scholarly journals Basal-Type Breast Cancer Stem Cells Over-Express Chromosomal Passenger Complex Proteins

Cells ◽  
2020 ◽  
Vol 9 (3) ◽  
pp. 709
Author(s):  
Angela Schwarz-Cruz y Celis ◽  
Gisela Ceballos-Cancino ◽  
Karla Vazquez-Santillan ◽  
Magali Espinosa ◽  
Cecilia Zampedri ◽  
...  

(1) Aim: In the present paper we analyzed the transcriptome of CSCs (Cancer Stem Cells), in order to find defining molecular processes of breast cancer. (2) Methods: We performed RNA-Seq from CSCs isolated from the basal cell line MDA-MB-468. Enriched processes and networks were studied using the IPA (Ingenuity Pathway Analysis) tool. Validation was performed with qRT-PCR and the analysis of relevant genes was evaluated by overexpression, flow cytometry and in vivo zebrafish studies. Finally, the clinical relevance of these results was assessed using reported cohorts. (3) Results: We found that CSCs presented marked differences from the non-CSCs, including enrichment in transduction cascades related to stemness, cellular growth, proliferation and apoptosis. Interestingly, CSCs overexpressed a module of co-regulated Chromosomal Passenger Proteins including BIRC5 (survivin), INCENP and AURKB. Overexpression of BIRC5 increased the number of CSCs, as assessed by in vitro and in vivo zebrafish xenotransplant analyses. Analysis of previously published cohorts showed that this co-regulated module was not only overexpressed in basal breast tumors but also associated with relapse-free and overall survival in these patients. (4) Conclusions: These results underline the importance of Cancer Stem Cells in breast cancer progression and point toward the possible use of chromosomal passenger proteins as prognostic factors.

2015 ◽  
pp. 323 ◽  
Author(s):  
Phuc Pham ◽  
Sinh Nguyen ◽  
Viet Pham ◽  
Ngoc Phan ◽  
Huyen Nguyen ◽  
...  

