Selection and phenotypic characterization of invasive subpopulations of pancreatic cancer Panc-02 cells

Pomimo ogromnego postępu wiedzy na temat molekularnych mechanizmów zaangażowanych w rozwój raka trzustki, jest on nadal jednym z najgroźniejszych nowotworów. Główną przyczyną tego stanu rzeczy jest brak charakterystycznych objawów we wczesnym etapie choroby, a jedynie wczesne wykrycie zmian nowotworowych daje szansę na skuteczną terapię. Również badania mechanizmów progresji raka trzustki mogą się przyczynić do znacznego obniżenia śmiertelności wśród chorych. Poniższa praca omawia nowy sposób selekcji umożliwiającej izolację sub-linii komórek raka trzustki Panc-02 o podwyższonym potencjale inwazyjnym.Fenotyp komórek tworzących guzy in vivo podlega ciągłym zmianom. Również w trakcie hodowli komórek in vitro może dochodzić do ich dywersyfikacji fenotypowej, co jest skutkiem akumulacji zmian na poziomie genetycznym i epigenetycznym. W pracy opisano przebieg selekcji komórek linii Panc-02, która doprowadziła do izolacji inwazyjnej sub-linii tych komórek (Panc02-RS). Obie te linie zostały przeanalizowane pod kątem ich inwazyjności w warunkach in vivo. Przeprowadzono również badania in vitro ich morfologii, ekspresji niektórych markerów, ruchliwości oraz komunikacji międzykomórkowej za pośrednictwem złączy szczelinowych.Testy in vivo wykazały wyższą zdolność komórek Panc02-RS do tworzenia przerzutów, przy ich jednoczesnej mniejszej ruchliwości i szybszym tempie proliferacji w warunkach in vivo. Komórki sub-linii Panc02-RS wykazują również zanik ekspresji E-kadheryny wraz z jednoczesnym wzrostem ekspresji N-kadheryny oraz słabiej, w porównaniu do komórek Panc-02, komunikują się poprzez złącza szczelinowe. Zaobserwowano również, że analizowane komórki wpływają na swój fenotyp na drodze parakrynnej.Uzyskane wyniki wskazują, że zdolności adaptacji komórek Panc02-RS do warunków in vivo, a nie cechy uważane za markery inwazyjności komórek nowotworowych, mogą bezpośrednio decydować o tym parametrze. Komórki wyizolowane w opisany w pracy sposób mogą stanowić dobry materiał do badań mechanizmów przerzutowania oraz prowadzenia testów nowych leków przeciwnowotworowych.

Despite the huge progress of the knowledge on the molecular mechanisms involved in pancreatic cancer development, it still remains one of the deadliest cancers. Pancreatic cancer evokes little or no characteristic symptoms, therefore it is hardly detectable at the early stages of its development. Moreover, the identification of the mechanisms of pancreatic cancer progression can contribute to a significant reduction of its mortality. Here, a new selection protocol is described that enables an establishment of invasive sub-lines of Panc-02 cells. The phenotype of cells that build the tumors in vivo may change over time. Accordingly, the phenotypic diversification of in vitro cultured cancer cells can occur due to genetic and epigenetic modifications. A selection protocol described in this dissertation led to the establishment of Panc02-RS sub-line that displayed the increased invasiveness, when compared to the Panc-02 cells. Both cell lines were further analyzed with regard to their invasiveness in vivo. In vitro studies included the analyses of cell morphology, the expression of EMT markers and cell motile activity. Additionally, the efficiency of gap junctional intercellular communication and the paracrine signaling was analyzed in Panc-02 and Panc02-RS populations. In vivo tests showed the higher ability of Panc02-RS cells to form tumours, accompanied by their lower motility and faster proliferation in vitro. Panc02-RS cells were characterized by lower E-cadherin expression and higher expression of N-cadherin, when compared to Panc-02 cells. They also display less efficient gap junctional coupling than their Panc-02 counterparts, however they are still capable of communicating via paracrine signaling. These data indicate that the adaptive behavior of Panc-02 cells rather than the "classical" hallmarks of cell invasiveness can directly determine the efficiency of their invasive behavior. The cells that has been established in the way described in this dissertation can be used to elucidate the mechanisms of cancer progression and as a tool to test new chemotherapeutic drugs.