E-cadherin induces mesenchymal-to-epithelial transition in human ovarian surface epithelium

Ovarian carcinomas are thought to arise in the ovarian surface epithelium (OSE). Although this tissue forms a simple epithelial covering on the ovarian surface, OSE cells exhibit some mesenchymal characteristics and contain little or no E-cadherin. However, E-cadherin is present in metaplastic OSE cells that resemble the more complex epithelia of the oviduct, endometrium and endocervix, and in primary epithelial ovarian carcinomas. To determine whether E-cadherin was a cause or consequence of OSE metaplasia, we expressed this cell-adhesion molecule in simian virus 40-immortalized OSE cells. In these cells the exogenous E-cadherin, all three catenins, and F-actin localized at sites of cell–cell contact, indicating the formation of functional adherens junctions. Unlike the parent OSE cell line, which had undergone a typical mesenchymal transformation in culture, E-cadherin-expressing cells contained cytokeratins and the tight-junction protein occludin. They also formed cobblestone monolayers in two-dimensional culture and simple epithelia in three-dimensional culture that produced CA125 and shed it into the culture medium. CA125 is a normal epithelial-differentiation product of the oviduct, endometrium, and endocervix, but not of normal OSE. It is also a tumor antigen that is produced by ovarian neoplasms and by metaplastic OSE. Thus, E-cadherin restored some normal characteristics of OSE, such as keratin, and it also induced epithelial-differentiation markers associated with weakly preneoplastic, metaplastic OSE and OSE-derived primary carcinomas. The results suggest an unexpected role for E-cadherin in ovarian neoplastic progression.

Tissue-engineered cells producing complex recombinant proteins inhibit ovarian cancer in vivo

Techniques of tissue engineering and cell and molecular biology were used to create a biodegradable scaffold for transfected cells to produce complex proteins. Mullerian Inhibiting Substance (MIS) causes regression of Mullerian ducts in the mammalian embryo. MIS also causes regression in vitro of ovarian tumor cell lines and primary cells from ovarian carcinomas, which derive from Mullerian structures. In a strategy to circumvent the complicated purification protocols for MIS, Chinese hamster ovary cells transfected with the human MIS gene were seeded onto biodegradable polymers of polyglycolic acid fibers and secretion of MIS confirmed. The polymer-cell graft was implanted into the right ovarian pedicle of severe combined immunodeficient mice. Serum MIS in the mice rose to supraphysiologic levels over time. One week after implantation of the polymer-cell graft, IGROV-1 human tumors were implanted under the renal capsule of the left kidney. Growth of the IGROV-1 tumors was significantly inhibited in the animals with a polymer-cell graft of MIS-producing cells, compared with controls. This novel MIS delivery system could have broader applications for other inhibitory agents not amenable to efficient purification and provides in vivo evidence for a role of MIS in the treatment of ovarian cancer.

A serologically identified tumor antigen encoded by a homeobox gene promotes growth of ovarian epithelial cells

Ovarian carcinomas are thought to arise from cells of the ovarian surface epithelium by mechanisms that are poorly understood. Molecules associated with neoplasia are potentially immunogenic, but few ovarian tumor antigens have been identified. Because ovarian carcinomas can elicit humoral responses in patients, we searched for novel tumor antigens by immunoscreening a cDNA expression library with ovarian cancer patient serum. Seven clones corresponding to the homeobox gene HOXB7 were isolated. ELISAs using purified recombinant HOXB7 protein revealed significant serologic reactivity to HOXB7 in 13 of 39 ovarian cancer patients and in only one of 29 healthy women (P < 0.0001). Ovarian carcinomas were found to express HOXB7 at markedly higher levels than normal ovarian surface epithelium, suggesting that immunogenicity of HOXB7 in patients could be associated with its elevated expression in ovarian carcinomas. Overexpression of HOXB7 in immortalized normal ovarian surface epithelial cells dramatically enhanced cellular proliferation. Furthermore, HOXB7 overexpression increased intracellular accumulation and secretion of basic fibroblast growth factor, a potent angiogenic and mitogenic factor. These results reveal HOXB7 as a tumor antigen whose up-regulated expression could play a significant role in promoting growth and development of ovarian carcinomas.

