The immunoproteasome activity directly regulates the tumor immunogenicity of spheroid grown melanoma cells
(2021) MOBM02 20211Degree Projects in Molecular Biology
- Abstract
- The many cases of malignant melanoma and the following relapses after standard-of-care treatment demands inventions on finding new treatment to this cancer disease. One of the reasons for reduced clinical response in melanoma is the downregulation of tumor specific antigens which results in decreased tumor recognition, followed by tumor escape and progression. This study investigated the potential difference in immunogenicity between cancer cells grown in 2D in comparison to 3D systems when focusing on the activity of the immunoproteasome between the two cell models. It was observed that patient derived primary melanoma tumor cancer cells grown as spheroids (3D) were better recognized than tumor cells grown in 2D cultures. Inhibition of... (More)
- The many cases of malignant melanoma and the following relapses after standard-of-care treatment demands inventions on finding new treatment to this cancer disease. One of the reasons for reduced clinical response in melanoma is the downregulation of tumor specific antigens which results in decreased tumor recognition, followed by tumor escape and progression. This study investigated the potential difference in immunogenicity between cancer cells grown in 2D in comparison to 3D systems when focusing on the activity of the immunoproteasome between the two cell models. It was observed that patient derived primary melanoma tumor cancer cells grown as spheroids (3D) were better recognized than tumor cells grown in 2D cultures. Inhibition of the immunoproteasome showed that the increased recognition of 3D grown cells are immunoproteasome dependent and that the immunoproteasome has a direct impact on tumor immunogenicity, which was largely mediated by MHC-I expression. Next, two common conditions occurring in a solid tumor, starvation and hypoxia was considered and investigated to be the underlying mechanism inducing the upregulated immunoproteasome. Cancer cells grown in 2D exposed to starvation and/or hypoxia were more immunogenic and therefore better recognized by autologous TIL in comparison to 2D cancer cells grown in normal conditions. The data obtained suggest that these mechanisms could be responsible for the induction of the immunoproteasome in 3D cells and could potentially describe how the infiltration of cytotoxic T-cells can be sustained by maintaining an activated immunoproteasome. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Hur cancerceller ska bli bättre på att göra sig synlig för immunförsvaret
Immunförsvaret består utav många olika celler som alla är med i att försvara kroppen från hot, när dom upptäcker en fara finns en del celler som kan eliminera målet, dom kallas T-celler. Ett hot som uppkommer i kroppen är cancer. Det finns många olika orsaker till att cancer uppstår, däribland arvsanlag men också miljöfaktorer. Malignt melanom uppstår i hudceller, dom är känsliga för UV ljus, vilket är en vanlig faktor som utvecklar denna cancer. När en cell blir cancerogen ändras cellens karaktär, den kan få egenskaper som tillåter den att delas sig ohindrat och på så sätt generera fler cancerceller. Cancern blidas först till ett kluster, eller en tumör, där... (More) - Hur cancerceller ska bli bättre på att göra sig synlig för immunförsvaret
Immunförsvaret består utav många olika celler som alla är med i att försvara kroppen från hot, när dom upptäcker en fara finns en del celler som kan eliminera målet, dom kallas T-celler. Ett hot som uppkommer i kroppen är cancer. Det finns många olika orsaker till att cancer uppstår, däribland arvsanlag men också miljöfaktorer. Malignt melanom uppstår i hudceller, dom är känsliga för UV ljus, vilket är en vanlig faktor som utvecklar denna cancer. När en cell blir cancerogen ändras cellens karaktär, den kan få egenskaper som tillåter den att delas sig ohindrat och på så sätt generera fler cancerceller. Cancern blidas först till ett kluster, eller en tumör, där cellerna ligger tätt tillsammans och tävlar om att få tillgång till syre och näring i omgivningen, som är nödvändig för att cancern ska fortplanta sig. Ett vanligt tillstånd hos en tumör är just låga nivåer av syre och näring. T-cellerna har sätt att identifiera tumören och bekämpa den, tumören uttrycker nämligen signaler som är endast associerade till cancerns karaktär, dessa signaler kallas antigener. T-celler kan känna igen antigenerna, och urskilja dessa som ett hot till skillnad från en frisk cell. Att cancern visar sina antigener är essentiellt för att T-celler ska kunna hitta cancer och eliminera den. Hur pass mycket en tumör kan kännas igen och elimineras utav T-celler beror på dess immungenicitet, och en hög immungenicitet hänger ihop med hur mycket antigener tumören visar. Mycket forskning fokuserar på hur dessa antigener kan bli ännu mer visade i syfte att göra cancern mer immunogen. Inuti cellerna finns maskinen som tillverkar antigenerna, den heter immunproteasomen. Studier visar att cancerpatienter har högre överlevnadschans om deras cancerceller har en aktiv immunproteasom. Potentiellt är detta för att immunproteasomen då producerar mycket antigener så att T-celler lättare kan känna igen cancern. Vi ville därför titta närmare på vad en aktiv immunproteasom innebär för cancerns immungenicitet och vad det är som påverkar att immunproteasomen är aktiv.
