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Bibliographic Metadata

Title
Role of EGFR in colitis and colorectal cancer / Sriram Srivatsa
Additional Titles
Die Rolle vom EGFR in Kolitis und im Kolorektalen Karzinom
AuthorSrivatsa, Sriram
CensorSibilia, Maria
PublishedWien, 2016
Description101 Blätter : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Dissertation, 2016
Annotation
Zusammenfassung in deutscher Sprache
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
LanguageEnglish
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)EGFR / IL-6 / myeloide Zellen / Kolitis / Darmkrebs / Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen
Keywords (EN)EGFR / IL-6 / Myeloid cells / colitis / colorectal cancer / inflammatory bowel disease
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-7459 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
Files
Role of EGFR in colitis and colorectal cancer [5.88 mb]
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Reference
Classification
Abstract (German)

Colon Karzinom (Colorectal carcinoma, CRC) ist eine der weltweit häufigsten Formen von Krebs. Signifikante Risikofaktoren für CRC sind Krankheiten, wie Colitis Ulcerosa oder Morbus Crohn, was die Bedeutung von wiederkehrender Entzündung für CRC unterstreicht. Weiters sind Überexpressionen von Rezeptor Tyrosin Kinasen (RTKs) wie EGFR bekannte Risikofaktoren, auch wenn deren zell-spezifische Funktion während der Tumorgenese noch nicht völlig geklärt ist. EGFR/Erbb1 ist eines der häufigsten Targets bei der Behandlung von CRC ohne Mutationen des Onkogens Ras. Interessanterweise sind die Expressionslevel von EGFR in CRC-Tumorzellen kein Indikator für das Ansprechen des Tumors auf eine Behandlung mit Antikörpern gegen EGFR.

In dieser Studie untersuchte ich mit Hilfe von genetisch veränderten Mausmodellen (GEMMs) die Rolle von EGFR in Darm-Epithelzellen (IECs) und myeloiden Zellen bei CRC und Colitis. Ich verwendete Mäuse mit einer konditionellen Ablation von egfr in IECs (Egfr Delta-lEC, Egfr Delta-lEC-ER) und myeloiden Zellen (Egfr Delta-MYL) in Kombination mit einem chemisch induzierten Modell von Colitis, nämlich Dextran Sulfat Sodium (DSS) plus Azoxymethan (AOM) um Colitis-assoziierten CRC (CAC) zu induzieren. Desweiteren verwendete ich Egfr Delta-lEC und Egfr Delta-MYL-Mäuse mit ApcMin/+-Mäusen um onkogen getriebene Formen von CRC zu untersuchen.

Ich konnte zeigen, dass Expression von EGFR in IECs für die Darmentwicklung nicht notwendig ist, da Egfr Delta-lEC-Mäuse keine Abnormalitäten oder Unterschiede in der Morphologie oder Zellzusammensetzung des Darmes zeigen. Bei Induktion von CAC entwickelten Egfr Delta-lEC-Mäuse Tumore in vergleichbarer Anzahl und Größe wie Egfrf/f-Mäuse; auch konnte kein Unterschied in zellulärer Apoptose festgestellt werden. Zudem konnte ich zeigen, dass das Ausschalten von EGFR nach der Bildung von Tumoren das Ergebnis nicht beeinflusst, da Egfr Delta-lEC-ER-Mäuse vergleichbare Tumore wie Egfrf/f-Mäuse entwickeln.

Desweiteren konnte ich zeigen, dass die Expression von EGFR in myeloiden Zellen ein entscheidender Faktor für den Ausgang von CAC ist, da Egfr Delta-MYL-Mäuse aufgrund von erhöhter Apoptose weniger und kleinere Tumore entwickeln. Überdies konnte ich zeigen, dass das Blockieren von EGFR in myeloiden Zellen sich nicht nur auf CAC sondern auch auf durch genetische Mutationen hervorgerufenen Darmkrebs positiv auswirkt. Während ApcMIN/+ Egfr Delta-MYL-Mäuse weniger und kleinere Tumore entwickeln als ApcMIN/+ Egfrf/f-Mäuse, zeigen die Tumore in ApcMIN/+ Egfr Delta-IEC-Mäusen keinen Unterschied zum Wildtyp.

