umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Highly aggressive rat prostate tumors rapidly precondition regional lymph nodes for subsequent metastatic growth
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för medicinsk biovetenskap, Patologi. (Anders Bergh)ORCID-id: 0000-0001-7522-0997
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för medicinsk biovetenskap, Patologi.
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för medicinsk biovetenskap, Patologi.
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för medicinsk biovetenskap, Patologi.
Visa övriga samt affilieringar
2017 (Engelska)Ingår i: PLoS ONE, ISSN 1932-6203, E-ISSN 1932-6203, Vol. 12, nr 10, artikel-id e0187086Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The aim of this study was to examine in what ways MatLyLu (MLL) rat prostate tumors with high metastatic capacity influence regional lymph nodes prior to metastatic establishment compared to AT1 rat prostate tumors with low metastatic potential. MLL or AT1 tumor cells were injected into the ventral prostate of immunocompetent rats. Tumor and lymph node morphology, and lymph node mRNA expression of macrophage associated markers, T-cell associated markers, and cytokines were examined over time until the first microscopic signs of metastases (at day 14 for MLL- and at day 28 for AT1-tumors). Already at day 3 after tumor cell injection, when the tumors were extremely small and occupied less than 1% of the prostate volume, MLL- and AT1-tumors provoked different immune responses in both the prostate and the regional lymph nodes. MLL-tumors induced expression of immunosuppressive cytokines, suppressed T-cell accumulation, and directed T-cells towards an immunosuppressive phenotype. AT1-tumors caused a response more similar to that in vehicle-injected animals, with accumulation of T-cells in tumors and regional lymph nodes. Prostate tumors with high metastatic potential were able to precondition regional lymph nodes to subsequent metastatic growth in ways different from tumors with less metastatic potential. This may indicate the existence of a time-window when pre-metastatic changes in regional lymph nodes can aid in the prognostication of locally aggressive and potentially metastatic prostate cancer.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
San Fransisco: Public Library of Science (PLoS) , 2017. Vol. 12, nr 10, artikel-id e0187086
Nyckelord [en]
Prostate cancer, tumor instructed normal tissue, TINT, non-malignant prostate tissue, lymph nodes, lymph node metastasis, pre-metastatic niche, tumor microenvironment, tumor macroenvironment, Dunning rat model of prostate cancer
Nationell ämneskategori
Cancer och onkologi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-140152DOI: 10.1371/journal.pone.0187086ISI: 000413845400110PubMedID: 29073272OAI: oai:DiVA.org:umu-140152DiVA, id: diva2:1146088
Anmärkning

Originally included in thesis in manuscript form.

Tillgänglig från: 2017-10-02 Skapad: 2017-10-02 Senast uppdaterad: 2018-06-09Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Extratumoral effects of highly aggressive prostate cancer
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Extratumoral effects of highly aggressive prostate cancer
2017 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Alternativ titel[sv]
Aggressiv prostatacancer : tidig påverkan i extratumoral vävnad
Abstract [en]

Prostate cancer (PC) is the most common cancer in Sweden. Most patients have slow growing tumors that will not cause them any harm within their lifetime, but some have aggressive tumors and will die from their disease. The ability of current clinical practice to predict tumor behavior and disease outcome is limited leading to both over- and undertreatment of PC patients. The men who die from their disease are those that develop metastases. It is therefore of great value to find better and more sensitive prognostic techniques, so that metastatic spread can be detected (or predicted) at an early time point, and so that appropriate treatment can be offered to each subgroup of patients. The aim of this thesis was to investigate if, and by what means, highly aggressive prostate tumors influence extratumoral tissues such as the non-malignant parts of the prostate and regional lymph nodes (LN), and also if any of our findings could be of prognostic importance. Gene- and protein expression analysis were the main methods used to address these questions. Our research group has previously introduced the expression Tumor Instructed (Indicating) Normal Tissue (TINT), and we use the term TINT-changes when referring to alterations in non-malignant tissue due to the growth of a tumor nearby or elsewhere in the body. In the Dunning rat PC-model we found that MatLyLu (MLL)-tumors, having a high metastatic ability, caused pre-metastatic TINT-changes that differ from those caused by AT1-tumors who have low metastatic ability. Prostate-TINT surrounding MLL-tumors had elevated immune cell infiltration, and gene ontology enrichment analysis suggested that biological functions promoting tumor growth and metastasis were activated in MLL- while inhibited in AT1-prostate-TINT. In the regional LNs we found signs of impaired antigen presentation, and decreased quantity of T cells in the MLL-model. One of the downregulated genes in the MLL-LNs was Siglec1 (also known as Cd169), expressed by LN resident macrophages that are important for antigen presentation. When examining metastasis-free LN tissue from PC patients we found CD169 expression to be a prognostic factor for PC-specific survival, and reduced expression was linked to an increased risk of PC-specific death. Some of our findings in prostate- and LN-TINT could be seen already when the tumors were very small suggesting that differences in TINT-changes between tumors with different metastatic capability can be detected early in tumor progression. However, before coming of use in the clinic more research is needed to better define a suitable panel of prognostic TINT-factors as well as the right time window of when to use them.

