Dnr 2021/VT
Transformerande tillväxtfaktor-β-
receptorns roll i bröstcancer, med fokus mot metastasering
AV Raneem Hamdan
Fördjupningsprojekt i farmaceutisk biokemi, 15 hp, Vt.2021
Examinator: Maria Norlin
Institutionen för farmaceutisk biovetenskap Farmaceutiska fakulteten
Uppsala universitet
2
Innehållsförteckning
Sammandrag (Abstract) ... 3
Inledning ... 4
Bakgrund ... 5
Cancer ... 5
Bröstcancer ... 5
Transformerande tillväxtfaktor -β ... 6
Epithelial to mesenchymal transition & mesenchymal to epithelial transition: ... 6
Problemformulering ... 8
Syftet ... 8
Metod ... 9
Resultat ... 10
Transformerande tillväxtfaktor-β ... 10
Transformerande tillväxtfaktor-β roll i bröstcancer ... 10
Epitelial-mesenkymala transition (EMT)... 12
Cancerassocierade fibroblaster (CAF) ... 13
Tumörnekrosfaktorreceptorassocierad faktor 4 (TRAF4) ... 14
Skelettcancer ... 15
Diskussion ... 16
Slutsats ... 18
Populärvetenskaplig sammanfattning... 19
Tack… ... 20
Referenser ... 21
3
Sammandrag (Abstract)
BAKGRUND: I Sverige är cancer en av de vanligaste sjukdomarna. Bröstcancer är den vanligaste cancersjukdomen hos kvinnor. Bröstcancer kan sprida sig i kroppen och bilda en sekundär cancer som kallas metastas. Transformerande tillväxtfaktor-β-receptorer (TGF-β- receptorer) har en viktig roll i tumörutveckling. SYFTE: Syftet med denna studie är att studera rollen av TGF-β-receptorer i cancer, särskild bröstcancer med fokus på metastaserna.
METOD: Den är en litteraturstudie, som är baserad på sex vetenskapliga artiklar. Dessa artiklar hämtas från databas PubMed genom användning av olika specifika sökord.
RESULTAT: Resultat visar att TGF-β-receptorer spelar en viktig roll i cancerutveckling både med en direkt och indirekt sätt. TGF-β-receptorer har förmåga att utveckla cancer direkt genom att öka tumörcellernas metastatiska potential och indirekt genom att hämma antitumörimmunitet. Metastaser bildas via Epithelial to mesenchymal transition med hjälp av vissa andra faktorer såsom cancerassocierade fibroblaster. Epithelial to mesenchymal transition och andel av cancerassocierade fibroblaster kan stimuleras av TGF-β-receptorer, som kan i sin tur leda till ökning av metastaseringen. Ett exempel på metastas är skelettcancer.
DISKUSSION: Transformerande tillväxtfaktor-β receptorer, som kan påverka cancer, betraktas som ett bra fynd i läkemedelsutveckling mot cancer. TGF-β-receptorer har en viktig roll i tumörutveckling, särskilt sekundär cancer. Sekundär cancer/metastas är farligare än primär cancer, därför är det bättre att försöka förstå hela mekanismen bakom TGF-β-receptorer på ett tydligt sätt, för att kunna behandla patienter i god tid. SLUTSATS: Transformerande tillväxtfaktor- β -receptorer är en av de viktigaste parametrarna för att få den optimala effekten av medicineringen mot cancer.
Nyckelord:
TGF-β- receptorer I, TGF-β-receptorer II, Cancer, Bröstcancer, Metastas.4
Inledning
I Sverige är cancer en av de vanligaste sjukdomarna. Cancer betraktas i stort sett som en vanlig dödsorsak för människor som är yngre än 80 år. Cirka 91 000 människor dog i cancer under 2016 och 17% (ca 3 789 personer) av de var under 65 år. Det betyder att flera av de som dog i cancer hade minderåriga barn (1).
Transformerande tillväxtfaktor-β-signalvägen (TGF-β) har en viktig roll i utvecklingsperioden hos embryot och har till uppgift att förhindra tumören att utvecklas före cancer. Efter att tumören har redan börjat utvecklas, fungerar TGF-β ofta som en tumör promotar. Av detta skäl är det viktigt att studera förändringar av TGF-β-signalvägen som är inblandad i mänsklig cancer (2).
För att komma fram till en bättre och effektivare behandling som förhoppningsvis kan hjälpa med att behandla patienter mot cancer, syftar detta arbete till att studera vilken roll TGF-β- receptorer har i bröstcancer, med fokus på metastasering.