2018 ◽  
Author(s):  
Νικολέτα-Νίκη Σαχίνη

Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί την πιο συχνή μορφή καρκίνου στις γυναίκες. Πρόκειται για μια ετερογενή ασθένεια όσον αφορά το φαινότυπό της και το γενετικό της υπόβαθρο. Καρκινικά χαρακτηριστικά, όπως ο ρυθμός πολλαπλασιασμού, η διεισδυτικότητα, η μεταστατικότητα, η ανθεκτικότητα στα φάρμακα και συγκεκριμένες ογκογόνες μεταλλαγές διαφέρουν μεταξύ περιπτώσεων καρκίνου του μαστού. Τέτοιου είδους ετερογένεια (ενδο-ογκική και δι-ογκική) μεταξύ των όγκων προκύπτει από στοχαστικές γενετικές και επιγενετικές αλλαγές οι οποίες προσδίδουν κληρονομήσιμες φαινοτυπικές και λειτουργικές διαφορές μεταξύ των καρκινικών κυττάρων. Παρ’ όλο που υπάρχουν θεραπευτικά σχήματα που αντιμετωπίζουν επιτυχώς την ασθένεια, η ετερογενής της φύση την καθιστά δύσκολο θεραπευτικό στόχο. Επομένως, η κατανόηση των παθογενετικών και μοριακών μηχανισμών οι οποίοι διέπουν τη νόσο και τους διαφορετικούς υποτύπους της είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη νέων φαρμακευτικών στόχων και το σχεδιασμό εξατομικευμένης θεραπείας.Η πρωτεΐνη της προμυελοκυτταρικής λευχαιμίας (PML) περιγράφεται συνήθως ως ογκοκατασταλτικός παράγοντας λόγω των προ-αποπτωτικών, ανασταλτικών του κυτταρικού κύκλου και προγηραντικών ιδιοτήτων της. Συνεπώς, η έκφρασή της απουσιάζει από πρωτοπαθή δείγματα διαφόρων νεοπλασιών, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του μαστού. Παρ’ όλα αυτά σε πρόσφατες βιβλιογραφικές αναφορές η PML χαρακτηρίζεται ως ογκογόνος παράγοντας. Συγκεκριμένα, στη χρόνια μυελογενή λευχαιμία, σε γλοιοβλαστώματα και σε ορισμένες περιπτώσεις τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού η PML εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα. Οι προ-ογκογόνες ιδιότητες της PML φαίνεται να σχετίζονται με τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου των φυσιολογικών και καρκινικών βλαστοκυττάρων αλλά και τη διατήρηση της αυτο-ανανέωσης, μέσω μεταβολικών οδών π.χ. οξείδωση των λιπαρών οξέων. Επομένως, προκύπτει ότι υπό συγκεκριμένες συνθήκες η PML έχει διττό ρόλο στην ογκογένεση εκδηλώνοντας ογκοκατασταλτική ή ογκογόνα δράση.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η αποσαφήνιση των μοριακών και επιγενετικών μηχανισμών με τους οποίους η PML ρυθμίζει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και τα μονοπάτια αυτό-ανανέωσης στον καρκίνο του μαστού. Τα πειραματικά μας δεδομένα υποστηρίζουν ότι η υπερέκφραση (ΥΕ) της PML αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και μπλοκάρει τον κυτταρικό κύκλο της τριπλά αρνητικά κυτταρικής σειράς καρκίνου του μαστού, MDA-MB-231. Από την ανάλυση του μεταγραφικού προφίλ αυτών των κυττάρων προκύπτει ότι σημαντικά σηματοδοτικά μονοπάτια και βιολογικές λειτουργίες, όπως και οι ρυθμιστές τους, διαταράσσονται μετά από ΥΕ PML. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι πολλά από τα γονίδια σχετιζόμενα με τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό των οποίων η έκφραση μειώνεται μετά από ΥΕ PML είναι και, θετικά, ρυθμιζόμενοι στόχοι του μεταγραφικού παράγοντα FOXM1 (Forkhead Box M1). Η λειτουργική αλληλεπίδραση της PMLIV με την επικράτεια πρόσδεσης του FOXM1 στο DNA, καθώς και η μείωση του FOXM1 σε επίπεδο mRNA και πρωτεΐνης, υποδεικνύουν ότι η PMLIV είναι ένας καταστολέας του FOXM1. Επιπλέον, δείξαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει το μεταγραφικό πρόγραμμα του μεταγραφικού παράγοντα, FOXO3, o