Most cancer-associated deaths in women are due to breast cancer, directly or
indirectly, through metastases. Tumor growth, proliferation of cancer cells and
interactions between cancer cells and the tumor’s microenvironment can be affected
by the extracellular matrix (ECM). ECM has both a structural and a functional role, as it
serves as a supporting framework for cells and tissues, as well as it regulates important
cellular functions, such as proliferation, survival and apoptosis. Various ECM molecules
play important roles in cancer progression. Among them, proteoglycans (PGs),
metalloproteinases (MMPs) and their inhibitors (TIMPs) play an important role in
carcinogenesis and in tumor progression.
Radiotherapy is a common treatment for several types of cancer, including
breast cancer. Radiotherapy mainly leads cancer cells to apoptosis, but at the same time
it provokes premature senescence to adjacent to the tumor stromal fibroblasts. Cellular
senescence can be an anticancer mechanism; on the other hand it is known that
senescent fibroblasts can affect tissue homeostasis by creating a favorable environment
for tumor growth. It has been shown previously that prematurely senescent lung
fibroblasts overexpress MMP-1, MMP-2 and MMP-3 and they promote tumor growth
both in vitro and in vivo. In addition, it has been reported that irradiation-induced
senescent breast fibroblasts overexpress syndecan-1, a poor prognostic factor for
breast cancer.
In this master thesis, we studied the effect of ionizing radiation on human breast
cancer cells of different molecular profile (MDA-MB-231, SKBR-3, ZR-75-1, MDA-MB-
468 and MCF-7) and we also studied the paracrine interaction of either irradiated or not
breast cancer cells with breast stromal fibroblasts.
Based on our findings, ionizing radiation (in therapeutic or higher doses)
decreases viability, inhibits cell cycle progression, leads to apoptosis and enhances
MMP activity in breast cancer cells. Treatment of young stromal fibroblasts with the
conditioned medium of MDA-MB-231 breast cancer cells and treatment of prematurely
senescent breast fibroblasts with the conditioned medium of MDA-MB-231 and MDA-
MB-468 breast cancer cells had the strongest effect on the gene expression of selected
molecules .
Στον καρκίνο του μαστού οφείλονται, άμεσα ή έμμεσα λόγω μεταστάσεων, οι
περισσότεροι θάνατοι που σχετίζονται με καρκίνο στις γυναίκες. Η ανάπτυξη του
όγκου, ο πολλαπλασιασμός των καρκινικών κυττάρων αλλά και η αλληλεπίδραση των
κυττάρων με το μικροπεριβάλλον του όγκου επηρεάζεται από την εξωκυττάρια μήτρα
(ECM). Η ECM έχει τόσο δομικό όσο και λειτουργικό ρόλο, καθώς συγκρατεί τα κύτταρα
και τους ιστούς μεταξύ τους, ενώ ταυτόχρονα συμβάλλει σε σημαντικές κυτταρικές
λειτουργίες όπως είναι ο πολλαπλασιασμός, η επιβίωση και η απόπτωση. Διάφορα
μόρια της εξωκυττάριας μήτρας έχουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη του καρκίνου.
Ανάμεσά τους, οι πρωτεογλυκάνες (PGs), οι μεταλλοπρωτεάσες (MMPs) και οι
αναστολείς τους (TIMPs) κατέχουν σημαντικό ρόλο στην καρκινογένεση, αλλά και στην
προώθηση του όγκου.
Η ακτινοθεραπεία χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση διαφόρων τύπων
καρκίνου, αναμεσά τους και του καρκίνου του μαστού. Κατά την ακτινοθεραπεία τα
καρκινικά κύτταρα οδηγούνται κυρίως σε απόπτωση, ενώ ταυτόχρονα επάγεται
πρόωρη γήρανση στους παρακείμενους στον όγκο στρωματικούς ινοβλάστες. Η
κυτταρική γήρανση αποτελεί ένα αντικαρκινικό μηχανισμό, από την άλλη όμως έχει
δειχθεί ότι οι γηρασμένοι ινοβλάστες μπορούν να επηρεάσουν την ιστική ομοιοστασία
δημιουργώντας ένα ευνοϊκό περιβάλλον για την ανάπτυξη του όγκου. Στο παρελθόν
έχει βρεθεί ότι πρόωρα γηρασμένοι ινοβλάστες πνεύμονα εμφανίζουν αυξημένα
επίπεδα έκφρασης των μεταλλοπρωτεϊνασών MMP-1, MMP-2 και MMP-3 και επάγουν
την ανάπτυξη του καρκίνου in vitro και in vivo. Επίσης, έχει βρεθεί ότι πρόωρα
γηρασμένοι ινοβλάστες μαστού μετά από έκθεση σε ιονίζουσα ακτινοβολία
εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα έκφρασης της πρωτεογλυκάνης συνδεκάνης-1, η οποία
αποτελεί αρνητικό προγνωστικό δείκτη για τον καρκίνο του μαστού.
Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη της επίδρασης της ιονίζουσας
ακτινοβολίας σε ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα μαστού με διαφορετικά μοριακά
χαρακτηριστικά (MDA-MB-231, SKBR-3, ZR-75-1, MDA-MB-468 και MCF-7) και η μελέτη
της παρακρινούς αλληλεπίδρασης των ακτινοβολημένων ή μη καρκινικών κυττάρων
μαστού με τους στρωματικούς ινοβλάστες μαστού.
xvΑπό την παρούσα μελέτη προέκυψε ότι η επίδραση της ιονίζουσας
ακτινοβολίας σε δόσεις θεραπευτικές ή μεγαλύτερες μειώνει την κυτταρική
βιωσιμότητα, αναστέλλει τον κυτταρικό κύκλο, ενεργοποιεί το μηχανισμό της
απόπτωσης και οδηγεί σε αύξηση της ενεργότητας των MMPs σε καρκινικά κύτταρα
μαστού.
Επιπλέον,
τη μεγαλύτερη επίδραση στη γονιδιακή έκφραση των
πρωτεογλυκανών συνδεκάνη-1 και ντεκορίνη, των μεταλλοπρωτεασών MMP-1, -2 , του
αναστολέα των μεταλλοπρωτεασών TIMP-2 και του αυξητικού παράγοντα TGF-β, στους
νεαρούς στρωματικούς ινοβλάστες είχε το εθισμένο μέσο από τα καρκινικά κύτταρα
MDA-MB-231, ενώ στους πρόωρα γηρασμένους στρωματικούς ινοβλάστες μαστού τη
μεγαλύτερη επίδραση είχε το εθισμένο μέσο από τα καρκινικά κύτταρα MDA-MB-231
και MDA-MB-468.