5
Bakgrund Cancer
Omkring 200 olika typer av diagnoser innefattar cancer. I Sverige är de vanligaste diagnoserna i inbördes ordning, prostatacancer, bröstcancer, tjock- och ändtarmscancer, hudcancer och lungcancer. Människor har cirka 200 olika celltyper och det finns möjligheten att cancer uppstår i nästan alla av dem.
Cancer innebär rubbning av den perfekta balansen i celldelningen, det vill säga att en frisk cell börja dela sig på fel sätt, då kallas den cancercell. En cancercell kan dela sig utan gräns vilket betyder att cancercellen inte vet när celldelningen ska stoppas. När en cell blir cancercell får patienten till slut en klump av celler, som kallas en primär cancer. Om denna klump börjar sprida sig till andra organ i kroppen, bildar det en sekundär cancer (metastas) i det nya organet.
Den sekundära tumören orsakar ofta livshotande, medan den primära tumören ofta kan botas genom operation eftersom sekundär cancer är farligare än primär cancer.
Behandlings- och diagnosmetoder blir mer avancerade, vilket i sin tur leder till att flera primära cancrar kommer att upptäckas tidigt. Då finns det starkare chans att patienter blir botade från cancer innan metastaser bilds (1).
Likheten mellan en godartad och elakartad tumör är att de båda har förmåga att dela sig och bilda en stor klump av celler. Jämfört med godartade (benigna) tumörer har elakartade (maligna) tumörer förmåga att sprida sig och växa igenom andra organ (3).
Bröstcancer
Bröstcancer är en cancer som utvecklas i en bröstcell. I Sverige är bröstcancer den vanligaste sjukdomen hos kvinnor, särskilt i medelåldern och senare. Varje dag får cirka 20 kvinnor bröstcancerdiagnos i Sverige. Färre än 5% av kvinnorna med bröstcancer är under 40 år.
Medianåldern för kvinnor som är drabbade är 64 år. Symtomen på bröstcancer skiljer sig hos kvinnor, men det vanligaste symtomet är en knöl i bröstet. Knölen brukar upptäckas av patienten själv. Den vanligaste behandlingsmetoden mot bröstcancer är operation (4). Men om bröstcancer sprider sig till andra organ i kroppen, bilds metastaser. En vanlig sekundär cancer som kan bildas av bröstcancer är skelettcancer. Skelettcancer kan antingen uppkomma som en primärcancer i skelettet eller som en sekundär cancer (5).
6
Transformerande tillväxtfaktor -β
TGF-β-ligand binder till serin/teroninkinasreceptorer typ I och typ II (TGF-βRI respektive TGF-βRII). TGF-β- receptorer typ III (TGF-βRIII) är co-receptorer som interagerar med TGF- β-familj ligander. Dessa receptorer är inte direkt involverade i signalering. De kan reglera tillgången av ligander till signalering av typ I- och typ II-receptorer. TGF-β binder först till det konstitutivt aktiva TGF-β RII. Detta följs av en interaktion och sedan fosforylering av TGF- βRI för att producera ett aktivt ligand-receptorkomplex. Den aktiverade TGF-β RI fosforylerar sedan SMAD. SMADs är en familj av proteiner som förmedlar den intracellulära TGF-β- signaleringen. Efter fosforylering ackumulerar SMAD i kärnan och bildar komplex som reglerar transkription. SMAD reglerar transkriptionen av några proteiner, som reglerar cellcykel, på flera sätt såsom bindning till DNA och aktiverar/hämmar uttrycket av specifika gener (2). SMAD interagerar med andra transkriptionsfaktorer, transkriptions co-repressorer och co-aktivatorer (6).
Figur 1: TGF-beta signalväg. Ligand bindning aktiverar receptor dimerisering och fosforylering av Smads.
Fosforylerade Smads, tillsammans med Co-Smads, translokeras till kärnan för att ändra målgenuttryck.
Epithelial to mesenchymal transition & mesenchymal to epithelial transition:
Rollen för TGF-β-receptorer och epithelial to mesenchymal transition (EMT) i cancerprogression har varit fokus för flera studier. Mekanismen för TGF-β är inte känd ännu i alla detaljer, men studien visar att TGF-β kan driva EMT (2) och bildandet av cancerassocierade fibroblaster (CAF) (7).
7
Under den cellulära epitelial-mesenkymala transition (EMT) förlorar epitel tumörceller sin polariserade organisation och cell-cellkorsningar. Celler genomgår förändringar i sina former och organisation av cytoskelettet. Dessa celler förvärvar också mesenkymala egenskaper som är viktiga för att bilda metastaser (8). TGF-β inducerande EMT reglerar invasionen och metastasen av brösttumörer (9).
Cellerna invaderar sedan en sekundär vävnad och genomgår mesenchymal to epithelial transition (MET) för att bilda mikrometastas. Under MET förändras mesenkymala celler till epiteliala celler. Därefter skapas en metastatisk tumör som kan genomgå processen igen (2).
