The mesothelial origin of carcinoma-associated fibroblasts in peritoneal metastasis. The mesothelial-to-mesenchymal transition as a possible therapeutic target
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 18-03-2016
| Author: | |
|---|---|
| Format: | Doctoral thesis |
| Publication date: | 2016 |
| Country: | España |
| Institution: | Universidad Autónoma de Madrid |
| Repository: | Biblos-e Archivo. Repositorio Institucional de la UAM |
| Language: | English |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.uam.es:10486/675597 |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10486/675597 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Ovarios - Cáncer - Tratamiento - Tesis doctorales Biología y Biomedicina / Biología |
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| author | Rynne Vidal, Ángela |
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| description | Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 18-03-2016 |
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| spelling | The mesothelial origin of carcinoma-associated fibroblasts in peritoneal metastasis. The mesothelial-to-mesenchymal transition as a possible therapeutic target Rynne Vidal, Ángela Ovarios - Cáncer - Tratamiento - Tesis doctorales Biología y Biomedicina / Biología Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 18-03-2016 Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 18-09-2017 Peritoneal dissemination is the primary metastatic route for ovarian cancer, which is generally diagnosed at advanced stages and has a high mortality rate. Ovarian cancer is often accompanied by the accumulation of ascitic fluid, which contains a high concentration of cytokines, chemokines, exosomes and suspended cells. During peritoneal metastasis, cancer cells detach from the primary tumour, disseminate through the peritoneal fluid and attach to the mesothelial cell (MC) monolayer that lines the peritoneal cavity. Then, they invade the submesothelial compact zone where carcinoma-associated fibroblasts (CAFs) accumulate. CAFs represent an important population in the tumour microenvironment, may derive from different sources, and participate in several stages of tumour progression, including cancer cell migration/invasion and metastasis. This work shows that in peritoneal metastasis, a sizeable subpopulation of CAFs originates from MCs through a mesothelial-to-mesenchymal transition (MMT) induced by cancer cells. Additionally, immunofluorescence staining and RT-PCR analysis indicated that MCs in malignant ascitic fluid (AFMCs) are undergoing MMT; and RNA-seq analysis confirmed a large proportion of the differentially regulated pathways were associated primarily with MMT. The MMT in AFMCs is shown to be taking place via a TGF- β 1 Smad-dependent pathway, and the mesenchymal conversion in these cells favoured tumour growth in a subcutaneous xenograft mouse model. In peritoneal biopsies of ovarian cancer patients, nuclear pSmad3-positive MC-derived CAFs surrounded the micrometastases. Surprisingly, in cancer cells, pSmad3 expression remained cytoplasmic. This differential localization was confirmed in vitro upon TGF- β 1 stimulation, suggesting that, despite producing large amounts of TGF-β 1, the Smad-dependent pathway is truncated in ovarian cancer cells, requiring MCs for environment transformation. Consequently, the impact of MMT in tumour progression was studied using an in vivo bioluminescence imaging mouse model for peritoneal dissemination. By overexpressing or blocking TGF- β 1 in the peritoneum, tumour growth was favoured or reduced, respectively. Also, knockdown of Smad3 in the peritoneum resulted in reduced tumour progression, confirming the Smad-dependent pathway is relevant in peritoneal metastasis. These results suggest that CAFs derived from MCs through a MMT create a suitable metastatic niche for ovarian cancer progression. This work suggests the peritoneal environment could constitute an alternative target in the treatment of ovarian cancer metastasis, by strategically modulating the MMT with known pharmacological agents. El cáncer de ovario se detecta generalmente en estadios avanzados, tiene una alta tasa de mortalidad, y metastatiza principalmente por la ruta peritoneal. Suele ir acompañado de la acumulación de líquido ascítico, que contiene una alta concentración de citoquinas, quimioquinas, exosomas y células en suspensión. Durante la metástasis peritoneal, las células cancerosas se desprenden del tumor primario, diseminan a través del líquido peritoneal y se adhieren a la monocapa de células mesoteliales (MCs) que recubre la cavidad peritoneal. A continuación, invaden la zona submesotelial, donde se acumulan los fibroblastos asociados a cáncer (CAFs). Los CAFs son una población celular importante en el microambiente tumoral, derivan de varios tipos celulares, y participan en varias etapas de la progresión tumoral, como la migración/invasión y metástasis. Este trabajo muestra que, en la metástasis peritoneal, una parte considerable de los CAFs proviene de las MCs mediante una transición mesotelio-mesénquima (MMT) inducida por las células cancerosas. Se observó mediante inmunofluorescencia, RTPCR y RNA-seq que las MCs del líquido ascítico maligno (AFMCs) han sufrido una MMT. Esta MMT en AFMCs se lleva a cabo mediante la ruta Smad-dependiente de TGF-β 1, y la conversión mesenquimal de estas células favoreció el crecimiento tumoral en un modelo de xenoinjerto subcutáneo en ratón. En biopsias peritoneales de cáncer de ovario, los CAFs derivados de MCs rodeaban las micrometástasis y expresaban pSmad3 nuclear. Sorprendentemente, en las células cancerosas, la expresión de pSmad3 se limitaba al citpolasma. Esta localización diferencial se confirmó in vitro tras estimular con TGF- β 1 y sugiere que, a pesar de producir grandes cantidades de TGF- β 1, la ruta Smad-dependiente está truncada en las células de cáncer de ovario, que requieren a las MCs para transformar el ambiente. Por ello, se estudió el impacto de la MMT en la progresión tumoral intraperitoneal. La sobreexpresión o el bloqueo de TGF- β 1 en el peritoneo favoreció o disminuyó el crecimiento tumoral, respectivamente. El knockdown de Smad3 en el peritoneo resultó en una progresión tumoral reducida, confirmando el papel de la vía Smad-dependiente en la metástasis peritoneal. Esto sugiere que los CAFs derivados de MCs mediante una MMT crean un nicho metastático favorable para la progresión del cáncer de ovario. El presente trabajo sugiere que el ambiente peritoneal podría representar una diana terapéutica alternativa en el tratamiento de la metástasis del cáncer de ovario, modulando estratégicamente la MMT. http://hdl.handle.net/10486/675597 |
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