Molekulární mechanizmy fenotypových přechodů fibroblastických buněk: dediferenciace myofibroblastů a ovlivnění invazivity a metastazování sarkomu

• Název práce v češtině: Molekulární mechanizmy fenotypových přechodů fibroblastických buněk: dediferenciace myofibroblastů a ovlivnění invazivity a metastazování sarkomu
• Název v anglickém jazyce: Molecular mechanisms of fibroblastoid cell phenotype transitions:dedifferentiation of myofibroblasts and influencing of invasiveness and metastasis of sarcoma
• Klíčová slova: fibroblast, myofibroblast, sarkom, metastáza, metastazování, ECM, EGR1, EGR4, RhoA, ROCK, MLC, migrace, améboidní invazivita
• Klíčová slova anglicky: fibroblast, myofibroblast, sarkom, metastasis, metastasize, ECM, EGR1, EGR4, RhoA, ROCK, MLC, migration, amoeboid invasiveness
• Akademický rok vypsání: 2005/2006
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Michal Dvořák, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 07.06.2010
• Datum zadání: 07.06.2010
• Datum a čas obhajoby: 05.09.2013 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 19.06.2013
• Datum proběhlé obhajoby: 05.09.2013
• Oponenti: MUDr. Soňa Peková, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Fibroblasty jsou základní buněčnou složkou pojivové tkáně. Jedná se o různorodou skupinu buněk, která se svojí schopností produkovat extracelulární matrix (ECM) podílí na architektuře pojivových tkání a na hojení ran. Fibroblasty a od nich odvozené buňky se však účastní i mnoha patologických procesů – tvorby zhoubných nádorů a fibrózy. Progrese nádorů, končící tvorbou metastáz, je závažný biomedicínský problém. V poslední době se stále více ukazuje, že v tomto procesu hraje důležitou roli interakce mezi rakovinnými buňkami a nádorovým stroma.
Nádorové stroma je tvořeno především myofibroblasty a jejich produkty, konkrétně ECM a také rozpustnými faktory a enzymy. Myofibroblasty se více či méně podílí na všech krocích nádorové progrese. Myofibroblasty navíc hrají klíčovou roli ve fibróze, dalším dosud prakticky neléčitelném, závažném lidském onemocnění, které úzce souvisí s nádorovou progresí. Proto jsme hledali molekulární nástroje, kterými je možné myofibroblastický fenotyp odstranit. V nově zavedeném kuřecím modelu se podařilo zcela dediferencovat primární myofibroblasty pomocí inhibice signální dráhy TGFβ a současného narušení signální dráhy MAPK.
Maligně transformované fibroblasty tvoří sarkomy. ECM je první překážkou při migraci rakovinných buněk primárního sarkomu do dalších orgánů, kde tvoří metastázy. Proto jsme studovali molekulární mechanizmy, které ovlivňují schopnost sarkomových buněk účinně migrovat, prostupovat ECM a tvořit metastázy. V kuřecích fibrosarkomových buňkách jsme identifikovali transkripční program a jeho regulátor EGR1, který je potřebný pro jejich migraci i metastazování. Také jsme zjistili, že améboidní způsob pohybu a signalizace dráhou Rho/ROCK/MLC hrají zásadní roli v metastazování sarkomových buněk kuřecího i krysího experimentálního modelu. Evoluční zachování odhalených molekulárních mechanizmů mezi ptáky a savci, v těchto biomedicínsky významných buněčných procesech, poukazuje na jejich obecný význam pro invazivitu sarkomových buněk.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Fibroblasts are the principal cellular component of the connective tissue. They are a heterogeneous group of cells which contribute to the structure of connective tissue and wound healing by their ability to produce extracellular matrix (ECM). Fibroblasts and cells derived from them are involved in many pathological processes such as formation of malignant tumors and fibrosis. Tumor progression which finally leads to metastasis is a serious biomedical problem. There is a growing body of the recent evidence showing an important role of the tumor stroma and its interaction with cancer cells in cancer progression. Tumor stroma comprises mainly of myofibroblasts and their products, namely ECM, soluble factors, and enzymes. Myofibroblasts contribute more or less to all steps of cancer progression. Furthermore myofibroblasts play a key role in fibrosis, another serious human disease which is not efficiently treatable and which is associated with cancer progression. These facts made us to search for molecular means capable of eliminating the myofibroblastic phenotype. We succeeded to entirely dedifferentiate primary myofibroblasts by concomitant inhibition of TGFβ signaling and perturbation of MAPK signaling in a chick model that we have introduced.
Malignant fibroblasts form sarcomas. ECM is the first barrier interfering with the migration of primary tumor cells and sarcoma metastasis. We have identified an expression profile and its regulator EGR1 which are necessary for fibrosarcoma cells migration and metastasis. Furthermore, we have shown that the amoeboid mode of invasion and the Rho/ROCK/MLC signaling play a crucial role in metastasis of both experimental chicken and rat sarcoma cells. The evolutionary conservation of these molecular mechanisms in birds and mammals suggests their general importance for invasiveness of sarcoma cells.