Figur 2: Epithelial to mesenchymal transition & mesenchymal to epithelial transition. Loss of Apico-Basal Polarity: E-cadherin, Cytokeratin, ZO-1, Lamin-1 & a/g-catenin. Gain of Mesenchymal Proteins: Vimentin, Fibronectin, N-cadherin, a-SMA & β -Catenin.
TGF-beta 1 (TGF-β1) inducerar transdifferentiering av fibro blaster till aktiverade myofibro blaster. Denna fenotyp har kopplats till cancerassocierade fibro blaster (CAF) och har föreslagits för att underlätta tumörutveckling (7). CAF är en komponent i tumörstroma och kännetecknas typiskt av en kombination av mesenkymala markörer, såsom actin-alfa med glatt muskulatur (SMA-a) och Vimentin (10). Den exakta rollen för TGF-β-vägen i fibro blaster är emellertid fortfarande kontroversiell (11).
Dissekering av den TGF-β -signalering, TGF-β normala funktion och TGF-β- receptorer roll i cancer är väldigt viktigt för att kontrollera tumör invasivitet och metastasering (2–7).
8
Problemformulering
Bröstcancer är en av de vanligaste cancersjukdomarna i världen, en sjukdom som har funnits sedan länge. Under de senaste åren har både antalet kvinnor med bröstcancer och antalet dödsfall som beror på metastaser, som orsakas av bröstcancer, ökat. Många människor lider av denna sjukdom utan någon effektiv behandling (1).
En bra behandling både i Sverige och i hela världen är beroende på de kunskaper av sjukdomen som människor har kommit fram till. En effektiv behandling mot cancer, kräver förståelse av vad problem bakom sjukdomen är och även förstå normal cellutveckling för att kunna jämföra den med onormal cell/ cancercellutveckling.
Som tidigare nämnts har TGF-β-receptorer en viktig roll i bröstcancer och bildning av metastaser (2). Därför är det viktigt att veta vilken roll dessa receptorer har i utvecklingen av bröstcancer, med fokus på metastasering.
Syftet
Syftet med detta litteraturarbete är att studera rollen av transformerande tillväxtfaktor-β- receptorer i cancer, särskild i bröstcancer. Med hjälp av vetenskapliga artiklar besvaras följande frågeställning:
- Vilken roll har TGF-β -receptorer i bröstcancer, med fokus på metastasering?
9
Metod
Denna studie, som bygger på datainsamling från relevanta publicerade vetenskapliga artiklar, är en litteraturstudie. Exkludering av artiklar genomfördes genom att välja bort artiklar som inte uppfyller särskilda krav. Exklusions kriterier på det är, artiklar som publicerades innan 2008, som inte hittades i fulltext-format och som publicerades på ett annat språk än engelska.
Även de som inte var originalartiklar exkluderades.
Antal träffade artiklar redovisas i tabellen efter exkludering. Där förekommer bland annat textens publicerade språk och publiceringsdatum. Sökning utfördes i databasen Pubmed genom användning av olika specifika sökord.
Tabell 1. Resultatet av artikelsökningen som genomfördes i PubMed.
Databas:
PubMed Datum:
2021-02-08
Sökord
Övriga
Inklusions/exklusionskriterier
Antal träffar
#1 (TGF-beta receptor) Filters: from 2008 to 2021, english language
14 599
#2 (TGF-beta receptor) AND (breast cancer)
Filters: from 2008 to 2021, english language
721
#3 (TGF-beta receptor) AND (breast cancer) AND (metastasis)
Filters: from 2008 to 2021, english language
303
#4 (TGF-beta receptor[Title]) AND (breast cancer) AND (metastasis)
Filters: from 2008 to 2021, english language
7
#5 (TGF-beta receptor[Title]) AND (breast cancer) AND (metastasis) NOT ( TGF- beta receptor III)
Filters: from 2008 to 2021, english language
6
10
Resultat
Transformerande tillväxtfaktor-β
TGF-β-tumör har förmåga att utveckla tumörprogression både med en direkt och indirekt sätt.
Tumörprogression utvecklas direkt genom att öka tumörcellernas metastatiska potential och indirekt genom att hämma antitumörimmunitet. Detta påpekar att TGF-β-signalvägen är ett viktigt terapeutiskt mål för att behandla bröstcancer och även andra maligniteter.
TGF-β-signalering är en viktig tumörundertryckningsväg, därför det är svårt att utveckla en behandling som riktar sig mot TGF-β. Men om man kan förstå nedströmseffekter av upphävande av TGF-β-signalering i tumörceller kan identifiera processer som kan riktas terapeutiskt (12).
