In the present diploma thesis the study of the effect of the suppression of ERα in TGF-β and
IL-8 signaling pathways in breast cancer cells is presented. One of the major causes of death
in the modern world is cancer, where breast cancer possesses higher levels of occurrence in
women. Changes in levels of estrogen receptors are the most important discriminator factor of
breast cancers separating them in ER+ and ER- tumors. The two main estrogen receptors are
ERα and ERβ. The majority of breast cancers are ERα+ and this estrogen receptor seems to
play an important role in development, progress and treatment of breast cancer, while it is of
particular importance because its protein levels are elevated in cases of breast cancer, but they
are not increased in normal tissue. The loss of ERα leads to the loss of breast cancer cells
‘epithelial phenotype, when the presence of ERα and the action of the signaling pathway
which is activated by the complex E2/ERα antagonizes signaling pathways that promote EMT
including TGF-β and IL-8 signaling pathways. In breast cancer, TGF-β seems to have a dual
role; initially it suppresses tumorigenesis by inducing growth arrest and promoting apoptosis,
however, in advanced breast cancer, where TGF-β often is overexpressed, it promotes
tumorigenesis by induction of EMT. Interleukin-8 is a proinflammatory chemokine, binding
of which in the receptors (CXCR1 and CXCR2) induce the activation of multiple signaling
pathways promoting tumorigenesis. It was reported that IL-8 is upregulated in breast cancer
as compared to normal breast tissue and is associated with poor prognosis. IL-8 expression is
negatively linked to ER status of breast cancer cells and could play an essential role in the
acquisition and/or maintenance of EMT in epithelial-like breast cancer cells. For this reason,
the aim of this study was to investigate the effect of the suppression of ERα in TGF-β and IL-
8 signaling pathways. Specifically, in ERα suppressed as well as in ERα+ breast cancer cells,
examination of the expression levels of molecules involved in the reported signaling
pathways, the activation of the signaling pathways as well as the effect of their activation and
inhibition in cell functional properties and in the induction of EMT was performed. Epithelial
breast cancer cells with low metastatic potential, MCF-7, stably transfected with shRNA
lentiviral particles for the suppression of ERα (SP10+) and Control shRNA MCF-7 (Csh)
cancer cells in which lentiviral particle without the information for ERα suppression were
used. Our results suggest that the suppression of ERα increases the expression of molecules
involved in TGF-β as well as IL-8 signaling pathways and leads to the activation of these
pathways. Cell functional properties are significantly affected by the inhibition of IL-8
signaling pathway at the corresponding receptors levels in ERα suppressed cells, while it is
clear that the activation or the inhibition of TGF-β and IL-8 signaling pathways alone is not
sufficient to induce morphological changes and striking changes in the expression of EMT
markers.
(EL)
Στην παρούσα πτυχιακή εργασία πραγματοποιείται μελέτη της επίδρασης της καταστολής
του ERα στα σηματοδοτικά μονοπάτια του TGF-β και της IL-8. Μια από τις σημαντικότερες
αιτίες θανάτου στον σύγχρονο κόσμο αποτελεί ο καρκίνος, με τον καρκίνο του μαστού να
κατέχει τα πιο υψηλά επίπεδα εμφάνισης στις γυναίκες. Οι μεταβολές στα επίπεδα των
οιστρογονοϋποδοχέων αποτελούν τον πιο σημαντικό παράγοντα διαχωρισμού των καρκίνων
μαστού σε ER+ και ER- όγκους. Οι δύο κύριοι οιστρογονοϋποδοχείς είναι ο ERα και ο ERβ.
