dc.contributor.author
Nelson, Katja
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:22:24Z
dc.date.available
2008-08-01T08:00:56.007Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2436
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6637
dc.description.abstract
Störungen der Expression oder der Funktion von Adhäsionsmolekülen können eine
Voraussetzung für das invasive und metastasierende Wachstum von Karzinomen
darstellen. In der vorliegenden Arbeit wurden Veränderungen bestimmter
Zelladhäsionsmoleküle und die hiermit assoziierten funktionellen Änderungen an
drei Plattenepithelkarzinomzelllinien erfasst. Adhäsionsmoleküle
hormonabhängiger Karzinome unterliegen dem Einfluss von Steroidhormonen,
insbesondere Estradiol, und scheinen einer Therapie mit selektiven
Östrogenrezeptormodulatoren (Tamoxifen, ICI182,780) zugänglich. In jüngster
Zeit wurden verstärkt hormonelle Einflüsse auf nicht primär hormonsensitive
Organe bzw. Gewebe untersucht. Hierbei zeigen selektive
Östrogenrezeptormodulatoren (SERM) einen therapeutischen Nutzen bei der
adjuvanten Therapie von Gliomen und kleinzelligen Lungenkarzinomen. Der
Einfluss von Hormonen und SERM auf Zellen oraler Plattenepithelkarzinome ist
bislang nur unzureichend oder gar nicht untersucht. In der vorliegenden Arbeit
wurden mögliche Einflüsse einer Estradiol- und Antiöstrogenbehandlung auf das
Wachstum und die Adhäsionsmoleküle sowie deren assoziierte Funktionen in PECA-
Zellen an Hand von drei Zelllinien, mit unterschiedlichem
Östrogenrezeptorgehalt, untersucht. Es konnte unter Nutzung von
Proliferationsassays gezeigt werden, dass die Proliferation von oralen
Plattenepithelkarzinomzellen in vitro nach Administration von Tamoxifen und
ICI182,780 (ICI) inhibiert wurde. Dieser Einfluss scheint
östrogenrezeptorabhängig mediiert zu werden. Die proliferationshemmende
Wirkung ist mit einer gesteigerten Fähigkeit der Zell-Zell-Adhäsion
assoziiert. Beide Vorgänge gehen jedoch nicht mit einer vermehrten Expression
des Tumorsuppressors und Zelladhäsionsmoleküls E-Cadherin einher. Hierbei
wurde die Expression von E-Cadherin und ß-Catenin mittels
Fluoreszenzmikroskopie und Durchflusszytometrie bestimmt, zur Erfassung der
Gesamtproteinmenge und der Translationsrate von ECadherin wurden Western- und
Northern-Blot durchgeführt. E-Cadherin und ß-Catenin zeigten eine verminderte
und lückenhafte Expression an der Zellmembran, ß-Catenin war ebenso im
Zytoplasma und Nukleus der Zellen aufzufinden. Obwohl ß-Catenin in der
Zellmembran exprimiert wurde, war die Funktionalität des, unter Verwendung der
Immunopräzipitation, gefundenen defekten E-Cadherin/ß-Catenin-Komplexes
gestört. Diese konnte auch durch Administration der genannten Agenzien nicht
wieder hergestellt werden, sodass hier vermutet werden kann, dass andere
Proteine die Zell-Zell-Adhäsion in den Zellen mit defektem E-Cadherin/ß
-Catenin-Komplex und den E-Cadherin-defizienten Zellen vermitteln. Es ist
bekannt, dass das Proliferations- und Invasionsverhalten von epithelialen
Tumorzellen ebenfalls von dem Bindungsvermögen der Zellen an Proteine der
extrazellulären Matrix abhängig ist. Die Eigenschaft an das ECM-Protein
Laminin-1 zu binden steigt mit der malignen Transformation epithelialer
Zellen, begleitet von einer veränderten bzw. vermehrten Expression der
Integrine α3ß1, α6ß1 und α6ß4. Adhäsionsassays bestätigten diese Vermutung: In
allen drei Zelllinien konnte eine deutlich erhöhte Fähigkeit der Adhärenz der
Zellen an Laminin-1 gezeigt werden. Die selektiven
Östrogenrezeptorantagonisten Tamoxifen und ICI bewirkten in allen Zelllinien
eine Minderung der Lamininadhäsion unabhängig vom Östrogenrezeptorstatus.
Estradiol hingegen zeigte nur in den ERß-positiven Zelllinien eine
adhäsionsmindernde Wirkung. Ein verändertes Adhäsionsverhalten ist häufig mit
einem veränderten Expressionsmuster der assoziierten Integrine verbunden, dies
kann sich quantitativ oder qualitativ darstellen. Flowzytometrische Messungen
und die Erfassung der Translationsrate mittels Northern-Blot und RT-PCR
zeigten keine mit der Adhäsionsreduktion adäquat korrelierte quantitative
Veränderung der Integrine. Die Integrine α6 und ß4 zeigten in keiner Zelllinie
quantitative Veränderungen. Das Integrin α3 zeigte eine statistische
signifikante Reduktion der Oberflächenexpression unter Tamoxifen 1 und 5 µM-
Behandlung in der ERßnegativen Zelllinie und eine statistisch nicht
signifikante Reduktion bei Administration von 1 und 5 µM ICI in allen drei
PECA-Zelllinien. Die Transkription von α3 war nicht verändert, wohingegen
vermindert mRNA von ß1 in der ERß-negativen Zelllinie unter 1 und 5 µM
Tamoxifen und ICI darstellbar war, diese jedoch nicht zu einer geringeren
Oberflächenexpression von ß1 führte. Die Darstellung der morphologischen
Veränderung der Expression der Integrine erfolgte mittels Immunfluoreszenz.
Die Beteiligung von α3ß1 an der Zell-Zell-Adhäsion und an der Zellprotrusion
war darstellbar. Eine verminderte Expression von α3 und ß1 in den Filopodien
war nach Administration von Tamoxifen und ICI sichtbar. α6 und ß4 waren nur an
der Zell- Matrix-Interaktion beteiligt und zeigten eine diffuse, nicht
geordnete Expression in den Zelllinien, was für ein Fehlen hemidesmosomaler
Strukturen spricht. Eine minimale Änderung dieser „Unordnung“ war bei
Administration von ICI 5 µM in UMSCC-14C, durch vereinzeltes Auftreten von
Streifungen an der basalen Fläche der Zellen, sichtbar. Die Modulation der
adhäsiven Fähigkeit der Zellen an Laminin-1 erfolgte durch Aktivierung nicht
klassischer Signalwege über ER unabhängige Rezeptoren wie z.B. GPR30, die eine
agonistische Wirkung von E2 und ICI erlauben. Durch Verwendung von Zelllinien
mit variablem Östrogenrezeptorstatus konnte ein möglicher Einfluss desselben
auf das Ansprechen einer antiproliferativen Therapie durch Tamoxifen und ICI
dargestellt werden. Die Fähigkeit der Zellen zur Adhäsion an Matrixproteine
und die Modulation der hiermit assoziierten Integrine wird vermutlich durch
östrogenrezeptorunabhängige Signalwege induziert. Die Aufklärung der
Wirkmechanismen von Estradiol, Tamoxifen und ICI sollte Gegenstand weiterer
grundlegender Untersuchungen in vitro sein. Ebenso sollte die Kombination mit
zytostatisch wirksamen Substanzen und deren Verbesserung der Wirkweise bei
multiresistenten Tumoren bzw. Zelllinien intensiv erforscht werden. Um den
therapeutischen Nutzen der in dieser Arbeit gefundenen In-vitro-Wirksamkeit
bei gleichzeitig bekannten geringen Nebenwirkungen beurteilen zu können,
sollten Tamoxifen und ICI als adjuvante Therapeutika in Phase-I-Studien
klinische Anwendung finden.
de
dc.description.abstract
Alterations in expression or function of adhesion molecules could be the
prerequisite for the invasive and metastasizing behavior of carcinomas. In
this study the change of cell adhesion molecules and associated functional
changes of three oral squamous cell carcinoma cell lines were investigated.
Adhesion molecules of hormone sensitive carcinomas are regulated by steroid
hormones, especially estradiol, and seem to be influenced by selective
estrogen receptor modulators (Tamoxifen, ICI182,780). In recent years the
influence of hormones on not primary sensitive organs and tissue has revealed
a therapeutic advantage in the therapy of gliomas and small cell lung
carcinomas. To date the influence of hormones and estrogen receptor modulators
on cells of oral squamous cell carcinomas (OSCC) has been insufficiently
investigated; first results show an affect of high-dose treatment with
Tamoxifen (1-5 µM) on the proliferation of OSCC in vitro. In this study the
regulation of growth and adhesion molecules of OSCC was evaluated using three
OSCC cell lines with a differing estrogen receptor status. Proliferation
assays revealed a synergistic growth inhibiting function for Tamoxifen and ICI
182,780, independent of the estrogen receptor status, on all oral squamous
carcinoma cells. This inhibition is associated with an increase in cell-cell
adhesion without a change in expression and function of the tumor suppressor
ECadherin. The expression of E-Cadherin and the associated protein ß-Catenin
were evaluated using immunofluorescence and FACS analysis as well as Western-
and Northern-Blot for the amount of protein or its translational changes.
E-Cadherin and ß-Catenin were expressed in a decreased and patchy manner
throughout the cell membrane and ß-Catenin staining was found in the nucleus
and cytoplasm. Even though ß-Catenin was found in the membrane
immunoprecipitates showed a missing association with E-Cadherin prior and
after substance administration, this complex formation is essential for the
function of E-Cadherin for cell adhesion. As cell-cell adhesion is enhanced
under the influence of Tamoxifen and ICI182,780 mechanisms other than the
classical homophilic E-Cadherin binding must have been activated. It is well
known that the binding of the cells to proteins of the extracellular matrix is
decisive for the proliferative and invasive behavior of epithelial cancer
cells. The ability to bind to Laminin-1 increases with the transformation of
the epithelial cells and is associated with a higher expression of the cell-
extracellular matrix binding proteins α3ß1, α6ß1 und α6ß4. Adhesion assays
performed within this study confirmed this observation and also revealed a
decrease of this adhesion capacity after administration of Tamoxifen and
ICI182,780 in all used cell lines. Estradiol was only effective in the ERß-
positive cell line. This altered adhesion behavior is often associated with a
change in expression of α3, α6, ß1 and/or ß4 Integrin. Quantifying methods
like flowcytometric analysis, Northern-Blot and RT-PCR showed no adequate to
the adhesion decrease correlating change of expression. The Integrin α3 showed
a significant reduction in cell surface expression with 1 and 5 µM Tamoxifen
in the ERß-negative cell line and a minor but not significant reduction after
treatment with 1 und 5 µM ICI182,780 in all cell lines, without a change of
the transcription rate of the protein. The transcription but not cell surface
expression of ß1 was altered with Tamoxifen and ICI182,780 in the ERß-negative
cell line. Using immunofluorescence, morphological characteristics like the
expression of α3 and ß1-Integrin in filopodia and its participation in cell-
cell adhesion were demonstrated. The Integrin α6 and ß4 was only engaged in
binding to proteins of the extracellular matrix and showed no regular
expression in hemi-desmosomes; this irregularity was diminished after
ICI182,780 administration in the ERα/ß-positive cell line. The distribution of
α3 and ß1 in the filopodia was decreased after treatment with Tamoxifen and
ICI182,780. The modulation of the adhesive properties of the OSCC to Laminin-1
is activated by non-classical signaling pathways using ER independent
receptors, i.e. GPR30, allowing agonistic effects of Estradiol and ICI182,780.
Further elucidation of the basic mechanisms of action of Estradiol, Tamoxifen
and ICI182,780 on cells of the oral mucosa and the squamous cell carcinoma
should be the matter of future in vitro investigations, as well as the
efficiency of the drugs in combination with cytostatic agents in multi
resistant tumors. To show a possible adjuvant therapeutic benefit of Tamoxifen
and ICI182,780, in the treatment of OSCC patients, as demonstrated in the in
vitro experiments of this study, clinical Phase-I studies should be performed.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Untersuchungen zum Einfluss von Estradiol, Tamoxifen und ICI 182,780 auf
Adhäsionsmoleküle von drei oralen Plattenepithelkarzinomzelllinien in vitro
dc.contributor.contact
katja.nelson@charite.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Dr. Metelmann
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Kristiansen
dc.date.accepted
2008-07-01
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000004655-6
dc.title.translated
The influence of Estradiol, Tamoxifen and ICI 182,780 on adhesion molecules of
three oral squamous cell carcinoma cell lines
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
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FUDISS_thesis_000000004655
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