Transformerande tillväxtfaktor-β roll i bröstcancer
Som tidigare har nämnt att TGF-β både kan hämma och stimulera tumörutveckling. För att undersöka vilken effekt TGF-β signalering har på metastatiseringen av bröstcancer celler från mus använder sig författarna i artikeln ” An Orally Active Small Molecule TGF-β Receptor I Antagonist Inhibits the Growth of Metastatic Murine Breast Cancer.” av en liten molekyl vilken kallas SM16.
TGF-β-receptor I fosforylerar transkriptionsfaktorn Smad2 för att transducera TGF-β- signalering, Smad2-fosforylering (pSmad2) uppmätts i 4T1-tumörceller och TGF-β- producerande murine bröstkarcinom (4T1) tumörer behandlar med SM16. 4T1-tumörceller behandlas med olika koncentrationer av SM16 i närvaro av exogent rhTGF-β-receptorer I och fosforylering av Smad2 analyseras med hjälp av western-blot. SM16 blockerar signifikant Smad2-fosforylering i 4T1-tumörceller på ett dosberoende sätt med nästan fullständig upphävande av pSmad2 som inträffar vid en koncentration av 5 µM. Indikerar att detta läkemedel blockerar endogen TGF-β-signalering i dessa celler och visar att TGF-β spelar en viktig roll vid migration och invasion av 4T1-tumörceller (12).
11
Figur 3: Hämning av Smad2-fosforylering med hjälp av SM16 i odlade 4T1-tumörceller. 4T1-celler behandlas med SM16.
Figur 4: Skillnaden mellan celler med / utan behandling av TGF-beta i invasion av cancerceller in vitro, samt när celler behandlas både med TGF-beta och SM16 samtidigt.
Till skillnaden från detta resultat som finns ovan, så hittar författarna i artikel ” Receptor II Loss Promotes Mammary Carcinoma Progression by Th17 Dependent Mechanisms.” att knock-out av TGF-βRII leder till ökad metastasiering då interleukin (IL)-17 är närvarande (13).
Figur 5: visar att metastaseringen ökar då genen för TGF-b RII tas bort
12 Epitelial-mesenkymala transition (EMT)
En TGF-β-inducerande EMT-modell i ett 3D-odlingssystem (lämplig 3D-kultur ger en mer fysiologisk eller patologisk relevant metod för att dissekera genfunktioner och cellulära fenotyper ex vivo.) och använda denna 3D-EMT-modell i studien.
TGF-β-inducerande EMT bekräftas av morfologisk störning av de polariserade, aciniliknande sfäroiderna som åter kapitulerade körtelarkitekturen in vivo och verifierades molekylärt genom kvantitativ RT-PCR som visar E-cadherin nedreglering och vimentin uppreglering (14).
Figur 6: morfologisk störning av de polariserade, aciniliknande sfäroiderna som återkapitulerade körtelarkitekturen in vivo.
Figur7: visar E-cadherin nedreglering och vimentin uppreglering vid närvaro av TGF-beta I.
13 Cancerassocierade fibroblaster (CAF)
CAF-specifikt TGF-β-R II uttryck är en ny oberoende prognostisk biomarkör vid pre- menopausal bröstcancer medan aktivering av kanonisk TGF-β-signalering som övervakas av pSMAD2-nivå inte har någon prognostisk koppling.
För att undersöka effekten av fibroblaster på bröstcancerceller in vitro används fibroblast cellinjer som härrör från xenotransplantation från humana bröstcancer fibroblaster i frånvaro/närvaro av bröstcancerceller från MCF7-ras.
De resulterande fibroblasterna blandas med MCF7-ras humana bröstkarcinomceller och injiceras subkutant i immundefekt möss. Tumörxenotransplantationer får växa under totalt 242 dagar och inkluderar två implantationsrundor. Efter resektion dissocieras tumören i en en-cell- suspension. Dessa celler odlas sedan in vitro i närvaro av puromycin i 5 dagar för att eliminera eventuella kontaminerande karcinomceller och värdstromala celler. De isolerade cellerna benämndes experimentellt genererade CAF-celler (expCAF).
Som kontroll injiceras GFP-märkta, puromycinresistenta, odödliga humana bröstfibroblaster subkutant i möss utan MCF-7-ras-celler. Fibroblasterna som överlever vid injektionsstället isoleras på motsvarande sätt med expCAF och kallas kontroll fibroblaster (kontroll F).
Analys av fibroblast cellinjerna för deras uttryck av TGF-β-R II av qPCR är en dubbelt så hög i expCAF jämfört med kontroll fibroblaster (15).
Figur 8: uttryck av TGF-β-R II av qPCR är dubbelt så hög i expCAF jämfört med kontroll fibroblaster.
