Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/10111
Title: Stem cells compartment activation during heparocarcinogenesis in a HBV-transgenic model
Other Titles: Attivazione del compartimento staminale epatico durante l'epatocarcinogenesi in un modello murino transgenico per HBV
Authors: Anfuso, Beatrice
Supervisore/Tutore: Tiribelli, Claudio
Cosupervisore: Sukowati, Caecilia Hapsari Ceriapuri
Issue Date: 28-Apr-2014
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: The hepatocarcinogenesis consists of many steps and long term courses from normal to malignant tissue. Besides the various etiological factors, chronic exposure to a wide variety of substances can induce an inflammatory response and oxidative stress with consequent hepatocytes dead and regenerative phenomena. When the replicative ability of hepatocytes is impaired, the activation of the hepatic stem cell (SCs) compartment permits the recovery of the mass and functionality of the liver. The cancer stem cells (CSCs) theory postulates that cancer is composed in a hierarchy consisted of many heterogeneous cells with different grades of differentiation, in which only the CSCs are capable of initiating cancer growth. In exception of their tumor-initiating capacity, the CSCs share similar phenotypic signatures and functional properties with normal stem cells. Until now, the origin of the CSCs in hepatocellular carcinoma (HCC) is still unclear. The general objective of this project is to investigate the involvement of the SCs in the hepatocarcinogenesis, starting from early injury to development of HCC. In this study, we employed the HBV-transgenic mouse C57BL/6J-TG(ALB1HBV)44BRI/J (TG) that develops a progressive hepatic damage that well mimics the natural history of human hepatocarcinogenesis. Based on the analysis of the different SCs markers (CD34, CD133, Epcam, Krt19) expressed in hepatic tissues at different courses of the disease (from 3 months to 18 months), we observed the activation and the progressive amplification of the SCs compartment. In particular, there was a strong correlation between the expression pattern of CSCs markers and different stages of hepatic pathologies: a progressive increase of CD133, CD34 and Afp expression was noticed from normal, early cellular damage, dysplasia, and HCC, while Krt19 was decreased in HCC compared to other pathologies. We also performed the isolation and characterization of putative hepatic SCs and CSCs from both TG and their wild type counterpart C57BL/6J (WT) animals in different growth mediums. The isolated primary cells showed up-regulation of the SCs markers compared to total tissue with low or no expression of hepatocytes markers (Alb and Krt18). They had the ability to form 3D clones in matrigel after 7-10 days plating. In summary, our data indicates that this mouse model is well-corresponded with the natural history of hepatocarcinogenesis in human and can represent a good tool to study the involvement of SCs and CSCs in the progression of the disease. In addition, the possibility to isolate SCs and CSCs will be a potent tool to study the differences of developmental and oncogenic molecular pathways between normal SCs and CSCs and to develop novel CSCs-targeted therapy.
L’epatocarcinogenesi è un processo lungo caratterizzato da varie fasi che portano dal tessuto sano a quello tumorale. Indipendentemente dai vari fattori eziologici, l’esposizione cronica a un ampio spettro di sostanze può indurre una risposta infiammatoria e la comparsa di stress ossidativo che insieme portano a fenomeni di morte cellulare e rigenerazione. Quando le capacità replicative degli epatociti sono compromesse, l’attivazione del compartimento staminale epatico (SCs) permette il recupero della massa e delle funzionalità epatiche. La teoria delle cellule tumorali staminali (CSCs) ipotizza che il tumore sia composto da cellule eterogenee con diversi gradi di differenziamento organizzate in maniera gerarchica, tra cui solo le CSCs sono in grado di sostenere la crescita tumorale. Oltre la capacità di iniziare il tumore, le CSCs condividono un fenotipo e una marcatura molecolare simile a quella delle cellule staminali normali (SCs). Ad oggi, l’origine delle CSCs nell’epatocarcinoma (HCC) è ancora poco chiara. Lo scopo generale di questo progetto è lo studio del coinvolgimento delle SCs nel processo di trasformazione neoplastica, dall’iniziale danno epatico allo sviluppo dell’HCC. In questo studio abbiamo utilizzato il topo transgenico per HBV C57BL/6J-TG(ALB1HBV)44BRI/J (TG) che sviluppa un danno epatico progressivo che ripercorre la storia naturale dell’epatocarcinogenesi nell’uomo. In base all’analisi di vari marcatori per le SCs (CD34, CD133, Epcam, Krt19) nel tessuto epatico a vari stadi della patologia (da 3 a 18 mesi), abbiamo osservato l’attivazione del compartimento epatico staminale e una sua progressiva amplificazione durante la progressione del danno. In particolare, abbiamo osservato una forte correlazione tra il pattern di espressione dei marcatori delle SCs e lo stadio della patologia: l’esperssione di CD133, CD34 e Afp è progressivamente aumentata nella progressione da tessuto normale a danno cellulare epatico lieve, displasia e HCC, mentre l’espressione di Krt19 ha dimostrato una riduzione nell’espressione nel HCC rispetto le altre patologie. Abbiamo anche isolato e caratterizzato delle SCs e CSCs putative sia da animali TG che da animali wild type C57BL/6J (WT) cresciute in diversi terreni. Le cellule primarie isolate hanno mostrato una maggiore espressione dei marcatori staminali rispetto al tessuto totale di origine e nessuna o bassa espressione di marcatori per gli epatociti (Alb e Krt18). Inoltre queste cellule hanno dimostrato la capacità di formare cloni tridimensionali in Matrigel dopo 7-10 giorni di coltura. Per concludere, questi dati indicano che il modello murino utilizzato ben rappresenta la storia naturale dell’epatocarcinogenesi umana e può rappresentare un buon strumento per lo studio del ruolo delle SCs e delle CSCs nella progressione della malattia. Inoltre, la possibilità di isolare SCs e CSCs rappresenta un potente strumento per lo studio delle differenze tra le vie molecolari coinvolte nello sviluppo e nella trasformazione oncogenica tra SCs e CSCs e per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche specifche per le CSCs.
Ciclo di dottorato: XXVI Ciclo
metadata.dc.subject.classification: SCUOLA DI DOTTORATO DI RICERCA IN BIOMEDICINA MOLECOLARE
Description: 2012/2013
Keywords: epatocarcinogenesi
cellule staminali
cellule staminali tumorali
epatocarcinoma
Hepatocarcinogenesis
stem cells
cancer stem cells
hepatocellular carcinoma
animal model
Language: en
Type: Doctoral Thesis
Settore scientifico-disciplinare: BIO/11 BIOLOGIA MOLECOLARE
NBN: urn:nbn:it:units-12533
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