkproben untersucherunabhängig auf das potenzielle Vorkommen von DCCs getestet werden. Durch die Durchflusszytometrie der Knochenmarkproben war es außerdem möglich, die Effektivität der durchgeführten Depletion zu bestätigen, sodass diese weiterhin durchgeführt werden sollte. Darüber hinaus konnte die EpCAM-dim Population im Knochenmark näher als erythroide Vorläuferzellen charakterisiert werden, sodass potenzielle Marker zur weiteren Reduktion dieser Population identifiziert werden konnten.

Translation of the abstract (English)

Most cancer related deaths are due to metastases, which develop from disseminated cancer cells (DCCs). To target these DCCs with specific therapy they need to be identified and characterized on a molecular level. In bone marrow samples DCCs are detected using the surface marker EpCAM. DCCs have a high Expression of EpCAM (EpCAM-high). However, in bone marrow samples of control patients there can be found EpCAM-high cells as well (non cancer cells, NCCs). Additionally, there are intermediate EpCAM-positive cells (EpCAM-dim). This leads to a contamination of the putative population of DCCs. The aim of this study was to characterize NCCs and DCCs and to make the screening process for DCCs more specific.
Differentially expressed genes between DCCs and NCCs were identified using RNA sequencing data from both groups. Cluster analyses based on this RNA sequencing data revealed a cluster restricted to NCCs. The RNA signature indicated that NCCs may be B cells or plasma cells. Two markers for B cells or plasma cells were chosen as potential markers for NCCs. Bone marrow samples from cancer and control patients were analyzed for EpCAM-high cells with flow cytometry. The two markers CD27 and CD319 were expressed on EpCAM-high cells from control patients significantly more frequent than on EpCAM-high cells from cancer patients. In conclusion, NCCs may be B cells or plasma cells and could be identified with CD27 or CD319. These markers could be implemented in the depletion process or while screening for DCCs through conducting a double staining for these markers. This would reduce time and costs to analyze more true DCCs. Additionally, patients with a higher risk for metastases could be identified more specific.
For analyzing DCCs usually florescence microscopy is used. However, with flow cytometry more cells can be studied in a more objective way. In this study the identification of DCCs using flow cytometry was established. Using this technique, it was possible to confirm the effectivity of the depletion process since this is an expensive and time-consuming step. Another finding was the identification of EpCAM-dim cells as erythroid precursors, which could be reduced to make the screening process more efficient.

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