14
Tumörnekrosfaktorreceptorassocierad faktor 4 (TRAF4)
Tumörnekrosfaktorreceptorassocierad faktor 4 (TRAF4) är unik bland TRAF- familjemedlemmar, som huvudsakligen fungerar i immunsystemet. Inga immunologiska defekter har identifierats hos möss som saknar TRAF4. Istället uppvisar TRAF4-bristande möss nedsatt neuralrörsstängning och luftstrupestörning, vilket indikerar onormal cellmigration.
TRAF4 räckans som en nyckelregulator för både SMAD och icke-SMAD.
För att undersöka om TRAF4 påverkar invasion och metastasegenskaper in vivo, injiceras möss med kontroll-MDA-MB-231-celler (som är en cancercell) börjar utveckla detekterbar benmetastas efter 4 veckor; de senare två veckorna av denna 4-veckorsperiod präglas av en utvidgning av det metastatiska området. Däremot utvecklar möss injicerade med TRAF4- utarmade celler inga detekterbara benmetastaser efter 35 dagar. Resultat att TRAF4 behövs för att få TGF-beta-signalering och driva bildning av metastaser från bröstcancer celler (16).
Figur 9: Bioluminescerande avbildning (BLI) av tre representativa möss från varje grupp vid vecka 6 injicerade med kontroll- eller MDA-MB-231-celler som töms stabilt av TRAF4 med två oberoende shRNA. Både ventrala och ryggbilder visas.
15 Skelettcancer
De primära kliniska behandlingarna för benmetastaser fokuserar på att hämma benresorption.
Resorptionshämmare, som bisfosfonater, förlänger tiden till den första skelettrelaterade händelsen. De hämmar varken direkt tumörbördan eller förlänger signifikant överlevnaden när de ges efter diagnosen benmetastas. Således behövs nyare metoder för att förbättra patienters hälsa, vilket kräver en mekanistisk förståelse för varför vissa tumörer etablerar sig i ben.
Integrin funktion deltar i cellvidhäftning såväl som cellytemedierad signalering, ex: Iβ3 och avβ3. För att studera effekten av Iβ3-expression på PTHrP (paratyroid hormonrelaterat protein, det utsöndras ibland av bröstcancerceller) och Gli2 (zinkfingerprotein, det proteinet som kodas av denna gen är en transkriptionsfaktor), undersöks effekten av Iβ3-expression på PTHrP och Gli2 med användning av MDA-MB-231 celler. I en behandlingsgrupp transfekteras celler med shRNA-hämmande Iβ3 (shβ3-celler). MDA-MB-231-celler behandlas också med en hämmare av αvβ3-integrin (LM609).
Resultat är att blockera integrin funktion eller uttryck ger en signifikant minskning av PTHrP- mRNA (figur 9 A-B) och minskning av Gli2-mRNA (figur 9 D-E), liksom Gli2-protein jämfört med kontrollgrupper, vilket indikerar att Iβ3 förmedlar Gli2- och PTHrP-uttryck i benceller (17).
Figur 10: PTHrP och Gli2 mRNA reduceras signifikant när Iβ3-underuttryckande med en riktad shRNA för integrin-β3 (A, D), den integrin specifika antikroppen, LM609 (B, E).
16
Diskussion
Resultat av de flesta studier som undersöks visar att transformerade tillväxtfaktor β-receptorer har en viktig roll i utveckling och spridning av cancer och därmed i behandling, särskilt av bröstcancer (12). Däremot finns det en viss studie som har visat att när TGF-β-receptorer knock-ut så leder det till metastasering ökar och att TGF-β-receptorer har en viktig roll för att minska metastasering (13). Denna skillnad mellan olika studier kan vara beroende på att forskaren har olika kriterier i genetisk bakgrund eller att muserna som använts har olika mutationer.
Som tidigare nämnts har TGF-β receptorer tre olika typer som är typ I, II och III. TGF-β receptorer typ III är co-receptorer och är indirekt involverade i signalering. På grund av detta fokuserar denna studie inte på TGF-β receptorer typ III (2). Däremot har TGF-β receptorer typ I och II en viktig roll i cellutveckling (13). Mekanismen bakom detta är att en ligand binder till TGF-β receptorer typ I och II, och efter det fosfoleras SMAD. Denna fosfolerande SMAD binder till co-SMAD och tillsammans bildar en komplex. Därefter flyttar denna komplex in i kärnan och interagerar med andra transkriptionsfaktorer, för att stimulera transkription (15).
Bröstcancer är en primär cancer, som är en av de vanligaste cancersjukdomarna i Sverige (14).