Two genes abrogate the inhibition of murine hepatocarcinogenesis by ovarian hormones.

Hormonal and genetic factors strongly influence the susceptibility of inbred mice to hepatocarcinogenesis. Female C57BR/cdJ (BR) mice are extremely susceptible to liver tumor induction relative to other strains because they are genetically insensitive to the inhibition of hepatocarcinogenesis by ovarian hormones. To determine the genetic basis for the sensitivity of BR mice relative to resistant C57BL/6J (B6) mice, we treated 12-day-old B6BRF1 x B6 and B6BRF1 x B6BRF1 (F2) animals with N,N-diethylnitrosamine (0.1 micromol/g of body weight) and enumerated liver tumors at 32 weeks of age in males and at 50 weeks in females. Genomic DNA samples from backcross and F2 mice were analyzed for 70 informative simple sequence length polymorphism markers. Genetic markers on chromosome 17 (D17Mit21) and chromosome 1 (D1Mit33) cosegregated with high tumor multiplicity in both sexes. Together, these loci [designated Hcf1 and Hcf2 (Hepatocarcinogenesis in females), respectively] account for virtually all of the difference in sensitivity between BR and B6 mice. The Hcf1 locus accounts for a majority of the higher susceptibility of BR mice of both sexes. Backcross female mice heterozygous at both loci (33 +/- 23 tumors per mouse) and at Hcf1 only (17 +/- 18) were 15- and 8-fold more sensitive, respectively, than mice homozygous for the B6 alleles at Hcf1 and Hcf2 (2.2 +/- 3.9). In backcross male mice, the double heterozygotes (35 +/- 22) and Hcf1 heterozygotes (28 +/- 12) were 5.4- and 4.3-fold more sensitive than mice homozygous for B6 alleles at both loci (6.5 +/- 5.4).

Molecular cloning of mesothelin, a differentiation antigen present on mesothelium, mesotheliomas, and ovarian cancers.

Monoclonal antibody MAb K1 recognizes a 40-kDa glycoprotein present on the surface of mesothelial cells, mesotheliomas, and ovarian cancers. We have used MAb K1 to isolate a 2138-bp cDNA that encodes this antigen. The cDNA has an 1884-bp open reading frame encoding a 69-kDa protein. When the cDNA was transfected into COS and NIH 3T3 cells, the antigen was found on the cell surface and could be released by treatment with phosphatidylinositol-specific phospholipase C. The 69-kDa precursor is processed to the 40-kDa form. The protein has been named mesothelin because it is made by mesothelial cells. Mesothelin may play a role in cellular adhesion.

Estrogens increase the expression of fibulin-1, an extracellular matrix protein secreted by human ovarian cancer cells.

Ovarian cancers have a high ability to invade the peritoneal cavity and some are stimulated by estrogens. In an attempt to understand the mode of action of estrogens on these cancer cells and to develop new markers, we have characterized estrogen-regulated proteins. This study was aimed at identifying a protein secreted by ovarian cancer cells whose level was increased by estradiol [Galtier-Dereure, F., Capony, F., Maudelonde, T. & Rochefort, H. (1992) J. Clin. Endocrinol. Metab. 75, 1497-1502]. By using microprotein sequencing, the 110-kDa protein was identified as fibulin-1, a protein of the extracellular matrix that binds to fibronectin, laminin, and nidogen. The amount of immunoprecipitated fibulin-1 secreted into the medium and present in the cell extract was increased up to 10-fold by estradiol in three estrogen-responsive ovarian cancer cell lines. By immunohistochemistry fibulin-1 was located in the stroma of several ovarian cancers and cysts. The findings highlight a potential role for fibulin-1 in the spread of ovarian cancer in the peritoneal cavity and/or in distal metastases.

