Platformas izstrāde terapeitiski nozīmīgāko cinka enzīmu ekspresijas pētījumiem potenciālajās krūts vēzi iniciējošajās šūnās

Abstract

Šī pētījuma mērķis bija attīstīt tehnoloģiju vēzi iniciējošo šūnu un normālu cilmes šūnu izolēšanai no krūts audu paraugiem, kā arī izpētīt cinka atkarīgo enzīmu ekspresijas raksturu krūts vēzī, kas turpmākajos pētījumos palīdzētu novērtēt tos kā potenciālus terapeitiskus mērķus. Pētījuma ietvaros tika optimizēta metodoloģija primāro šūnu kultūru iegūšanai no krūts vēža un normālu krūts audu klīniskā materiāla, ļaujot iegūt adherentas šūnu kultūras un ar cilmes šūnām bagātinātas sfēru kultūras. Balstoties uz literatūras datiem, tika atlasīti 45 gēni qPCR paneļa izveidei – 14 cinka enzīmu gēni, kā arī 31 gēns, kas kodē Wnt, Hedgehog, Notch signālceļu aktivitātes, epiteliāli-mezenhimālās tranzīcijas, hipoksijas atbildes un šūnu subtipu marķierus. Pielietojot šo qPCR paneli gēnu ekspresijas profilēšanai krūts vēža un normālu krūts audu paraugos, tika noskaidrots, 7 no 14 cinka enzīmiem (CA9, CA12, HDAC6, MMP1, MMP7, MMP10, SIRT7) ekspresija krūts vēzī ir būtiski paaugstināta. Korelējot gēnu ekspresiju, tika iegūtas liecības par to, ka primārajos krūts vēžos 1) HDAC2, HDAC3, HDAC8 un CA12 ekspresija, varētu būt saistīta ar hipoksijas atbildes signālceļa aktivitāti; 2) SIRT1, HDAC4 un MMP2 ekspresija varētu būt iesaistīta epiteliāli mezenhimālās tranzīcijas procesā; 3) MMP1, MMP10 un CA9 ekspresija varētu būt saistīta ar Wnt signālceļa aktivitāti. Šīs hipotēzes tālāk tiks pētītas primārajās krūts šūnu kultūrās.

The overall goal of the current study is to develop the technology for isolating cancer initiating cells and normal stem cells from the breast tissues specimens and studying the expression pattern of zinc enzymes in breast cancer in order to assess them as potential therapeutic targets. The methodology for disaggregation of tumour and normal tissue specimens was optimized, allowing to obtain adherent cell cultures and spheroids enriched with cancer or normal stem cells from cancerous and normal tissues. Based on the literature review, 14 genes encoding zinc enzymes and 31 gene encoding transcriptional targets of Wnt, Hedgehog, Notch pathways, epithelial-mesenchymal transition and hypoxia response as well as cell linage markers were selected and qPCR array was developed. Application of the qPCR array to profile gene expression in breast cancer and normal breast tissue specimens reveled that 7 of 14 zinc enzymes – CA9, CA12, HDAC6, MMP1, MMP7, MMP10 and SIRT7 were significantly overexpressed in primary breast cancers. Correlation analysis of the gene expression suggested that: 1) expression of HDAC2, HDAC3, HDAC8 and CA12 might be linked to hypoxia response pathway; 2) expression of SIRT1, HDAC4 un MMP2 might be involved in epithelial-mesenchymal transition and 3) expression of MMP1, MMP10 and CA9 might be linked to the activity of Wnt signaling pathway. These hypotheses will be further studied in the obtained primary breast cell cultures.