Bröstcancer kan sprida sig och bidra till en sekundär cancer, då den bildar metastaser. Ett bra exempel på detta är skelettcancer som är livshotande. Som experiment har visat att celler ingår via EMT innehåller Iβ3 som hjälper i cellvidhäftning och kan påverka både PTHrP och Gli2 (17). Därför är det viktigt att undersöka TGF-β receptorer som kan driva EMT och försöka ha en tydlig bild om hur TGF-β receptorer kan påverka cancer.
Ett av de experimenten som har tagit med i studien har visat att TGF-β spelar en viktig roll vid migration och invasion av 4T1-tumörceller, vilket tyder att TGF-β bidrar till bildning av metastaser (12). Ett annat experiment har visat att CAF innehåller en dubbelt så hög av TGF- β-receptorer II jämfört med kontroll fibroblaster. Detta kan förklaras genom att TGF-β- receptorer kan driva bildandet av CAF (15).
Å andra sidan kan TGF-β receptorer inte studeras utan att ta hänsyn till andra faktorer som kan påverka cancer och även ibland ha en viss påverkan på själva TGF-β receptorerna. Till exempel TRAF 4 räknas som en nyckelregulator för SMAD. Experiments resultat har visat att TRAF4 behövs för att TGF-β-receptorer kan driva bildning av metastaser från bröstcancer celler (16).
Cancerutveckling är en komplex process, där det ingår många olika enzymer, ligander,
17
receptorer, och andra olika ämnen, samt olika andra faktorer som kan påverka denna process, såsom olika celltyper. Cancer utvecklas på olika sätt hos olika patienter, beroende på ens fysiologi (15). Till exempel kan en patient leva med cancer utan symtom i några år, medan en annan patient får symtom direkt och dör i några dagar efter diagnosen.
Däremot finns det flera studier som har visat att TGF-β receptorer har en viktig roll i cancer (13). Av detta skäl betraktas TGF-β receptorer ett bra fynd som kan påverka läkemedelsutvecklingen mot cancer. Därför att det inte går att bortse från både TGF-β receptorer och andra faktorer, såsom TRAF4, blir det bättre att utnyttja båda på ett bra sätt som ger bra resultat (12–16).
Cancer är en av de farligaste sjukdomarna i hela världen, särskilt för att cancer kan bidra till metastaser och sprida sig till andra organ i kroppen via epitelial-mesenkymala transition (EMT). Experiments resultat har visat att TGF-β-inducerar EMT. Via EMT förlorar epitel tumörceller sin polariserade organisation och cell-cellkorsningar. Dessa celler omvandlas till mesenkymala celler, denna process bidrar också till bildning av metastaser (14).
Resultaten av denna studie stämmer bra eftersom det byggs på flera vetenskapliga artiklar.
Artiklarna kommer fram till olika resultaten, det kan vara beroende på att artiklarna har olika kriterier i genetisk bakgrund, en annan orsak kan vara användning av olika typer av cancercellerna.
Resultaten har svarat på studies syfte på ett bra och tydligt sätt. Resultaten har visat vad TGF- β receptorerna har för roll i bröstcancer. Sedan har EMT tagits med i resultaten för att kunna förklara hur cancer omvandlar till metastas och därefter har skelettcancer redovisat, som ett bra exempel på metastas. I resultaten har CAF nämnts för att kunna förklara hur denna typ av celler förbereder miljö för cancer.
En av styrkorna i denna studie är att den bygger på vetenskapliga artiklar som är relaterade till studiens syfte.
En svaghet i denna studie, är att den har genomförts under en kort tid. Studien tar inte med sig alla faktorer som kan påverka TGF-β receptorer och inte heller den fulla mekanismen av cancerutveckling. Utöver det bygger studien helt och hållet på tidigare studier. Studien redovisar endast om bröstcancer, utan att ta hänsyn till andra typer av cancer.
För att förbättra studien och därmed kunna dra bättre slutsatser ska ett större antal djur/patienter inkluderas, observeras prekliniskt/kliniskt och ta reda på hur TGF-β receptorerna påverkar
18
cancer. Studien kan utföras på olika geografiska områden under en viss tid och ta hänsyn till ålderbegränsningen.
Rekommendationer som kan ges för framtida studier, är först att TGF-β receptorerna bör studeras djupare, med fokus på hur metastaser börjar överuttrycka och utsöndra stora mängder av denna cytokin, som är en ligand till TGF-β receptorer. En annan rekommendation är att ta hänsyn till mesenkymala - epitelial transition (MET). Under MET förändras mesenkymala celler till epiteliala celler, och bildar sedan en dottercancercell. Studier bör ta hänsyn till varje enskild individ.
Människor bör informeras om vikten av regelbunden undersökning, särskilt för dem som har ärftliga sjukdomar, såsom cancer eftersom ingen nytta kan dras av studier eller behandlingar om sjukdomen inte upptäcks i god tid. Ju tidigare cancer upptäcks, desto större är chansen att behandla patienten.