Abstract [sv]

Populärvetenskaplig sammanfattning

Prostatacancer är den i särklass vanligaste cancerformen hos män i Sverige. De flesta patienter har en mycket långsamt växande tumör som inte orsakar dem några större besvär under deras livstid, men enbart i Sverige dör ca 2500 patienter/år av sjukdomen. Det är först vid uppkomst av metastaser som sjukdomen blir dödlig. Befintliga diagnos- och prognosmetoder är otillräckliga när det gäller att uppskatta och förutse tumörens aggressivitet och risk för att bilda metastaser. Detta gör att vissa patienter inte får tillräcklig behandling eller behandlas försent medan andra behandlas i onödan. Behovet av förbättrad diagnostik är därför stort. Om vi kan hitta markörer för potentiellt metastaserande sjukdom, och i bästa fall också behandla innan metastaser uppstår, skulle det förbättra chansen för överlevnad markant.

För att kunna växa och spridas behöver en tumör inte bara förbereda närliggande vävnader utan förmodligen hela kroppen. Vår hypotes är att potentiell dödliga tumörer sannolikt är bättre på detta än mer ofarliga. Man vet från studier av andra cancerformer att farliga tumörer orsakar förändringar i det organ dit cancern senare sprids. Dessa förändringar sker för att de tumörceller som senare anländer ska kunna överleva, och processen har fått namnet pre-metastatisk nisch. Bl.a. har man sett att immunsystemet hämmas och nybildning av kärl ökar. Det är vanligt att metastaser uppstår i närliggande lymfkörtlar innan uppkomst av metastaser i andra organ. Dock är väldigt lite känt om pre-metastatiska förändringar i lymfkörtlar eftersom den forskning som hittills är gjord främst har tittat på andra organ. Inom prostatacancer finns det förvånande få studier av premetastatiska nischer överhuvudtaget, och man vet därför inte om de alls förekommer eller vilka förändringar som i så fall sker.

Vår grupp har tidigare myntat uttrycket TINT som står för Tumor Instructed (Indicating) Normal Tissue (TINT är ett engelskt verb som betyder färga) och syftar på förändringar i normal vävnad som inducerats av tumören, dvs. att tumörer färgar av sig på omgivningen. Det kan vara förändringar i normal vävnad nära tumören, som i det här fallet resten av prostatan, eller i vävnad långt ifrån tumören som till exempel regionala lymfkörtlar, lungor och benmärg.

Syftet med det här avhandlingsarbetet var att undersöka TINT-förändringar inducerade av aggressiv cancer och se om dessa skiljer sig från TINT-förändringar inducerade av mindre farliga tumörer, samt att utvärdera om någon TINT-förändring skulle kunna användas för att prognostisera vilka patienter som har hög risk att få metastaser.

Vi har använt oss av en prostatacancer-modell i råtta där vi analyserat genoch proteinuttryck i pre-metastatiska regionala lymfkörtlar, tumörer och prostata-TINT (dvs. prostatavävnad utanför tumören). TINT-förändringar inducerade av MatLyLu (MLL), en tumör med hög metastaserande förmåga, jämfördes mot TINT-förändringar inducerade av AT1, en snabbväxande tumör men med låg förmåga att bilda metastaser.

