Date of Award

5-2022

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Medical Sciences (MSMS)

Department

Biological Science

First Advisor

Basel al-Ramadi

Second Advisor

Maria J. Fernandez-Cabezudo

Abstract

The activation of the endothelin receptor type A (ETAR) by its ligand endothelin-1 (ET-1) is well known for its role in vasoconstriction. Interestingly, ET-1 and ETAR are over-expressed in various human tumours, including breast cancer. Several studies described the important role of ETAR in cancer progression and metastasis. The extensive network of interactions that exist between the ET-1 axis and other signalling pathways can trigger autocrine and paracrine signalling that modulates different tumorigenesis processes, such as cellular proliferation and survival, epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) and chemoresistance. The main objective of this study was to investigate the antitumor effects of Ambrisentan, a selective antagonist of ETAR, and FDA-approved for the treatment of pulmonary arterial hypertension (PAH), on tumour growth and metastasis using a syngeneic, orthotopic triple-negative breast cancer (4T1) animal model. The results show a significant reduction in tumour growth and enhancement in overall animal survival in Ambrisentan-treated mice. This correlated with a significant decrease in the extent of tumour metastasis to the liver and lungs. Experiments using luciferase-expressing 4T1 tumour cells (4T1-Luc2) and in vivo life imaging (IVIS) of animals revealed a 5- and 18-fold decrease in the bioluminescence signal collected from the primary tumour site and distant organs, respectively, in Ambrisentan-treated mice. Using multi-colour flow cytometry, accumulation of CD11b+Ly6G+ granulocytes in blood, peripheral lymphoid organs and lungs, a process driven by chemokines secreted by 4T1 cells, was inhibited by >50% following Ambrisentan treatment. Importantly, this was further confirmed by demonstrating a>90% reduction in the number of 4T1-Luc2 tumour cells metastasizing to the lungs. Moreover, histological staining of liver tissue revealed a 43% decrease in the number of tumour foci in the Ambrisentan treated group compared to the control group. In an independent series of experiments, the effect of Ambrisentan on 4T1 cell growth was tested in the Chorioallantoic membrane (CAM) assay. The findings highlighted the capacity of Ambrisentan to inhibit tumour growth by ~25% independent of any effect on anti-tumour immune responses. To uncover the underlying mechanism for the anti-metastatic effect of Ambrisentan, the extent of angiogenesis was within the tumour tissue by immunohistochemical staining using CD31-specific mAb. The findings revealed that total tumour vascularity was reduced by ~50%, mainly due to a decrease in the size of blood vessels in animals treated with Ambrisentan. Analysis of gene expression in 4T1 cells treated with Ambrisentan revealed significant inhibition (40-50%) of CXCL1 and MMP9, which are essential factors for tumour progression and metastasis. Taken together, this study provides a rationale for using Ambrisentan as a potential adjuvant in cancer therapy.

Comments

يعرف تنشيط مستقبلات الإندوثيلين أ (ETAR) لدوره في تضييق الأوعية الدموية. و من المثير للاهتمام الإفراط في التعبير عن الإندوثيلين (1-ET) و مستقبلات اللإندوثيلين 1 في العديد من الأورام البشرية، مثل سرطان الثدي. كما وصفت العديد من الدراسات الدور الأساسي لمستقبلات الإندوثيلين أ في تطور الورم و انتشاره. يمكن أن تؤدي شبكة التفاعلات الواسعة القائمة ما بين محور الإندوثيلين و مسارات نقل الإشارات الأخرى على تنشيط إشارات autocrine و paracrine‏ و التي يمكنها من التحكم في العديد من عمليات تكوين الأورام، مثل نمو و تكاثر الخلايا السرطانية و مقاومتها للعلاج الكيميائي و التي تساعد على انتشار الورم. تهدف هذه الدراسة للتحقق من التأثير المضاد للورم للأمبريسنتان، و هو مضاد انتقائي لمستقبلات الإندوثيلين من النوع أ، ومعتمد من قبل هيئة الدواء و الأغنية الأمريكية (FDA) لعلاج ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي ‏(PH)، على نمو الورم و انتشاره في تجربة غير سريرية باستخدام النموذج الحيواني السرطان الثدي السالب للمستقبلات الهرمونية الثلاث (4T1). أظهرت النتائج انخفاضا ملحوظا في نمو الورم وتحسين في بقاء الحيوانات على قيد الحياة بشكل عام في الفئران المعالجة بالأسبريسنتان. وارتبط هذا أيضا بانخفاض كبير في مدى انتشار الورم في الكبد والرئتين. من خلال استخدام خلايا السرطانية المعبرة عن اللوسيفراز (4TI-Luc) ثم متابعة نمو الورم عن طريق استخدام التصوير في الجسم الحي (IVIS)، أظهرت البيانات التي تم جمعها انخفاضا بمقدار 5 و 18 ضعفا في إشارة التلائل الحيوي المنبعثة من موضع الورم الرئيسي بالإضافة إلى الصادرة من الأعضاء البعيدة على التوالي في الفئران المعالجة. و باستخدام تحليل التدفق الخلوي (Flow cytometry)‏ وجد انخفاضا في تجمع الخلايا الحبيبية المتعادلة (CD11b + Ly6G+ Granulocytes) في الدم و الأعضاء الليمفاوية و في الرئتين و هي عملية تتحكم بها الكيموكينات التي تفرزها خلايا (4T1).‏ بنسبة أكبر من 50% كنتيجة للعلاج بالأميريسنتان, علاوة، تم تأكيد ذلك من خلال إظهار انخفاض بمقدار 90% فأكثر في عدد خلايا ورم (4TI-Luc) المنتشرة في الرئة. بالإضافة إلى ذلك، أظهر التصبيغ النسيجي انخفاضا في عدد بؤر الورم في أنسجة الكبد بنسبة 43% تقريبا في المجموعة لمعالجة بالأميريستتان. و في سلسة مستقلة من التجارب، تم اختبار تأثير الأمبريسنتان على نمو خلايا 4T1 في الغشاء المشيمي- السقاء (CAM). و قد أبرزت النتائج قدرة الأميريسينتان على تثبيط نمو الورم بنسبة 25% تقريبا، بعيدا عن أي استجابات مناعية ضد الورم. للكشف عن الآلية التي يعمل بها الأمبريستتان كمضاد لانتشار الورم، تم دراسة مدى قدرة الورم على تكوين أوعية

Download
COinS