Slutsats
Denna studie kommer fram till att TGF-β-receptorerna har en viktig roll i bröstcancer och i bildning av metastaser. Efter att tumören har redan börjat utvecklas, fungerar TGF-β receptorer ofta som en tumör promotar. Utöver det har EMT, CAF och TRAF 4 visat en viktig roll i cancerutveckling.
Studien ger bättre förståelse av TGF-β- receptorerna och detta kan i sin tur bidra till effektivare behandling mot bröstcancer. Med andra ord är TGF-β-receptorerna en av de viktigaste parametrarna för att få den optimala effekten av medicineringen mot cancer.
19
Populärvetenskaplig sammanfattning
I Sverige är cancer en av de vanligaste sjukdomarna. Bröstcancer är den vanligaste cancersjukdomen hos kvinnor. Bröstcancer kan sprida sig i kroppen och bilda en annan klump i andra organ såsom skelettcancer. Syftet med denna studie är att studera rollen av en viss typ av receptorer som kan ha en viktig roll i cancerutveckling, särskild bröstcancer med fokus på sekundär cancer. Dessa receptorer kallas för transformerande tillväxtfaktor-β- receptorer. Den är en litteraturstudie, som är baserad på sex vetenskapliga artiklar. Dessa artiklar hämtas från databas PubMed genom användning av olika specifika sökord.
Resultat visar att transformerande tillväxtfaktor-β receptorer spelar en viktig roll i cancerutveckling. Transformerande tillväxtfaktor-β receptorer har förmåga att utveckla cancer genom att öka cellernas förmåga att röra och sprida sig till andra organ. Samt genom att hämma immunförsvaret för att inte attackera tumöret.
Transformerande tillväxtfaktor-β receptorer, som kan påverka cancer, betraktas som ett bra fynd i läkemedelsutveckling mot cancer. Sekundär cancer är farligare än primär cancer, därför är det bättre att försöka förstå hela mekanismen bakom transformerande tillväxtfaktor- β-receptorer på ett tydligt sätt, för att kunna behandla patienter i god tid.
20
Tack…
För det första vill jag passa på att tacka min handledare Anders Sundqvist som har hjälpt mig med att skriva det här examensarbetet. Jag vill tacka honom för våra trevliga möten och för goda diskussioner.
Jag vill rikta ett stort tack till min familj som har varit med mig i de svåra och goda tiderna. Jag har erhållit mycket stöd ifrån dem, vilket har varit enormt viktigt för slutförandet av min utbildning. Varmt tack till Zuher Hamdan, Monira Hamdan, Jouri Hamdan, Hanin Hamdan, Walaa Hamdan & Ghazel Hamdan. Dessa personer har även lyst upp mina dagar och fick mig att tro på mig själv och inspirerat mig.
21
Referenser
1. Så utvecklas cancer – Vad är cancer? [Internet]. Cancerfonden. [cited 2021 Feb 19].
Available from: https://www.cancerfonden.se/om-cancer/symtom-och-orsaker/vad-ar- cancer
2. Drabsch Y, ten Dijke P. TGF-β signalling and its role in cancer progression and metastasis.
Cancer Metastasis Rev. 2012 Dec;31(3–4):553–68.
3. Cancerfondsrapporten – Dödlighet i olika typer av cancer [Internet]. Cancerfonden. [cited
2021 Feb 19]. Available from:
https://www.cancerfonden.se/cancerfondsrapporten/statistik/dodlighet-i-olika-typer-av- cancersjukdomar
4. Bröstcancer – Symtom, orsaker och behandling [Internet]. Cancerfonden. [cited 2021 Feb
19]. Available from: https://www.cancerfonden.se/om-
cancer/cancersjukdomar/brostcancer
5. Skelettcancer – Symtom, orsaker och behandling [Internet]. Cancerfonden. [cited 2021 Feb
19]. Available from: https://www.cancerfonden.se/om-
cancer/cancersjukdomar/skelettcancer
6. Benson JR. Role of transforming growth factor β in breast carcinogenesis. Lancet Oncol.
2004 Apr 1;5(4):229–39.
7. De Wever O, Demetter P, Mareel M, Bracke M . Stromal myofibroblasts are drivers of invasive cancer growth. Int J Cancer 2008; 123: 2229–2238.
8. Thiery JP, Acloque H, Huang RYJ, Nieto MA. Epithelial-mesenchymal transitions in development and disease. Cell. 2009 Nov 25;139(5):871–90.
9. Heldin C-H, Vanlandewijck M, Moustakas A. Regulation of EMT by TGFβ in cancer. FEBS Lett. 2012 Jul 4;586(14):1959–70.
10. Mueller MM, Fusenig NE . Friends or foes—bipolar effects of the tumour stroma in cancer. Nat Rev Cancer 2004; 4: 839–849.