οποίος δρα ανοδικά του FOXM1. Συμπερασματικά, προτείνουμε ότι η PML επηρεάζει την ισορροπία των FOXO3 και FOXM1 μεταγραφικών προγραμμάτων στοχεύοντας διακριτά υποσύνολα γονιδίων. Τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι υψηλά επίπεδα PML μπορούν να επηρεάσουν ταυτόχρονα ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια στοχεύοντας τον άξονα FOXO3-FOXM1, ο οποίος συνδέει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό (FOXM1) με την απόπτωση, διακοπή του κυτταρικού κύκλου και μηχανισμούς επιβίωσης (FOXO3). Βρήκαμε ακόμη ότι εκτός από τους FOXO3 και FOXM1, η ΥΕ PML στοχεύει κι άλλους καίριους μεταγραφικούς παράγοντες (NFYA,E2F,TBP) με γενικό ρόλο στη μεταγραφή και στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Συνεπώς, θεωρούμε ότι η PMLIV ΥΕ επιδρά σε σημαντικές βιολογικές διεργασίες μέσω ενός σύνθετου δικτύου μεταγραφικών παραγόντων και επιγενετικών αλλαγών. Αρχικά πειράματα PMLIV YE σε κύτταρα διαφορετικού τύπου καρκίνου του μαστού, τα Τ47D, έδειξαν ότι η PMLIV YE οδηγεί σε αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού, αλλά προκαλεί και διαφορετικές αποκρίσεις σε σχέση με τα MDA-MB-231 κύτταρα.Μελετήσαμε ακόμη το ρόλο της PMLIV σε βλαστικά καρκινικά κύτταρα του μαστού. Παρατηρήσαμε ότι η PMLIV YE μειώνει την ικανότητα σχηματισμού ογκοσφαιρών στην καρκινική σειρά MDA-MB-231, υποδηλώνοντας ότι η PMLIV μειώνει την αυτό-ανανέωση των βλαστικών καρκινικών κυττάρων. Επιπλέον, ερευνήσαμε την επίδραση της PMLIV σε απομονωμένους, με βάση την έκφραση των επιφανειακών δεικτών EpCAM/CD24, υποπληθυσμούς καρκινικών κυττάρων και διαπιστώσαμε ότι η PMLIV YE επηρεάζει με διαφορετικό τρόπο την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση του επιθηλίου, στην επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετάβαση, στον πολλαπλασιασμό και στη βλαστικότητα του κάθε υποπληθυσμού, καθώς και την ικανότητα αυτο-ανανέωσης η οποία καθορίστηκε in vitro με τη δοκιμασία σφαιρογένεσης και in vivo με ξενομοσχεύματα. Επομένως, τα αρχικά μας δεδομένα, σε αντίθεση με προηγούμενες αναφορές, υποστηρίζουν την άποψη ότι πολύ ογκογόνοι κυτταρικοί υποπληθυσμοί εμπίπτουν σε περισσότερους από έναν EpCAM/CD24 υπότυπους οι οποίοι επηρεάζονται από την PMLIV με διαφορετικό τρόπο.Συμπερασματικά, η ερευνά μας δίνει πληροφορίες για τη ρύθμιση της ανάπτυξης των όγκων από την PML στον καρκίνο του μαστού. Προσδιορίσαμε τους FOXO3 και FOXM1 σαν αλληλεπιδρώντες παράγοντες της PML, οι οποίοι προσδιορίζουν και το λειτουργικό αποτέλεσμα της PML στο κυτταρικό υπόβαθρο των MDA-MB-231 κυττάρων και αναδείξαμε έναν καινούριο, ρυθμιστικό άξονα στον πολλαπλασιασμό του καρκίνου του μαστού, PML/FOXO3/FOXM1, ο οποίος μπορεί να είναι θεραπευτικός στόχος. Επιπλέον, οι αρχικές παρατηρήσεις στα T47D κύτταρα, ενισχύουν την άποψη περί κυτταρικού υποβάθρου εξαρτώμενης δράσης της PML. Η PMLIV YE επηρέασε πολύ λιγότερο τη δημιουργία σφαιρών, ένδειξη αυτο-ανανέωσης, στα T47D σε σχέση με τα MDA-MB-231. Επιπλέον, συγκρίνοντας το μεταγραφικό προφίλ των δύο κυτταρικών σειρών, οι οποίες αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς μοριακούς υποτύπους του καρκίνου του μαστού, μετά από PMLIV YE διαπιστώσαμε ότι η PMLIV επηρεάζει τόσο κοινές αλλά και διακριτές ομάδες γονιδίων. Προτείνουμε ότι η PML ευνοεί τόσο την αναστολή της ανάπτυξης του όγκου όσο και μηχανισμούς επιβίωσης σε διαφορετικό βαθμό, ο οποίος καθορίζεται από το εκάστοτε γενετικό και επιγενετικό υπόβαθρο των κυττάρων.


