Investigation of the role of WNT5A in melanoma cell invasion via regulation of adhesion

Abstract

Melanoma is one of the most serious types of skin cancer. The disease occurs due to abnormal growth in melanocytes, usually caused by DNA damage, occurring from ultraviolet radiation, weak immune system and/or family heritage. Melanoma only represents about 4% of all diagnosed skin cancers but accounts for more than 80% of all deaths related to skin cancer. The poor prognosis in melanoma is mainly due to its metastatic ability, it can invade neighboring tissues and migrate to different organs. A pathway that is implicated in the progression of melanoma is the WNT signaling pathway. Several studies have shown that the WNT5A ligand plays a role in adhesion, migration, invasion and metastasis of melanoma. However, the exact mechanism is not fully understood. In this study we aim to investigate how WNT5A induces cell invasion. Since adhesion, especially cell-matrix adhesion, is a major process in migration and invasion, we aimed to analyze WNT5A’s role in melanoma cell adhesion and how it affects cell invasion. We first analyzed the WNT5A protein expression in three different melanoma cell lines and continued with a cell line (A2058) with no WNT5A protein expression. After addition of WNT5A, there was a significant increase in 3D spheroid invasion, as well as adhesion to Collagen I. The next step was to analyze the important adhesion receptors, namely CD44 and CD146. Results show an increase in CD44 and CD146 levels, which suggests that WNT5A regulates CD44 and CD146. Our results further suggest that WNT5A modulates adhesion via CD44 and CD146, which subsequently promotes melanoma cell invasion. For future research, we would investigate downstream effectors of CD44 and CD146, and validate our hypothesis that WNT5A acts via the Rho/ROCK signaling pathway and STAT3 to induce invasion.

Popular Abstract

Hur utför WNT5A sina stordåd i melanomcancer?

Cancer är en av världens värsta sjukdomar och är en av de största anledningarna till varför människor dör idag. Fler drabbas av sjukdomen och det blir allt svårare att hitta botemedel eftersom cancern gör allt i sin makt för att överleva. Många forskare ägnar idag sina liv åt att hitta en lösning för att rädda så många människor det går.

Melanomcancer är den värsta sorten av hudcancer som finns. Upptäcks den inte i ett tidigt skede kan den vara förödande eftersom den är orsaken till 80 procent av alla hudcancer dödsfall. Orsaken till de höga dödsantalen är melanomcellernas oerhörda förmåga att sprida sig i kroppen. Cancercellerna har förmågan att släppa sig fria från den ursprungstumören och via blodkärl ta sig till andra delar av kroppen för att där bilda nya tumörer. En av orsakerna till hur melanomcancer lyckas invadera kroppen så effektivt är att dess celler kan fästa sig vid cellernas bindväv och proteiner väggar, kallat adhesion. Något som länge varit välkänt är kopplingen mellan proteinet WNT5A och melanomcancers spridning, man kan likna det som att WNT5A är en hypnotisör som kontrollerar cellerna. Utmaningen ligger i hur hypnotisören, WNT5A, faktiskt utför sitt arbete, hur ser processen ut. Målet med studien var därför att analysera vad som händer om WNT5A adderas till melanomceller och undersöka hur deras adhesion ändras och hur det påverkar deras förmåga att invadera kroppen.

För att kunna analysera cellernas förmåga att invadera ”odlades” cellerna som sfärer för att härma en tumör. Sfärerna täcktes sedan i kollagen, som är den främsta beståndsdelen i vår hud, för att se om de skulle lyckas tränga igenom genom kollagenet, med andra ord invadera. Efter detta ville vi undersöka om cellernas adhesion ändras efter tillsats av proteinet WNT5A. Cellerna ”odlades” därför på kollagen och fick chansen att fästa på kollagenet och sedan räknades antalet celler som hade fäst. Det sista vi ville analysera var receptorerna, verktygen cellerna använder sig av för att fästa till stödjande vävnad och kärlväggar. Vi tillsatte även här WNT5A till cellerna och extraherade proteinet som vi sedan analyserade för att se om receptorer var uttryckta.

Resultatet visade att melanomcellernas invasionsförmåga ökade genom att tillsätta WNT5A samt att deras förmåga att fästa till kollagen ökade. Vilket underlättar för cellerna att sprida sig i kroppen. Hur fäster cellerna? Förmodligen ökar cellerna sitt uttryck av vidhäftnings molekyler, även kallat adhesions receptorerna, CD44 och CD146 vilket ger dem fler möjligheter att fästa sig till blodkärlen.

Det här är bara början och det är lång väg kvar innan vi helt förstår hur WNT5A hypnotiserar cancercellerna. Studien indikerar att melanomcancercellerna ökade uttrycket av CD44 och CD146 vilket ökar cellernas adhesions förmåga, till bland annat kärlväggarna . Det gör det lättare för cellerna att invadera kroppen och på så sätt sprida sig. Detta är ett intressant och viktigt ämne att forska vidare på. Förhoppningsvis kan mer kunskap om hur WNT5A kontrollerar melanomcellerna leda till att människan kan förstå de mekanismerna som ligger bakom. Om mysteriet med processen uppenbaras skulle det kunna innebära ett sätt att stoppa melanomcancer och på sikt rädda liv.

Masterexamensprojekt i Molekylärbiologi, 45 hp 2019
Biologiska institutionen, Lunds universitet

Handledare: Dr Njainday Pulo Jobe och Prof. Tommy Andersson
Division of Cell and Experimental Pathology, Department of Translational Medicine, Faculty of Medicine, Lunds universitet, Clinical Research Centre, Skåne Universitets Sjukhus, SE-20213 Malmö, Sverige

• author: Åsberg, Lisa
• supervisor: Tommy Andersson; Njainday Pulo Jobe
• organization: Degree Projects in Molecular Biology
• course: MOBN02 20182
• year: 2019
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Biology and Life Sciences
• language: English
• id: 8974435
• date added to LUP: 2019-04-12 14:21:54
• date last changed: 2019-04-12 14:21:54