Η πλειοψηφία των καρκίνων του μαστού είναι ERα+ και ο οιστρογονοϋποδοχέας αυτός
φαίνεται να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη, την εξέλιξη και τη θεραπεία του
καρκίνου του μαστού, ενώ είναι ιδιαίτερης σημασίας καθώς τα πρωτεϊνικά του επίπεδα
αυξάνονται σε περιπτώσεις καρκίνου του μαστού, αλλά δεν βρίσκονται αυξημένα στο
φυσιολογικό ιστό. Η απώλεια της λειτουργίας του ΕRα οδηγεί σε απώλεια του επιθηλιακού
φαινοτύπου των καρκινικών κυττάρων, ενώ η παρουσία του ΕRα και η δράση του
σηματοδοτικού μονοπατιού που δημιουργεί το σύμπλοκο Ε2/ΕRα ανταγωνίζεται τα
σηματοδοτικά μονοπάτια που επάγουν το φαινόμενο του ΕΜΤ μεταξύ των οποίων τα
σηματοδοτικά μονοπάτια του TGF-β και της IL-8. Στον καρκίνο του μαστού, ο TGF-β
φαίνεται να έχει διττό ρόλο καθώς αρχικά καταστέλλει την ογκογένεση επάγοντας τη
διακοπή της ανάπτυξης και προωθώντας την απόπτωση, ενώ σε προηγμένο καρκίνο του
μαστού, όπου ο TGF-β υπερεκφράζεται, προωθεί την καρκινογένεση επάγοντας το φαινόμενο
ΕΜΤ. Η ιντερλευκίνη 8 (IL-8) αποτελεί μια προφλεγμονώδη χημειοκίνη, η πρόσδεση της
οποίας στους υποδοχείς της (CXCR1 και CXCR2) επάγει την ενεργοποίηση πληθώρας
σηματοδοτικών μονοπατιών προωθώντας την καρκινογένεση. Έχει βρεθεί αυξημένη σε
καρκίνους του μαστού σε σύγκριση με φυσιολογικό ιστό και η παρουσία της σχετίζεται με
κακή πρόγνωση. Η έκφραση της IL-8 συνδέεται αρνητικά με την παρουσία του ERα και
μπορεί να διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην απόκτηση ή/και τη διατήρηση του
φαινομένου ΕΜΤ σε επιθηλιακά καρκινικά κύτταρα. Για το λόγο αυτό, σκοπός της παρούσας
εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της καταστολής του οιστρογονοϋποδοχέα ERα στα
σηματοδοτικά μονοπάτια του TGF-β και της IL-8. Συγκεκριμένα, σε καρκινικά κύτταρα
μαστού που έχει κατασταλεί η έκφραση του ERα καθώς και σε κύτταρα που εκφράζουν τον
οιστρογονοϋποδοχέα, εξετάστηκαν τα επίπεδα έκφρασης μορίων που εμπλέκονται στα
σηματοδοτικά μονοπάτια που αναφέρθηκαν, η ενεργοποίηση των μονοπατιών αυτών καθώς
και η επίδραση της ενεργοποίησης και της αναστολής τους σε κυτταρικές λειτουργικές
ιδιότητες και στην επαγωγή του φαινομένου ΕΜΤ. Για τη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν
επιθηλιακά καρκινικά κύτταρα μαστού χαμηλής μεταστατικότητας MCF-7, σταθερά
διαμολυσμένα με shRNA lentiviral particles για την καταστολή του ERα (SP10+) και Control
shRNA MCF-7 (Csh) καρκινικά κύτταρα, στα οποία έχει γίνει εισαγωγή ιικού σωματίου, το
οποίο δεν περιέχει την πληροφορία για καταστολή της έκφρασης του γονιδίου του ERα. Τα
αποτελέσματα της παρούσας εργασίας καταδεικνύουν ότι η καταστολή του ERα αυξάνει την
έκφραση μορίων εμπλεκόμενων στη σηματοδότηση τόσο του TGF-β όσο και της IL-8 και
οδηγεί σε ενεργοποίηση των μονοπατιών αυτών. Κυτταρικές λειτουργικές ιδιότητες φαίνεται
να επηρεάζονται σημαντικά από την αναστολή σε επίπεδο υποδοχέα του σηματοδοτικού
μονοπατιού της IL-8 στα κύτταρα που έχει κατασταλεί ο ERα, ενώ είναι σαφές ότι
ενεργοποίηση ή αναστολή μόνο των σηματοδοτικών μονοπατιών του TGF-β και της IL-8 δεν
είναι επαρκής για την επαγωγή μορφολογικών μεταβολών και σημαντικών αλλαγών στην
έκφραση δεικτών ΕΜΤ.
(EL)
Πανεπιστήμιο Πατρών
