Soluväliaineen vaikutus eturauhassyöpäsolujen lääkeaineherkkyyteen

Syöpäkasvaimen mikroympäristön tiedetään vaikuttavan syövän etenemiseen ja invasoitumiseen. Mikroympäristössä syöpäsolujen aktivoimat fibroblastit tuottavat liukoisia tekijöitä ja muokkaavat soluväliainetta siten, että mikroympäristö muuttuu syövän etenemisen kannalta edulliseksi. Tätä dynaamista ympäristöä pidetään yhtenä syynä eturauhassyövän lääkeresistenttiyden kehittymiseen. Mikroympäristön arvellaan myös ylläpitävän kantasolunkaltaista solupopulaatiota, joka eturauhassyövässä tunnistetaan α2β1-integriinin ja CD44-glykoproteiinin korkeiden ilmentymistasojen sekä samanaikaisen CD133-glykoproteiinin ilmentymisen perusteella. Erikoistyössä tutkittiin, miten eturauhaskudoksesta eristettyjen fibroblastien tuottama soluväliaine vaikuttaa DU145- ja PC3-eturauhassyöpäsolujen lääkeaineherkkyyteen. Fibroblastien tuottaman soluväliaineen, tyypin I kollageenin, fibronektiinin tai poly-L-lysiinin päällä kasvavat eturauhassyöpäsolut altistettiin doketakseli-syöpälääkkeelle ja eloonjääneet solut havaittiin kolorimetrisesti. Syövän kantasolujen tunnistamiseksi eloonjääneiden DU145-solujen α2-integriinin ja CD44:n ilmentymistasot analysoitiin virtaussytometrialla. Lopuksi määritettiin α2-integriinin ilmentymisen perusteella α2Matala- ja α2Korkea-alapopulaatioihin lajiteltujen DU145-solujen doketakseliherkkyys. Fibroblastien tuottaman soluväliaineen ei havaittu suojaavan eturauhassyöpäsoluja doketakselilta in vitro: lääkkeen sytotoksisuutta kuvaavat IC50-arvot olivat sekä soluväliaineella että yksittäisillä soluväliaineproteiineilla kasvaneilla DU145-soluilla 18–20 nM ja PC3-soluilla 20–29 nM. Lääkekäsittelystä eloonjääneet solut ilmensivät kuitenkin tilastollisesti merkitsevästi enemmän α2-integriiniä ja CD44:ää (parittainen t-testi, P < 0.05). Vastaavasti α2Korkea-alapopulaatiossa CD44:n ilmentyminen oli lisääntynyt ja doketakselikäsittelystä eloonjääneiden solujen määrä hieman suurentunut. Tämä viittaa siihen, että vaikka suurin osa syöpäsoluista on soluväliaineesta riippumatta herkkiä doketakselille, pieni α2Korkea/CD44Korkea fenotyypin solupopulaatio jää henkiin ja voi mahdollisesti edistää doketakseliresistenttiyttä. Korkeasta α2-integriinin ilmentymistasosta huolimatta α2-integriinivälitteinen kiinnittyminen kasvualustaan ei ollut välttämätöntä α2Korkea/CD44Korkea eturauhassyöpäsolujen eloonjäämiselle. α2-integriinin ja lääkeresistenttiyden välisen yhteyden ymmärtämiseksi tulisi tutkimukset jatkossa kohdistaa α2-integriinin solunsisäisten viestinvälitysketjujen toiminnan selvittämiseen.

Filopodia and stromal extracellular matrix as regulators of cancer cell invasion and growth

Bidirectional exchange of information between the cancer cells and their environment is essential for cancer to evolve. Cancer cells lose the ability to regulate their growth, gain the ability to detach from neighboring cells and finally some of the cells disseminate from the primary tumor and invade to the adjacent tissue. During cancer progression, cells acquire features that promote cancer motility and proliferation one of them being increased filopodia number. Filopodia are dynamic actin-rich structures extending from the leading edge of migrating cells and the main function of these structures is to serve as environmental sensors. It is nowadays widely appreciated, that not only the cancer cells, but also the surrounding of the tumor – the tumor microenvironment- contribute to cancer cell dissemination and tumor growth. Activated stromal fibroblasts, also known as cancer-associated fibroblasts (CAFs) actively participate on tumor progression. CAFs are the most abundant cell type surrounding the cancer cells and they are the main cell type producing the extracellular matrix (ECM) within tumor stroma. CAFs secrete growth factors to promote tumor growth, direct cancer cell invasion as well as modify the stromal ECM architecture. The aim of this thesis was to investigate the function of filopodia, particularly the role of filopodia-inducing protein Myosin-X (Myo10), in breast cancer cell invasion and metastasis. We found that Myo10 is an important regulator of basal type breast cancer spreading downstream of mutant p53. In addition, I investigated the role of CAFs and their secreted matrix on tumor growth. According to the results, CAF-derived matrix has altered organization and stiffness which induces the carcinoma cell proliferation via epigenetic mechanisms. I identified histone demethylase enzyme JMJD1a to be regulated by the stiffness and to participate in stiffness induced growth control.