2021 ◽  
Author(s):  
Patricia Cámara-Sánchez ◽  
Zamira V. Díaz-Riascos ◽  
Natalia García-Aranda ◽  
Petra Gener ◽  
Joaquin Seras-Franzoso ◽  
...  

Abstract Background Cancer maintenance, metastatic dissemination and drug-resistance are sustained by cancer stem cells (CSCs). Triple negative breast cancer (TNBC) is the breast cancer subtype with the highest numbers of CSCs and poorest prognosis. Here, we aimed to identify potential drugs targeting CSCs to be further employed in combination with standard chemotherapy in TNBC treatment. Methods The anti-CSC efficacy of up to 17 small-drugs was tested in TNBC cell lines using cell viability assays on differentiated cancer cells and CSCs. Then, the effect of 2 selected drugs (8-quinolinol -8Q- and niclosamide -NCS-) in the cancer stemness hallmarks were evaluated using mammosphere growth, cell invasion, migration and anchorage-independent growth assays. Changes in the expression of stemness genes upon 8Q or NCS treatment were also evaluated. Moreover, the potential synergism of 8Q and NCS with PTX on the CSC proliferation and on stemness-related signaling pathways was evaluated using TNBC cell lines, CSC-reporter sublines, and CSCenriched mammospheres. Finally, the efficacy of the NCS in combination with PTX was analyzed in vivo using an orthotopic mice model of MDA-MB-231 cells. Results Among all tested drug candidates, 8Q and NCS showed remarkable specific anti-CSC activity in terms of CSC viability, migration, invasion and anchorage independent growth reduction in vitro. Moreover, specific 8Q/PTX and NCS/PTX ratios at which both drugs displayed a synergistic effect in different TNBC cell lines were identified. The solely use of PTX increased the relative presence of CSCs in TNBC cells, whereas the combination with 8Q and NCS counteracted this pro-CSC activity of PTX whilst significantly reducing cell viability. In vivo, the combination of NCS with PTX reduced tumor growth, and limited the dissemination of the disease by reducing the circulating tumor cells and the incidence of lung metastasis. Conclusions The combination of 8Q and NCS with PTX at established ratios inhibits both, the proliferation of differentiated cancer cells and the viability of CSCs, opening a way to more efficacious TNBC treatments.


Cells ◽  
2020 ◽  
Vol 9 (3) ◽  
pp. 763 ◽  
Author(s):  
Justin M Brown ◽  
Marie-Claire D Wasson ◽  
Paola Marcato

Treatment decisions for breast cancer are based on staging and hormone receptor expression and include chemotherapies and endocrine therapy. While effective in many cases, some breast cancers are resistant to therapy, metastasize and recur, leading to eventual death. Higher percentages of tumor-initiating cancer stem cells (CSCs) may contribute to the increased aggressiveness, chemoresistance, and worse outcomes among breast cancer. This may be particularly true in triple-negative breast cancers (TNBCs) which have higher percentages of CSCs and are associated with worse outcomes. In recent years, increasing numbers of long non-coding RNAs (lncRNAs) have been identified as playing an important role in breast cancer progression and some of these have been specifically associated within the CSC populations of breast cancers. LncRNAs are non-protein-coding transcripts greater than 200 nucleotides which can have critical functions in gene expression regulation. The preclinical evidence regarding lncRNA antagonists for the treatment of cancer is promising and therefore, presents a potential novel approach for treating breast cancer and targeting therapy-resistant CSCs within these tumors. Herein, we summarize the lncRNAs that have been identified as functionally relevant in breast CSCs. Furthermore, our review of the literature and analysis of patient datasets has revealed that many of these breast CSC-associated lncRNAs are also enriched in TNBC. Together, this suggests that these lncRNAs may be playing a particularly important role in TNBC. Thus, certain breast cancer-promoting/CSC-associated lncRNAs could be targeted in the treatment of TNBCs and the CSCs within these tumors should be susceptible to anti-lncRNA therapy.