The human plakoglobin gene localizes on chromosome 17q21 and is subjected to loss of heterozygosity in breast and ovarian cancers.

The gene encoding human plakoglobin was mapped to chromosome 17q12-q22. An intragenic restriction fragment length polymorphism was used to localize the plakoglobin gene distal to locus KRT10 and proximal to the marker D17S858. The plakoglobin gene colocalizes with the polymorphic 17q21 marker UM8 on the same cosmid insert. This subregion of chromosome 17 is known to be particularly subjected to genetic alterations in sporadic breast and ovarian tumors. We show loss of heterozygosity of the plakoglobin gene in breast and ovarian tumors. We have identified a low-frequency polymorphism in the plakoglobin coding sequence which results in an arginine to histidine substitution at amino acid position 142 of the protein, as well as a silent mutation at nucleotide position 332 of the coding sequence. This polymorphism allowed us to demonstrate an allelic association of plakoglobin with predisposition to familial breast and ovarian cancers. Our results, together with the present knowledge about the biological function of plakoglobin, suggest that plakoglobin might represent a putative tumor suppressor gene for breast and ovarian cancers.

Ergosteroids: induction of thermogenic enzymes in liver of rats treated with steroids derived from dehydroepiandrosterone.

Dehydroepiandrosterone (DHEA), an intermediate in the biosynthesis of testosterone and estrogens, exerts several physiological effects not involving the sex hormones. When fed to rats it induces the thermogenic enzymes mitochondrial sn-glycerol-3-phosphate dehydrogenase and cytosolic malic enzyme in their livers. Animals and humans, and their excised tissues, are known to hydroxylate DHEA at several positions and to interconvert 7 alpha-hydroxy-DHEA, 7 beta-hydroxy-DHEA, 7-oxo-DHEA, and the corresponding derivatives of androst-5-enediol. We report here that these 7-oxygenated derivatives are active inducers of these thermogenic enzymes in rats and that the 7-oxo derivatives are more active than the parent steroids. We postulate that the 7 alpha-hydroxy and 7-oxo derivatives are on a metabolic pathway from DHEA to more active steroid hormones. These 7-oxo steroids have potential as therapeutic agents because of their increased activity and because they are not convertible to either testosterone or estrogens.

Aod1, the immunoregulatory locus controlling abrogation of tolerance in neonatal thymectomy-induced autoimmune ovarian dysgenesis, maps to mouse chromosome 16.

Mice thymectomized at three days of age (D3Tx) develop during adulthood a variety of organ-specific autoimmune diseases, including autoimmune ovarian dysgenesis (AOD). The phenotypic spectrum of AOD is characterized by the development of anti-ovarian autoantibodies, oophoritis, and atrophy. The D3Tx model of AOD is unique in that disease induction depends exclusively on perturbation of the normal developing immune system, is T-cell-mediated, and is strain specific. For example, D3Tx A/J mice are highly susceptible to AOD, whereas C57BL/6J mice are resistant. After D3Tx, self ovarian antigens, expressed at physiological levels, trigger an autoimmune response capable of eliciting disease. The D3Tx model provides, therefore, the opportunity to focus on the mechanisms of self-tolerance that are relevant to disease pathogenesis. Previous studies indicate that the principal mechanisms involved in AOD susceptibility are genetically controlled and govern developmental processes associated with the induction and maintenance of peripheral tolerance. We report here the mapping of the Aod1 locus to mouse chromosome 16 within a region encoding several loci of immunologic relevance, including scid, Igl1, VpreB, Igll, Igl1r, Mtv6 (Mls-3), Ly-7, Ifnar, and Ifgt.

