Identification of novel regulators for tumor progression in breast cancer

Breast cancer is the most frequent solid tumor among women and the leading cause of cancer related death in women worldwide. The prognosis of breast cancer patients is tightly correlated with the degree of spread beyond the primary tumor. In this thesis, the aim was to identify novel regulators of tumor progression in breast cancer as well as to get insights into the molecular mechanisms of breast cancer progression and metastasis. First, the role of phospholipid remodeling genes and enzymes important for breast cancer progression was studied in breast cancer samples as well as in cultured breast cancer cells. Tumor samples displayed increased de novo synthesized fatty acids especially in aggressive breast cancer. Furthermore, RNAi mediated cell based assays implicated several target genes critical for breast cancer cell proliferation and survival. Second, the role of arachidonic acid pathway members 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase (HPGD) and phospholipase A2 group VII (PLA2G7) in tumorigenesis associated processes was explored in metastatic breast cancer cells. Both targets were found to contribute to epithelial-mesenchymal transition related processes. Third, a high-throughput RNAi lysate microarray screen was utilized to identify novel vimentin expression regulating genes. Methylenetetrahydrofolate dehydrogenase 2 (MTHFD2) was found to promote cellular features connected with metastatic disease, thus implicating MTHFD2 as a potential drug target to block breast cancer cell migration and invasion. Taken together, this study identified several putative targets for breast cancer therapy. In addition, these results provide novel information about the mechanisms and factors underlying breast cancer progression.

Uusien rintasyövän etenemistä säätelevien geenien identifiointi Rintasyöpä on naisten yleisin syöpä, joka aiheuttaa naisilla eniten syöpään liittyviä kuolemia maailmanlaajuisesti. Rintasyövässä potilaan ennuste riippuu syövän leviämisasteesta sekä mahdollisten etäpesäkkeiden määrästä. Tässä väitöskirjatutkimuksessa pyrittiin tunnistamaan uusia rintasyövän etenemistä sääteleviä geenejä. Ensimmäisessä osatyössä tutkittiin fosfolipidejä muokkaavia geenejä ja entsyymejä lipidomisten ja immunohistokemiallisten analyysien sekä RNA interferenssin (RNAi) avulla rintasyöpäkudosnäytteissä ja rintasyöpäsoluviljelmissä. Rasvahappojen de novo –synteesin havaittiin olevan huomattavasti vilkkaampaa syöpäkudoksissa ja siihen osallistuvien geenien ilmentyvän voimakkaammin syöpä- kuin normaalikudoksissa. Lisäksi näiden geenien havaittiin olevan tärkeitä syöpäsolujen kasvulle ja selviytymiselle. Toisessa osatyössä tutkittiin arakinoidihappo-aineenvaihduntaan osallistuvien geenien HPGD:n ja PLA2G7:n toimintaa rintasyövän etenemiseen ja etäpesäkkeiden muodostumiseen liittyvissä prosesseissa. Molempien geenien havaittiin osallistuvan epiteeli-mesenkymaalimuuntumista (EMT) sääteleviin prosesseihin. Kolmannessa osatyössä identifioitiin uusia vimentiinin ilmentymistä sääteleviä geenejä lysaattimikrosiru –tehoseulontamenetelmää käyttäen. Tulokset osoittivat MTHFD2 –geenin edistävän etäpesäkkeiden muodostukseen liitettyjä prosesseja ja täten olevan mahdollinen kohdegeeni rintasyöpäsolujen liikkumiseen ja invaasiokykyyn vaikuttavien lääkehoitojen kehittämiselle. Tässä väitöskirjatutkimuksessa tunnistettiin useita potentiaalisia rintasyövän etenemiseen vaikuttavia kohdegeeneja sekä saatiin uutta tärkeää tietoa rintasyövän leviämiseen liittyvistä tekijöistä.