Autoren:	Maxeiner, Sebastian
Titel:	Bedeutung von sE-Cadherin als potenzielles therapeutisches Ziel zur Behandlung des Taxan resistenten Prostatakarzinoms in vitro
Online-Publikationsdatum:	22-Dez-2022
Erscheinungsdatum:	2022
Sprache des Dokuments:	Deutsch
Zusammenfassung/Abstract:	Das Prostata-spezifische Antigen (PSA) dient der frühzeitigen Diagnose eines Prostatakarzinoms (PCa), ist jedoch in seiner Aussagekraft limitiert. Die vorliegende Promotionsarbeit hatte zum Ziel, die Bedeutung der 80 kDa großen Ektodomäne des Transmembranproteins E(-pithelial)-Cadherin (sE-Cadherin) als potentieller Biomarker zu evaluieren. Zur Anwendung kamen die PCa-Zelllinien PC3, DU145 und LNCaP. Neben chemosensitiven Zellen wurden Docetaxel- und Cabazitaxel- resistente Zellen eingesetzt. Beide genannten Zytostatika kommen in der Erst- und Zweitlinien Therapie eines PCa’s zur Anwendung, so dass die klinische Relevanz gegeben war. Der Effekt von sE-Cadherin wurde sowohl auf die parentalen als auch auf die Taxan resistenten Tumorzellen gemessen und die Resultate in Relation zu den entsprechenden unbehandelten Zellen gesetzt. Konzentrationsabhängig induzierte sE-Cadherin in MTT- und klonogenen Wachstumstests eine signifikante Reduktion des Wachstums und der Proliferation, mit einer maximalen Suppression bei 5 µg/ml. Vertiefend wurde die Proliferation anhand der BrdU-Einbaurate (ELISA) ermittelt. Mechanistisch wurden die Tumorzellen unter 5 µg/ml sE-Cadherin in der G0/G1-Phase arretiert (Durchflusszytometrie, FACS-Analyse). Distinkte apoptotische oder nekrotische Ereignisse wurden durch sE-Cadherin nicht ausgelöst (Annexin V-PI-Assay, Lactatdehydrogenase-Assay, Cell Death Detection-Assay). Die Adhäsion an Kollagen und Fibronektin erniedrigte sich unter sE-Cadherin, die chemotaktische Motilität hingegen erhöhte sich (Boyden-Kammer-Test; Scratch-Assay). Molekularbiologische Analysen demonstrierten Veränderungen von Wachstumsregulatoren der der CDK/Cyclin-Achse (Western Blot-Analyse). Auch modulierte sE-Cadherin signifikant die Oberflächen-Expression spezifischer Integrine des α- und β- Typs (α3, β1, β4; FACS-Analyse). Blockadestudien mit funktionsblockierenden Antikörpern bestätigten die Relevanz der veränderten Integrine für das Wachstum, die Adhäsion und die Chemotaxis. SE-Cadherin führte bei allen untersuchten Zelllinien zu einer signifikanten Reduktion des Wachstums, was vermutlich auf eine verminderte Proliferationsaktivität zurückzuführen ist, ohne dabei toxische Effekte hervorzurufen. Reduktionen von Proteinen der CDK/Cyclin-Achse könnten eine mögliche Erklärung für die Arretierung der Zellen in der G0/G1-Phase liefern, mit einem dadurch ausgelösten Wachstumsstopp. Zudem konnten Veränderungen im Metastasierungsverhalten durch die reduzierte Adhäsion an die Matrixproteine Kollagen und Fibronektin bei zugleich erhöhter Chemotaxis durch sE-Cadherin beobachtet werden. Insbesondere die Reduktion der drei Integrin Subtypen α3, β1 und β4 scheinen für diesen Vorgang verantwortlich zu zeichnen. Es wird geschlussfolgert, dass sE-Cadherin das Zellwachstum bei parentalen und Taxan resistenten PCa Zellen in vitro vermindert, hingegen deren Fähigkeit zur systemischen Ausbreitung verstärkt. In vivo Analysen sind jedoch notwendig, um die Bedeutung von sE-Cadherin als potentiellen Biomarker zu verifizieren. Prostate-specific antigen (PSA) is used for early diagnosis of prostate carcinoma (PCa), but is limited in its informative value. The present PhD thesis aimed to evaluate the significance of the 80 kDa ectodomain of the transmembrane protein E(-pithelial)-cadherin (sE-cadherin) as a potential biomarker. PCa cell lines PC3, DU145 and LNCaP were used. In addition to chemosensitive cells, docetaxel- and cabazitaxel-resistant cells were used. Both cytostatics mentioned are used in first- and second-line therapy of PCa, so the clinical relevance was given. The effect of sE-cadherin was measured on both parental and taxane resistant tumor cells and the results were put in relation to the corresponding untreated cells. In a concentration-dependent manner, sE-cadherin induced a significant reduction in growth and proliferation in MTT and clonogenic growth assays, with a maximum suppression at 5 µg/ml. In more detail, proliferation was determined by BrdU incorporation rate (ELISA). Mechanistically, tumor cells under 5 µg/ml sE-cadherin were arrested in G0/G1 phase (flow cytometry, FACS analysis). Distinct apoptotic or necrotic events were not induced by sE-cadherin (Annexin V-PI assay, lactate dehydrogenase assay, cell death detection assay). Adhesion to collagen and fibronectin decreased under sE-cadherin, whereas chemotactic motility increased (Boyden chamber assay; scratch assay). Molecular biological analyses demonstrated changes in growth regulators of the CDK/cyclin axis (Western Blot analysis). Also, sE-cadherin significantly modulated the surface expression of specific α- and β-type integrins (α3, β1, β4; FACS analysis). Blockade studies with function-blocking antibodies confirmed the relevance of the altered integrins to growth, adhesion, and chemotaxis. SE-cadherin led to a significant reduction in growth in all cell lines examined, presumably due to reduced proliferation activity, without causing toxic effects. Reductions in CDK/cyclin axis proteins could provide a possible explanation for the arrest of cells in the G0/G1 phase, with a resulting growth arrest. In addition, changes in metastatic behavior could be observed due to reduced adhesion to the matrix proteins collagen and fibronectin with concomitant increased chemotaxis by sE-cadherin. In particular, the reduction of the three integrin subtypes α3, β1, and β4 appear to be responsible for this process. It is concluded that sE-cadherin decreases cell growth in parental and taxane-resistant PCa cells in vitro, in contrast, enhances their ability to spread systemically. However, in vivo analyses are necessary to verify the significance of sE-cadherin as a potential biomarker.
DDC-Sachgruppe:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Veröffentlichende Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Organisationseinheit:	FB 10 Biologie
Veröffentlichungsort:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-8381
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-ccd024fc-e008-483e-96c5-1987db5568729
Version:	Original work
Publikationstyp:	Dissertation
Nutzungsrechte:	Urheberrechtsschutz
Informationen zu den Nutzungsrechten:	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Umfang:	III, 145 Seiten ; Illustrationen, Diagramme
Enthalten in den Sammlungen:	JGU-Publikationen