Investigation on Heart Rate Variability (HRV) and psycho-social-affective adjustment in Italian women with ovarian cancer

INTRODUZIONE: L’integrazione mente-corpo applicata ad un ambito patologico predominante in questi tempi, come il cancro, è il nucleo di questa tesi. Il background teorico entro cui è inserita, è quello della Psiconeuroendocrinoimmunologia (Bottaccioli, 1995) e Psico-Oncologia. Sono state identificate, nella letteratura scientifica, le connessioni tra stati psicologici (mente) e condizioni fisiologiche (corpo). Le variabili emerse come potenzialmente protettive in pazienti che si trovano ad affrontare il cancro sono: il supporto sociale, l’immagine corporea, il coping e la Qualità della Vita, insieme all’indice fisiologico Heart Rate Variability (HRV; Shaffer & Venner, 2013). Il potenziale meccanismo della connessione tra queste variabili potrebbe essere spiegato dall’azione del Nervo Vago, come esposto nella Teoria Polivagale di Stephen Porges (2007; 2009). OBIETTIVI: Gli obiettivi principali di questo studio sono: 1. Valutare l’adattamento psicologico alla patologia in termini di supporto sociale percepito, immagine corporea, coping prevalente e qualità della vita in donne con cancro ovarico; 2. Valutare i valori di base HRV in queste donne; 3. Osservare se livelli più elevati di HRV sono associati ad un migliore adattamento psicologico alla patologia; 4. Osservare se una peggiore percezione dell’immagine corporea e l’utilizzo di strategie di coping disadattive sono associate ad una Qualità della Vita più scarsa. METODO: 38 donne affette da cancro ovarico, al momento della valutazione libere da patologia, sono state reclutate presso la clinica oncologica del reparto di Ginecologia dell’Azienda Ospedaliero-Universitaria di Parma, Italia. Ad ogni partecipante è stato chiesto di compilare una batteria di test composta da: MSPSS, per la valutazione del supporto sociale percepito; DAS-59, per la valutazione dell’immagine corporea; MAC, per la valutazione delle strategie di coping prevalenti utilizzate verso il cancro; EORTC-QLQ30, per la valutazione della Qualità della Vita. Per ogni partecipante è stato registrato HRV di base utilizzando lo strumento emWave (HeartMath). RISULTATI PRINCIPALI: Rispondendo agli obiettivi 1 e 2, in queste donne si è rilevato una alto tasso di supporto sociale percepito, in particolare ricevuto dalla persona di riferimento. L’area rivelatasi più critica nel supporto sociale è quella degli amici. Per quanto riguarda l’immagine corporea, la porzione di campione dai 30 ai 61 anni, ha delle preoccupazioni globali legate all’immagine corporea paragonabili ai dati provenienti dalla popolazione generale con preoccupazioni riguardo l’aspetto corporeo. Invece, nella porzione di campione dai 61 anni in su, il pattern di disagio verso l’aspetto fisico sembra decisamente peggiorare. Inoltre, in questo campione, si è rilevato un disagio globale verso l’immagine corporea significativamente più alto rispetto ai valori normativi presenti in letteratura riferiti a donne con cancro al seno con o senza mastectomia (rispettivamente t(94)= -4.78; p<0.000001; t(110)= -6.81;p<0.000001). La strategia di coping più utilizzata da queste donne è lo spirito combattivo, seguito dal fatalismo. Questo campione riporta, inoltre, una Qualità della Vita complessivamente soddisfacente, con un buon livello di funzionamento sociale. L’area di funzionalità più critica risulta essere il funzionamento emotivo. Considerando i sintomi prevalenti, i più riferiti sono affaticamento, disturbi del sonno e dolore. Per definire, invece, il pattern HRV, sono stati confrontati i dati del campione con quelli presenti in letteratura, riguardanti donne con cancro ovarico. Il campione valutato in questo studio, ha un HRV SDNN (Me=28.2ms) significativamente più alto dell’altro gruppo. Tuttavia, confrontando il valore medio di questo campione con i dati normativi sulla popolazione sana (Me=50ms), i nostri