Till hjälp användes 3D kultiverade melanomceller som tagits från en patienttumör. Konventionellt är cancerceller kultiverad på labb i petriskålar där det får en 2D struktur när de ligger mot skålens botten. 3D kultiverade celler går istället ihop med varandra och bildar ett kluster av celler, som påminner mer om en riktigt tumör i kroppen. T-celler som kom från samma tumör var utsorterade och sedan kultiverade tillsammans med 3D tumörcellerna under 24 timmar. Efter co-kultiveringen mättes T-cellernas förmåga att känna igen cancercellerna samt hur bra de var på att döda dem. För att ta reda på om hög immungeniciteten är beroende av immunproteasomen så lät vi stänga av immunproteasomen hos 2D och 3D cancerceller med drogen ONX. Vi undersökte sedan T-cellernas förmåga att känna igen cancercellerna. Det visade sig att när immunporteasomen var avstängd så kunde inte T-cellerna kunde känna igen varken 3D eller 2D cancerceller lika lätt. Då kunde vi bekräfta att för att cancer kan upptäckas krävs en aktiv immunproteasom som kan producera antigener. Vi ville sen ta reda på vad som var anledningen till att 3D celler kunde kännas igen bättre, så vi beakade de egenskaper som möjligtvis skiljer 3D från 2D celler. Nämligen att de är syre och närinsfattiga så som tumörer i kroppen. För att undersöka detta lät vi 2D celler kultiveras med mindre syre eller näring innan de co-kultiverades med T-cellerna. Det visa sig då att T-celler dels kunde känna igen och döda cancerceller till en högre grad när det hade blivit svälta. Detta tyder på att cancerceller som befinner sig i ett utsatt tillstånd är mer immunogena, och detta skulle kunna tyda på att deras immunproteasom är mer aktiva på grund av detta tillstånd. Nästa steg inom forskningen skulle vara att försöka förklara hur man kan utnyttja immunproteasomens aktivitet så att cancercellen kan bli mer igenkänd. Immunorpteasomen kan potentiellt vara ett användbar tillvägagångssätt som immunterapi mot cancer, när de konventionella terapierna inte biter. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9067552
- author
- Bergqvist, Anna
- supervisor
- organization
- course
- MOBM02 20211
- year
- 2021
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 9067552
- date added to LUP
- 2021-11-03 10:56:51
- date last changed
- 2021-11-03 10:56:51
@misc{9067552,
abstract = {{The many cases of malignant melanoma and the following relapses after standard-of-care treatment demands inventions on finding new treatment to this cancer disease. One of the reasons for reduced clinical response in melanoma is the downregulation of tumor specific antigens which results in decreased tumor recognition, followed by tumor escape and progression. This study investigated the potential difference in immunogenicity between cancer cells grown in 2D in comparison to 3D systems when focusing on the activity of the immunoproteasome between the two cell models. It was observed that patient derived primary melanoma tumor cancer cells grown as spheroids (3D) were better recognized than tumor cells grown in 2D cultures. Inhibition of the immunoproteasome showed that the increased recognition of 3D grown cells are immunoproteasome dependent and that the immunoproteasome has a direct impact on tumor immunogenicity, which was largely mediated by MHC-I expression. Next, two common conditions occurring in a solid tumor, starvation and hypoxia was considered and investigated to be the underlying mechanism inducing the upregulated immunoproteasome. Cancer cells grown in 2D exposed to starvation and/or hypoxia were more immunogenic and therefore better recognized by autologous TIL in comparison to 2D cancer cells grown in normal conditions. The data obtained suggest that these mechanisms could be responsible for the induction of the immunoproteasome in 3D cells and could potentially describe how the infiltration of cytotoxic T-cells can be sustained by maintaining an activated immunoproteasome.}},
author = {{Bergqvist, Anna}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{The immunoproteasome activity directly regulates the tumor immunogenicity of spheroid grown melanoma cells}},
year = {{2021}},
}