2015 ◽  
Vol 113 (4) ◽  
pp. 960-965 ◽  
Author(s):  
Sarah K. C. Cheung ◽  
Po-Kai Chuang ◽  
Han-Wen Huang ◽  
Wendy W. Hwang-Verslues ◽  
Candy Hsin-Hua Cho ◽  
...  

The discovery of cancer stem cells (CSCs), which are responsible for self-renewal and tumor growth in heterogeneous cancer tissues, has stimulated interests in developing new cancer therapies and early diagnosis. However, the markers currently used for isolation of CSCs are often not selective enough to enrich CSCs for the study of this special cell population. Here we show that the breast CSCs isolated with CD44+CD24-/loSSEA-3+ or ESAhiPROCRhiSSEA-3+ markers had higher tumorigenicity than those with conventional markers in vitro and in vivo. As few as 10 cells with CD44+CD24-/loSSEA-3+ formed tumor in mice, compared with more than 100 cells with CD44+CD24-/lo. Suppression of SSEA-3 expression by knockdown of the gene encoding β-1,3-galactosyltransferase 5 (β3GalT5) in the globo-series pathway, led to apoptosis in cancer cells specifically but had no effect on normal cells. This finding is further supported by the analysis of SSEA-3 and the two related globo-series epitopes SSEA4 and globo-H in stem cells (embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells) and various normal and cancer cells, and by the antibody approach to target the globo-series glycans and the late-stage clinical trials of a breast cancer vaccine.


Pharmaceutics ◽  
2020 ◽  
Vol 12 (12) ◽  
pp. 1133
Author(s):  
Ji Yu ◽  
Dae Shin ◽  
Jin-Seok Kim

Fluvastatin (FLUVA), which is a common anti-hypercholesterolemia drug, exhibits potential anticancer activity as it suppresses the proliferation, angiogenesis, and metastasis of breast cancer cells via inhibiting 3-hydroxy-methyl glutaryl-coenzyme A (HMG-CoA) reductase. In this study, hyaluronan-conjugated FLUVA-encapsulating liposomes (HA-L-FLUVA) were evaluated for their anticancer efficacy in vitro and in vivo. The particle size, zeta potential, and encapsulation efficiency of HA-L-FLUVA were 158.36 ± 1.78 nm, −24.85 ± 6.26 mV, and 35%, respectively. Growth inhibition of breast cancer stem cells (BCSCs) by HA-L-FLUVA was more effective than that by free FLUVA. The half maximal inhibitory concentration (IC50) values of FLUVA, L-FLVUA, and HA-L-FLUVA were 0.16, 0.17, and 0.09 μM, respectively. The in vivo anticancer effect of HA-L-FLUVA in combination with doxorubicin (DOX) was more effective than that of free FLUVA, free DOX, and HA-L-FLUVA. The longest survival of mice was achieved by treatment with FLUVA (15 mg/kg) and HA-L-FLUVA (15 mg/kg) + DOX (3 mg/kg), followed by HA-L-FLUVA (15 mg/kg), Dulbecco’s phosphate buffered saline, and DOX (3 mg/kg). No more than 10% body weight loss was observed in the mice injected with FLUVA, indicating that the drug was not toxic. Taken together, these results indicate that HA-L-FLUVA could serve as an effective anticancer drug by inhibiting the growth of both breast cancer cells and cancer stem cells.


2020 ◽  
Vol 21 (7) ◽  
pp. 2313 ◽  
Author(s):  
Giuseppina Roscigno ◽  
Assunta Cirella ◽  
Alessandra Affinito ◽  
Cristina Quintavalle ◽  
Iolanda Scognamiglio ◽  
...  