valori risultano drasticamente più bassi. In ultimo, donne che hanno ricevuto diagnosi di cancro ovarico in età fertile, sembrano avere maggiore HRV, migliore funzionamento emotivo e minore sintomatologia rispetto alle donne che hanno ricevuto diagnosi non in età fertile. Focalizzando l’attenzione sulla ricerca di relazioni significative tra le variabili in esame (obiettivo 3 e 4) sono state trovate numerose correlazioni significative tra: l’età e HRV, supporto percepito , Qualità della Vita; Qualità della Vita e immagine corporea, supporto sociale, strategie di coping; strategie di coping e immagine corporea, supporto sociale; immagine corporea e supporto sociale; HRV e supporto sociale, Qualità della Vita. Per verificare la possibile connessione causale tra le variabili considerate, sono state applicate regressioni lineari semplici e multiple per verificare la bontà del modello teorico. Si è rilevato che HRV è significativamente positivamente influenzata dal supporto percepito dalla figura di riferimento, dal funzionamento di ruolo, dall’immagine corporea totale. Invece risulta negativamente influenzata dal supporto percepito dagli amici e dall’uso di strategie di coping evitanti . La qualità della vita è positivamente influenzata da: l’immagine corporea globale e l’utilizzo del fatalismo come strategia di coping prevalente. Il funzionamento emotivo è influenzato dal supporto percepito dalla figura di riferimento e dal fatalismo. DISCUSSIONI E CONCLUSIONI: Il campione Italiano valutato, sembra essere a metà strada nell’adattamento dello stato psicologico e dell’equilibrio neurovegetativo al cancro. Sicuramente queste donne vivono una vita accettabile, in quanto sopravvissute al cancro, ma sembra anche che portino con sé preoccupazioni e difficoltà, in particolare legate all’accettazione della loro condizione di sopravvissute. Infatti, il migliore adattamento si riscontra nelle donne che hanno avuto peggiori condizioni in partenza: stadio del cancro avanzato, più giovani, con diagnosi ricevuta in età fertile. Pertanto, è possibile suggerire che queste condizioni critiche forzino queste donne ad affrontare apertamente il cancro e la loro situazione di sopravvissute al cancro, portandole ad “andare avanti” piuttosto che “tornare indietro”. Facendo riferimento alle connessioni tra variabili psicologiche e fisiologiche in queste donne, si è evidenziato che HRV è influenzata dalla presenza di figure significative ma, in particolare, è presumibile che sia influenzata da un’appropriata condivisione emotiva con queste figure. Si è anche evidenziato che poter continuare ad essere efficaci nel proprio contesto personale si riflette in un maggiore HRV, probabilmente in quanto permette di preservare il senso di sé, riducendo in questo modo lo stress derivante dall’esperienza cancro. Pertanto, HRV in queste donne risulta associato con un migliore adattamento psicologico. Inoltre, si è evidenziato che in queste donne la Qualità della Vita è profondamente influenzata dalla percezione dell’immagine corporea. Si tratta di un aspetto innovativo che è stato rilevato in questo campione e che, invece, nei precedenti studi non è stato indagato. In ultimo, la strategia di coping fatalismo sembra essere protettiva e sembra facilitare il processo di accettazione del cancro. Si spera sinceramente che le ricerche future possano superare i limiti del presente studio, come la scarsa numerosità e l’uso di strumenti di valutazione che, per alcuni aspetti come la scala Evitamento nel MAC, non centrano totalmente il target di indagine. Le traiettorie future di questo studio sono: aumentare il numero di osservazioni, reclutando donne in diversi centri specialistici in diverse zone d’Italia; utilizzare strumenti più specifici per valutare i costrutti in esame; valutare se un intervento di supporto centrato sul miglioramento di HRV (come HRV Biofeedback) può avere una ricaduta positiva sull’adattamento emotivo e la Qualità della Vita.