Ich konnte feststellen, dass die Expression von EGFR in myeloiden Zellen ein wichtiger Faktor für die die Tumorbildung vorangehende Colitis ist. Ich beobachtete, dass Egfr Delta-MYL-Mäuse auf akute Entzündung empfindlicher reagieren, während sich Egfr Delta-lEC-Mäuse wie Egfrf/f-Mäuse verhalten. Ich konnte zeigen, dass in myeloiden Zellen die Expression von EGFR die Produktion von Interleukin-6 (IL-6) steuert. Exogene Zugabe von Il-6 schützte Egfr Delta-MYL-Mäuse vor DSS-induziertem Gewichtsverlust, Defekten der Darmwand und der Zellproliferation. Depletion von Il-6 in Wildtyp-Mäusen führt im Gegenzug bei Behandlung mit DSS zu erhöhtem Gewichtsverlust, reduzierter Proliferation und Verlust der Integrität der Darmwand und kopiert effektiv den Phänotyp der Egfr Delta-MYL-Mäuse. Ich konnte zeigen, dass die Expression von EGFR in myeloiden Zellen essentiell für die Produktion von IL-6 ist, welches die Proliferation des Epithels während der Entzündung fördert.

Zusammen genommen sind die Resultate meiner Arbeit starke Beweise, dass die Expression von EGFR in myeloiden Zellen die Entwicklung von CRC begünstigt, während sie in IECs nicht notwendig für die Entwicklung von Colitis und CRC ist.

Abstract (English)

Colorectal cancer (CRC) one of the most common forms of cancer worldwide. Ulcerative colitis (UC) or Crohns disease are disorders with serious risk factors which underlines the impact of recurrent inflammation on CRC. Overexpression of receptor tyrosine kinases (RTKs) like EGFR in CRC are well known, but its cell-specific function during tumourigenesis are not fully addressed. EGFR/ Erbb1 is a routinely targeted by medications against metastatic CRC which are wild-type (WT) for Ras oncogene. Interestingly EGFR expression in tumour cells of CRC are not predictive to response to anti-EGFR monoclonal antibodies.

In this study using genetically engineered mouse models (GEMMs), I tried to elucidate the role of EGFR in both intestinal epithelial cells (IECs) and myeloid cells during CRC and colitis. I used mice with tissue specific ablation egfr in IECs (Egfr Delta-lEC, Egfr Delta-lEC-ER) and myeloid cells (Egfr Delta-MYL) in combination with a chemically induced colitis model by administering Dextran Sulfate Sodium (DSS) and additionally with Azoxymethane (AOM) to induce colitis associated CRC (CAC). I further used Egfr Delta-lEC and Egfr Delta-MYL mice with ApcMin/+ mice to address oncogene driven forms of CRC.

I demonstrated that presence of EGFR in intestinal epithelial cells (IECs) is dispensable for gut development, as Egfr Delta-lEC mice showed no gut abnormalities or differences in morphology or cellular composition of the intestine. Upon induction CAC, Egfr Delta-lEC mice developed tumours similar to Egfrf/f in both number and size, with no effect on cellular apoptosis. Furthermore, I demonstrated that targeting EGFR in epithelial cells after tumour formation does not affect tumour outcome as Egfr Delta-lEC-ER mice develop tumours similar to Egfrf/f mice.

Furthermore, I demonstrated that expression of EGFR in myeloid cells is a pivotal factor of CAC outcome, as Egfr Delta-MYL mice developed less and smaller tumours due to increased cellular apoptosis. Moreover, I showed that targeting EGFR on myeloid cells is beneficial not only in CAC but also in intestinal cancers arising due to genetically inherited mutations; As ApcMIN/+ Egfr Delta-MYL mice developed less and smaller tumours compared to ApcMIN/+ Egfrf/f mice. While ApcMIN/+ Egfr Delta-IEC mice developed tumours similar to ApcMIN/+ Egfrf/f mice.

Mechanistically I determined that expression of EGFR in myeloid cells is an important factor during colitis, which precedes tumour formation. I observed that Egfr Delta-MYL mice were more sensitive to acute inflammation, while Egfr Delta-IEC mice responded similar to Egfrf/f mice.

I demonstrated that expression of EGFR in myeloid cells governs interleukin-6 (IL-6) production. Providing IL-6 exogenously to Egfr Delta-MYL mice protected against DSS induced weight loss, loss of intestinal barrier and proliferation defects. Conversely, depletion of IL-6 from WT mice during DSS treatment exacerbated DSS induced weight loss, reduced cellular expansion and induced loss of intestinal barrier, thereby simulating Egfr Delta-MYL like phenotype. I demonstrated that expression of EGFR in myeloid cells was essential for interleukin-6 (IL-6) production, which promoted epithelial proliferation during inflammation.

In conclusion, my results provide clear indication that EGFR expression in cells of myeloid origin promotes CRC development and that EGFR expression on IECs is inessential for the development of CRC and colitis.

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