Breast cancer is the most frequent malignancy in females in terms of both incidence and mortality. Underlying the high mortality rate is the presence of cancer stem cells, which divide indefinitely and are resistant to conventional chemotherapies, so causing tumor relapse. In the present study, we identify miR-216a-5p as a downregulated microRNA in breast cancer stem cells vs. the differentiated counterpart. We demonstrate that overexpression of miR-216a-5p impairs stemness markers, mammosphere formation, ALDH activity, and the level of Toll-like receptor 4 (TLR4), which plays a significant role in breast cancer progression and metastasis by leading to the release of pro-inflammatory molecules, such as interleukin 6 (IL-6). Indeed, miR-216a regulates the crosstalk between cancer cells and the cells of the microenvironment, in particular cancer-associated fibroblasts (CAFs), through regulation of the TLR4/IL6 pathway. Thus, miR-216a has an important role in the regulation of stem phenotype, decreasing stem-like properties and affecting the cross-talk between cancer cells and the tumor microenvironment.


2007 ◽  
Vol 25 (18_suppl) ◽  
pp. 14138-14138 ◽  
Author(s):  
A. A. Epenetos ◽  
G. Bower ◽  
M. Deonarain ◽  
L. Bonney

14138 Background: Angiolix (Hu-Mc3) is a humanized monoclonal antibody that recognizes a migrating adhesion molecule called Lactadherin. This novel antibody has a high affinity for its antigen and recognizes an epitope on Lactadherin which interacts with the the ’RGD’- motif found on integrin receptors on newly formed endothelial cells. Lactadherin binding leads to signalling via a VEGF-independent integrin receptor signalling cascade leading to vascular endothelial cell profileration. Lactadherin binding may also increase the potency of VEGF-VEGF receptor signalling. Methods: We studied the expression of Lactadherin on breast cancer cell lines, the biodistribution of Angiolix in human breast cancer xeografts and its ability to inhibit tumor growth in vivo. Results: Our data show that tumor cells express lactadherin in vivo and that Angiolix could achieve more than 75% growth inhibition of human breast cancer growing as xenografts . Conclusions: In view of the recent finding that cancer stem cells can over-express the pro-angiogenic VEGF and make a major contribution to tumor vasculature proliferation leads to the possibility that Angiolix may be able to act to specifically target breast cancer stem cell and cause tumor regression by blocking the growth of tumor vasculature by its ability to neutralise Lactadherin-integrin receptor binding. [Table: see text]


2021 ◽  
Vol 11 ◽  
Author(s):  
Tingting Liu ◽  
Hongyue Wang ◽  
Zhiyong Liu ◽  
Jing Zhang ◽  
Yan Liu ◽  
...  

Objective: We screened the TNBC stem cells using phage display (PD) and acquired the specific binding clones; and then the positive phage DNAs were amplified and extracted, synthesized with specific polypeptides, and labeled with fluorescein isothiocyanate (FITC). Finally, we identified the specificity of the polypeptides in vitro and in vivo.Methods: Human breast cancer cell line MDA-MB-231 and human mammary gland cell line hs578bst were chosen in our study, and MDA-MB-231 breast cancer stem cells (BCSCs) were cultured and identified by flow cytometry. The phage peptide library was screened using MDA-MB-231 BCSCs, the positive phage clones were identified by ELISA, and the DNA of the positive phages was extracted and sent to a biotechnology company for sequencing. According to the sequencing results, a specific polypeptide was synthesized and labeled with FITC. In the end, the specificity of a polypeptide to BCSCs was identified in vivo and in vitro.Results: The MDA-MB-231 BCSCs were cultured and enriched with the “serum and serum-free alternate” method. The BCSCs were found to have characteristics of CD44+/CD24−/low epithelial surface antigen (ESA) and ALDH+ with flow cytometry. The phage was enriched to 200-fold after three rounds of screening for MDA-MB-231 BCSCs. The positive phages were sequenced; then a polypeptide named M58 was synthesized according to sequencing results. Polypeptide M58 has a specific affinity to MDA-MB-231 BCSCs in vivo and in vitro.Conclusion: Specific polypeptides binding to MDA-MB-231 BCSCs were screened out by PD screening method, which laid a theoretical foundation for the targeted therapy and further research of BCSCs.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document