22
11. Bhowmick NA, Chytil A, Plieth D, Gorska AE, Dumont N, Shappell S et al. TGF-beta signaling in fibroblasts modulates the oncogenic potential of adjacent epithelia. Science 2004; 303: 848–851.
12. Rausch MP, Hahn T, Ramanathapuram L, Bradley-Dunlop D, Mahadevan D, Mercado- Pimentel ME, et al. An Orally Active Small Molecule TGF-β Receptor I Antagonist Inhibits the Growth of Metastatic Murine Breast Cancer. Anticancer Res. 2009 Jun;29(6):2099–109.
13. Novitskiy SV, Pickup MW, Gorska AE, Owens P, Chytil A, Aakre M, et al. TGF-β Receptor II Loss Promotes Mammary Carcinoma Progression by Th17 Dependent Mechanisms. Cancer Discov. 2011 Oct 1;1(5):430–41.
14. Tu C-F, Wu M-Y, Lin Y-C, Kannagi R, Yang R-B. FUT8 promotes breast cancer cell invasiveness by remodeling TGF-β receptor core fucosylation. Breast Cancer Res BCR [Internet]. 2017 [cited 2021 Feb 19];19. Available from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5629780/
15. Busch S, Acar A, Magnusson Y, Gregersson P, Rydén L, Landberg G. TGF-beta receptor type-2 expression in cancer-associated fibroblasts regulates breast cancer cell growth and survival and is a prognostic marker in pre-menopausal breast cancer. Oncogene. 2015 Jan;34(1):27–38.
16. Zhang L, Zhou F, García de Vinuesa A, de Kruijf EM, Mesker WE, Hui L, et al. TRAF4 Promotes TGF-β Receptor Signaling and Drives Breast Cancer Metastasis. Mol Cell. 2013 Sep 12;51(5):559–72.
17. Page JM, Merkel AR, Ruppender NS, Guo R, Dadwal UC, Cannonier S, et al. Matrix Rigidity Regulates the Transition of Tumor Cells to a Bone-Destructive Phenotype through Integrin β3 and TGF-β Receptor Type II. Biomaterials. 2015 Sep;64:33–44.
18. Figur 1: Larsen’s Human Embryology 5e (2015)
19. Figur 2: Sima Lev. Professor Sima Lev: Epithelial–Mesenchymal Transition: EMT [Internet]. Health & Medicine presented at; 12:42:33 UTC [cited 2021 Mar 19]. Available from: https://www.slideshare.net/simalev4/professor-sima-lev-epithelialmesenchymal- transition-emt
23
20. Figur 3 och 4: Rausch MP, Hahn T, Ramanathapuram L, Bradley-Dunlop D, Mahadevan D, Mercado-Pimentel ME, et al. An Orally Active Small Molecule TGF-β Receptor I Antagonist Inhibits the Growth of Metastatic Murine Breast Cancer. Anticancer Res. 2009 Jun;29(6):2099–109.
21. Figure 5: Novitskiy SV, Pickup MW, Gorska AE, Owens P, Chytil A, Aakre M, et al. TGF- β Receptor II Loss Promotes Mammary Carcinoma Progression by Th17 Dependent Mechanisms. Cancer Discov. 2011 Oct 1;1(5):430–41.
22. Figur 6 och 7: Tu C-F, Wu M-Y, Lin Y-C, Kannagi R, Yang R-B. FUT8 promotes breast cancer cell invasiveness by remodeling TGF-β receptor core fucosylation. Breast Cancer Res BCR [Internet]. 2017 [cited 2021 Feb 19];19. Available from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5629780/
23. Figur 8: Busch S, Acar A, Magnusson Y, Gregersson P, Rydén L, Landberg G. TGF-beta receptor type-2 expression in cancer-associated fibroblasts regulates breast cancer cell growth and survival and is a prognostic marker in pre-menopausal breast cancer. Oncogene. 2015 Jan;34(1):27–38.
24. Figur 9: Zhang L, Zhou F, García de Vinuesa A, de Kruijf EM, Mesker WE, Hui L, et al.
TRAF4 Promotes TGF-β Receptor Signaling and Drives Breast Cancer Metastasis. Mol Cell.
2013 Sep 12;51(5):559–72.
25. Figur 10: Page JM, Merkel AR, Ruppender NS, Guo R, Dadwal UC, Cannonier S, et al.
Matrix Rigidity Regulates the Transition of Tumor Cells to a Bone-Destructive Phenotype through Integrin β3 and TGF-β Receptor Type II. Biomaterials. 2015 Sep;64:33–44.