Vi kunde vi se flera skillnader mellan modellerna. Genuttrycket i MLL-prostata-TINT indikerade en aktivering av cellulära funktioner som visat sig stimulera tumörväxt och spridning såsom celldelning, viabilitet, migration, invasion, och angiogenes (nybildning av kärl). I AT1-prostata-TINT var genuttrycket kopplat till samma funktioner men verkade istället inhibera dessa. Genom att titta på vävnaderna i mikroskop kunde vi se att MLL-tumörer rekryterade färre T-celler (som har en viktig funktion i immunsvaret mot tumören), men istället fler makrofager och granulocyter till både tumören och prostata-TINT (dessa typer av immunceller har visats kunna hjälpa tumörer att växa och sprida sig). MLL-tumörer hade också fler blodkärl och lymfkärl strax utanför tumören.

I de regionala lymfkörtlarna från djur med MLL-tumörer visade genuttrycket tecken på försämrad antigenpresentation, samt immunhämning och/eller induktion av immuntolerans. Immuntolerans innebär att immuncellen inte längre reagerar mot det specifika antigen den blivit tolerant emot. Detta är vanligt förekommande hos individer med cancer och är ett sätt för tumören att undkomma immunförsvaret. I vävnadsprover av lymfkörtlarna kunde vi se färre antigenpresenterande celler, och liksom i tumörerna fanns det färre T-celler i MLL-modellen, något vi kunde se redan när tumörerna var väldigt små.

CD169 är ett protein som bl.a. uttrycks av sinus-makrofager i lymfkörtlar. Dessa makrofager har en central funktion i att aktivera ett tumör-specifikt immunsvar. I råttmodellen kunde vi se att regionala lymfkörtlar från djur med MLL-tumörer hade lägre nivåer av CD169 än regionala lymfkörtlar från djur med AT1-tumörer, och då antalet sinus-makrofager visat sig ha prognostiskt värde i t.ex. tjocktarmscancer, ville vi se om det kunde vara så även i prostatacancer. Därför kvantifierade vi uttrycket av CD169 i metastasfria regionala lymfkörtlar från prostatacancerpatienter och såg att låga nivåer av CD169 medförde en ökad risk för att dö i prostatacancer.

Sammantaget tyder resultaten på att MLL-tumören jämfört med AT1- tumören bättre lyckas förbereda omgivande vävnad för att gynna tumörväxt och spridning, både lokalt i prostatan men också längre bort från tumören i de regionala lymfkörtlarna. Våra fynd stämmer väl överens med aktuell tumörbiologisk forskning om hur tumörer påverkar sin omgivning. Något som inte visats tidigare är att miljön utanför tumören verkar skilja sig drastiskt beroende på tumörens metastaserande förmåga, samt att dessa skillnader går att se relativt tidigt under sjukdomsförloppet och förmodligen även långt bort från tumören. Vi har också visat att särskilt aggressiv prostatacancer verkar inducera en pre-metastatisk nisch i tumördränerande lymfkörtlar likt det som beskrivits i andra modellsystem och i andra cancertyper, men hittills inte i prostatacancer. Fler studier behövs för att bättre karaktärisera de förändringar som en potentiellt dödlig prostatacancer orsakar i andra vävnader, och för att ta reda på hur denna kunskap kan användas för att förbättra diagnostik och behandling.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Umeå: Umeå University, 2017. s. 48
Serie
Umeå University medical dissertations, ISSN 0346-6612 ; 1918
Nyckelord
Prostate cancer, tumor instructed normal tissue, TINT, non-malignant prostate tissue, lymph nodes, lymph node metastasis, pre-metastatic niche, tumor microenvironment, tumor macroenvironment, tumor immunoediting, Dunning rat model of prostate cancer
Nationell ämneskategori
Cancer och onkologi
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-140154 (URN)978-91-7601-770-8 (ISBN)
Disputation
2017-10-26, Betula, byggnad 6M NUS (målpunkt L), Umeå, 13:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2017-10-05 Skapad: 2017-10-02 Senast uppdaterad: 2018-06-09Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(26056 kB)73 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 26056 kBChecksumma SHA-512
536ac972185d272c43dcf3f4c5565a5867292a16163c1e5db63a84a09b29001e8c02cd2da8c5a262453eeba2b454640032f3878e8ca6fdd61778670c28511a3d
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Personposter BETA

Strömvall, KerstinLundholm, MarieThysell, ElinBergh, AndersHalin Bergström, Sofia

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Strömvall, KerstinLundholm, MarieThysell, ElinBergh, AndersHalin Bergström, Sofia
Av organisationen
Patologi
I samma tidskrift
PLoS ONE
Cancer och onkologi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 73 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 195 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf