Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/40666
Title: Modulation of colorectal cancer stem cell pool and its crosstalk with tumor microenvironment by KRas, BRaf, and PIK3CA mutations
Authors: Roma, André Emanuel Serra 
Orientador: Velho, Sérgia Maria Aguiar
Girão, Henrique Manuel Paixão dos
Keywords: Neoplasias colorrectais; Células tronco neoplásicas; Metabolismo
Issue Date: Jun-2016
Project: NORTE-01-0145-FEDER-000029 
POCI-01-0145-FEDER-007274 
IF/00136/2013/CP1184/CT0003 
Place of publication or event: Coimbra
Abstract: Colorectal cancer (CRC) is one of the most common cancers worldwide and its evolution is associated with multiple and progressive mutations. Although KRas mutations have been associated with modulation of cancer stem cell (CSC) properties within the tumour, and therefore affecting tumour progression, other frequent mutations in BRaf and PIK3CA are still to be associated to stemness modulation in CRC. Along the years, different CSC markers have been proposed, with CD44 and CD133 being extensively studied. The work described in this thesis aims to evaluate the role of oncogenic KRas, BRaf and PIK3CA in the modulation of different CSC and intestinal stem cell markers, as well as E-cadherin as an epithelialmesenchymal transition (EMT) marker. We found that KRas is able to modulate CSC markers expression, but BRaf and PIK3CA are not able to fully reproduce the same observations. CD44 is strongly modulated by KRas in HCT-116 cells but not in any other KRas-mutated cell line studied. However, when colosphere-forming assay is performed, alteration in stemness is not only common in both KRas-inhibited HCT-116 and SW480 cell lines, but is also found in PIK3CA-inhibited HCT-116 cells. Resulting from such observations, we explored the involvement of EMT or other possible stem cell markers to explain such alteration of stem-like phenotype. No significant changes were observed in any of the intestinal stem cell markers studied, and neither in the expression of E-cadherin. In order to find a molecular mediator of CSC properties in our cell lines we investigated the expression of integrin α6 as this protein has been described as a possible CSC marker. In fact, our findings support integrin α6 as a possible CSC marker. A reduction in integrin α6 expression is observed in HCT-116, SW480 and RKO cell lines upon KRas, BRaf and PIK3CA inhibitions. Moreover, alterations in the maturation of integrin α6 were found in HCT-116 upon PIK3CA inhibition. Also, inhibition of such oncogenic alterations also lead to the modulation of c-Met expression, the hepatocyte growth factor (HGF) receptor important for the communication with the tumour microenvironment. Together with the observations of others that tumour microenvironment is able to modulate CSC pool by secreted factors, like HGF, our findings hint at an eventual role of KRas, BRaf and PIK3CA mutation in the modulation of the communication of CRC cells with the tumour microenvironment. Contrary to what was expected, no alterations were observed in CD44, CD44v6 and E-Cadherin expression upon treatment with fibroblasts’ conditioned media. Overall, this study gives support to the idea that integrin α6 functions as a mediator of KRas- , BRaf- and PIK3CA-induced CRC cell stemness.
O cancro colorectal é um dos tumores mais comuns a nível mundial e a sua evolução está associada à acumulação progressiva de múltiplas alterações genéticas. Apesar de mutações no KRas estarem associadas à modulação das propriedades estaminais no tumor, e assim afetar a progressão tumoral, outras mutações frequentes no BRaf e PIK3CA não estão ainda associadas à modulação da estaminalidade no cancro colorectal. Ao longo do tempo, diferentes marcadores de células estaminais cancerígenas (CSC) têm sido propostos, sendo o CD44 e o CD133 extensivamente estudados. O trabalho apresentado nesta tese tem como objetivo avaliar o papel das mutações do KRas, BRaf e PIK3CA na modulação de diferentes marcadores de CSCs e de células estaminais intestinais, bem como da E-caderina como marcador da transição epitélio-mesenquimal (EMT). Descobrimos que o KRas é capaz de modular a expressão de marcadores de CSC, no entanto as mesmas observações não são totalmente reproduzidas pelo BRaf e PIK3CA. A expressão de CD44 é fortemente afetada após inibição de KRas na linha celular HCT-116 mas não em nenhuma outra linha celular com mutações para KRas. No entanto, quando é realizado o ensaio de formação de esferas, alterações da estaminalidade são observadas não apenas em células HCT-116 e SW480 em que o KRas está inibido mas também em células HCT-116 com inibição de PIK3CA, não se relacionando com as alterações obtidas na expressão dos marcadores de CSC. Como resultado destas observações, explorámos o envolvimento da EMT e de outros possíveis marcadores de células estaminais para explicar a alteração do fenótipo estaminal. Não foram observadas alterações significativas em nenhum marcador de células estaminais intestinais, nem na expressão de E-caderina. De forma a encontrar um mediador molecular de CSC nas nossas linhas celulares, investigamos a expressão de integrina α6, uma vez que se encontra descrito como possível marcador de CSC. De facto os resultados dão suporte ao uso da integrina α6 como marcador de CSC. Uma redução de expressão de integrina α6 é observada nas linhas HCT-116, SW480 e RKO após inibição de KRas, BRaf e PIK3CA. Além disso, alterações na maturação da integrina α6 foram encontradas após inibição de PIK3CA em HCT-116. As mesmas inibições levaram também a modulação da expressão de c-Met, o recetor do fator de crescimento de hepatócitos (HGF), importante para a comunicação com o microambiente tumoral. Em conjunto com as observações de outros autores em que é descrito que o microambiente tumoral é capaz de modular as CSC pela secreção de fatores como o HGF, os nossos resultados apontam para um possível papel do KRas, BRaf e PIK3CA na modulação da comunicação com o microambiente. Contrariamente ao esperado, não foram observadas alterações na expressão de CD44, CD44v6 e E-caderina após tratamento com meio condicionado de fibroblastos. 26 Em suma, este estudo apoia a ideia de que a integrina α6 funciona como um mediador da estaminalidade celular no cancro colorectal induzida por KRas, BRaf e PIK3CA.
Description: Dissertação de mestrado em Investigação Biomédica, especialização em oncologia, apresentada à Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra
URI: http://hdl.handle.net/10316/40666
Rights: embargoedAccess
Appears in Collections:FMUC Medicina - Teses de Mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat
Roma André_Master Thesis.pdf4.02 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record

Page view(s)

148
checked on Nov 30, 2021

Download(s)

135
checked on Nov 30, 2021

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.