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Bibliographic Metadata

Title
Pharmacological regulation of the IL-6 pathway in stage dependent human melanoma cells / eingereicht von Sebastian Mayer
Additional Titles
Pharmakologische Regulierung der IL-6 Signalwege in humanen Melanomzellen unterschiedlicher Stadien
AuthorMayer, Sebastian
Thesis advisorHohenegger, Martin
Published2018
Description62 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionJune 2018
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Melanom / IL-6 / Simvastatin / alternative signalwege / Signalwege / G130 / Deglykosilierung / ER-stress / STAT3 / ERK
Keywords (EN)Melanoma / IL-6 / Simvastatin / biased signaling / receptor pathway / GP130 / Deglycosylation / ER-stress / STAT3 / ERK
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-13503 Persistent Identifier (URN)
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 The work is publicly available
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Pharmacological regulation of the IL-6 pathway in stage dependent human melanoma cells [1.8 mb]
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Classification
Abstract (German)

Mit permanent steigender Inzidenz stellt das maligne Melanom eine der aggressivsten Formen des Hautkrebses dar. In fortgeschrittenen Stadien schreitet die Krankheit schnell voran und geht mit einer schlechten Prognose einher. Interleukin-6 (IL-6), ein Zytokin mit pleiotropen und immunmodulatorischen Effekten, spielt eine große Rolle in der Entwicklung und Progression vieler bösartiger Erkrankungen. Auch Melanomzellen zeigen unterschiedliche Effekte in Bezug auf IL-6. Im Anfangsstadium der Krankheit hemmt IL-6 das Tumorwachstum, wohingegen im fortgeschrittenen Stadium ein entgegengesetzter Effekt beobachtet wird. IL-6 wird von Tumorzellen überexprimiert und erhöht die Proliferationsrate.

Die Aktivierung durch IL-6 erfolgt über den IL-6 Rezeptor, der aus der IL-6 bindenden Rezeptoruntereinheit und einer signaltransduzierenden Untereinheit, dem Glykoportein GP130 besteht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Blockade der Glykosilierung von GP130 in Kardiomyozyten zu verminderter Phosphorylierung und somit zu verminderter Aktivierung von STAT3 und ERK1/2 führt (Matuso et al., 2015). In einer Studie an SH-SY5Y Neuroblastomzellen wurde gezeigt, dass Statine inhibierend auf die Glykosilierung des P-glycoproteins wirken und in weiterer Folge verstärkte Empfinglichkeit gegenüber Chemotherapeutika ausweist (Sieczkowski et al., 2010).

Aufbauend auf diesen Ergebnissen, war es Ziel dieser Studie die Auswirkungen von Simvastatin auf die IL-6 Signalkaskade in humanen Melanomzellen aus verschiedenen Stadien zu bestimmen. Mittels Western Blot Analysen wurden GP130 und die Aktivierung von ERK1/2 und STAT3 untersucht.

Simvastatin führte zu einer Deglykosilierung von GP130 und damit zu einer reduzierten Aktivierung von STAT3 in metastasierenden Melanomzelllinien. Gleichzeitig konnte eine Aktivierung des alternativen ERK1/2 Signalwegs beobachtet werden. Melanomzellen des frühen Stadiums waren großteils resistent gegenüber der Simvastatinbehandlung. Weiters wurden Stress-Markergene des endoplasmatischen Retikulums (ER-stress) untersucht, die aber auf Simvastatin im Gegensatz zu der Positivkontrolle Tunikamycin nicht signifikant erhöht wurden. Diese Ergebnisse bestätigen die gezielte Aktivierung von alternativen IL-6 Signalwegen in metastatischen Melanomzellen durch Simvastatin über eine Reduktion der Glykosylierung von GP130. Somit stellen diese Resultate ein weiteres Beispiel für „biased signalling“ dar.

Abstract (English)

The malignant melanoma is one of the most aggressive skin cancers with constantly growing incidence. Advanced stages of melanoma are accompanied with bad prognosis and fast disease progression. The pleiotropic immunomodulatory cytokine Interleukin-6 (IL-6) plays a major role in development and progression of many malignancies, including malignant melanoma. At an early stage tumor growth is inhibited by IL-6, whereas in late-stage melanoma opposite effects were observed. IL-6 is overexpressed and leads to enhanced proliferation rates.

Beside the IL-6 binding receptor subunit, GP130, another signal transducing receptor subunit is required for activation of the downstream signaling pathways. GP130 is heavily glycosylated on five disulfide linkages, two free cysteins and nine N-linked glycosylation sides (Moritz et al., 2001). It was shown that inhibition of GP130 glycosylation decreases phosphorylation and therefore activation of STAT3 and ERK1/2 in cultured cardiac myocytes (Matuso et al., 2015). According to Sieczkowski et al. (2010), statins reduce glycosylation of P-glycoprotein and thus enhance anti-cancer treatment in SH-SY5Y neuroblastoma cells.

Based on these findings the aim of this study was to determine the classical and possible alternative downstream signals of the IL-6 receptor in human melanoma cells from different stages in the presence of Simvastatin. Western Blot was used to detect GP130 as well as activation of STAT3 and ERK1/2. Furthermore, qPCR was used to detect ER stress under treatment conditions.

Simvastatin induced deglycosylation of GP130 was more pronounced in metastatic melanoma cells compared to early stage melanoma cells. Consequently, activation of the classical STAT3 downstream signal was significantly reduced and the activation of alternative ERK1/2 pathway was significantly augmented compared to early stage cell lines. Although, simvastatin induced significant deglycosylation of GP130, ER stress markers remained low compared to the positive control Tunicamycin.

Taken together, Simvastatin triggers stage dependent and glycosylation dependent alternative signaling via the IL-6 receptor in metastatic human melanoma cells. These results confirm feasibility of biased signaling via the IL-6 recpeptor complex by pharmacological means.

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