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Characterization of fibroblast growth factor receptor 4 as contributor to oncogenesis in Glioblastoma multiforme

van Schoonhoven, Sushilla Tamara (2018) Characterization of fibroblast growth factor receptor 4 as contributor to oncogenesis in Glioblastoma multiforme.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Berger, Walter

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DOI: 10.25365/thesis.50626
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-13766.79300.802659-3

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Abstract in English

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade astrocytoma and accounts for 45-55% of all malignant gliomas in adults. GBM represents the most aggressive primary brain tumor and survival rates are very low with a median overall survival of 14 months under treatment and a 5-year survival of only 5.5%. A heterogenous cell population, high vascularization and pseudopalisading necrosis are the main histopathological characteristics typifying GBM tumor tissue. Molecular features such as isocitrate dehydrogenase 1/2 (IDH 1/2) mutations, telomerase reverse transcriptase (TERT) promoter mutations, O6-methylguanine DNA methyltransferase (MGMT) promoter methylation and epidermal growth factor receptor (EGFR) amplification are parameters used in for the diagnosis of GBM. Despite intensive research, GBM-specific biomarkers -to develop targeted therapies- are still not identified and therefore GBM remains complicated to treat. Previous studies performed in our group revealed the influence of fibroblast growth factors (FGFs) on GBM proliferation and tumor growth in vivo. In the present study, we aimed to dissect the role of both FGF receptor tyrosine kinase 4 (FGFR4) Arg388 and Gly388 single nucleotide polymorphism (SNP) variants on GBM growth aggressiveness, 3D-neurosphere formation and migration. To do so, we transfected two FGFR4 low expressing GBM cell lines, the primary GBM cell line U251MG and the GBM primo-culture HU-MI, to ectopically over-express both FGFR4 Arg388 and Gly388 SNP variants. All cell models were analyzed on their colony forming capacity, 3D-neurosphere growth and migratory potential in relation to GFP transfected controls. Upon transfection with both FGFR4 Arg388 and Gly388 constructs, distinct pro-migratory effects were visible in U251MG cells in contrast to HU-MI transfected cells. Additionally, colony formation and 3D-growth were significantly enhanced in U251MG FGFR4 Arg388 and Gly388 cell models and HU-MI FGFR4 Arg388. Introduction of FGFR4 Gly388 into the HU-MI cell model was not efficient enough to obtain results strongly differing from the parental cell line. Summarizing, ectopic expression of FGFR4 Arg388 or Gly388 in U251MG resulted in enhanced migration, 3D-growth and clone formation. To analyze the role of FGFR4 in these processes into more detail, further biological and molecular analyses with focus on migratory markers are of high interest. Additionally, altered tumorigenicity of the U251MG FGFR4 transfected sublines requires examination in in vivo xenograft models. In conclusion, these data suggest a prominent role of FGFR4 in GBM migratory and proliferative characteristics as well as 3D-neurosphere formation and clonogenicity.

Schlagwörter in Englisch

Gliomas / Glioblastoma / GBM / FGFR4 / Gly388Arg / Cloning / Migration / 3D-Growth / Colony formation

Abstract in German

Mit 45-55% aller malignen Gliomen ist das Glioblastom (GBM) der häufigste Tumor des zentralen Nervensystems (ZNS) in Erwachsenen. Das GBM ist der aggressivste primäre Gehirntumor und gehört zur Gruppe der hochgradigen Astrozytome, welche sich durch eine besonders niedrige Überlebenszeit von 14 Monaten auszeichnet. Besonders charakteristisch für das GBM sind seine heterogene Zellpopulation, starke Vaskularisierung und strichförmige Nekrosen, welche die wichtigsten histo- pathologischen Merkmale des Tumors darstellen. In Bezug auf die molekular-diagnostischen Eigenschaften dieser Entität sind besonders Mutationen in den Genen der Isozitrat-Dehydrogenase 1/2 (IDH1/2), des Telomerase reverse Transkriptase (TERT) Promoters, des O6-Methylguanin Methyltransferase (MGMT) Promoters und Amplifikationen des epidermalen Wachstumsfakor-Rezeptor (EGFR) Gens nennenswert. Trotz intensiver Forschung im Bereich der zielgerichteten Krebstherapie, wurden bisher keine GBM-spezifischen Biomarker identifiziert und auch die zuvor genannten molekularen Marker konnten nicht dafür genutzt werden. Frühere Beobachtungen in unsere Arbeitsgruppe ergaben gesteigerte Zellproliferation und Tumorwachstum in vivo welche stark von fibroblastischen Wachstumsfaktoren (FGFs) beeinflusst wurden. Basierend auf diesen vorherigen Ergebnissen konzentriert sich diese Studie auf FGF Rezeptor 4 (FGFR4), die Unterschiede zwischen seinen Varianten (Arg388 und Gly388), und dessen Rolle in GBM -Wachstum, -Aggressivität, -migration und 3D-Wachstum in vitro. Um FGFR4 in FGFR4 niedrig exprimierende GBM Zelllinien über zu exprimieren, wurden U251MG und HU-MI mit FGFR4 Arg388 oder Gly388 Expressionsvektoren transfiziert. Klonformation, 3D-Wachstum, und Migrationspotential wurden in den transfizierten Zellmodellen untersucht. FGFR4 Arg388 und Gly388 Überexprimierung hat induzierte Migration in U251MG zur Folge. Dieser Effekt konnte jedoch nicht in transfizierten HU-MI Zellen nachgewiesen werden. Bemerkenswerterweise zeigen alle transfizierten Zellmodelle außer HU-MI FGFR4 Gly388 gesteigertes Klon- und 3D-wachstum. Zusammenfassend ist wichtig zu erwähnen, dass induzierte FGFR4 (Arg388 und Gly388) Expression in U251MG zu verstärkter Migration, Klon- und 3D-Wachstum führt. Weiterführend wird die Funktion von FGFR4 noch in vivo untersucht werden.

Schlagwörter in Deutsch

Gliomen / Glioblastom / GBM / FGFR4 / Gly388Arg / Klonierung / Migration / 3D-Wachstum / Klonformation

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: van Schoonhoven, Sushilla Tamara
Title: Characterization of fibroblast growth factor receptor 4 as contributor to oncogenesis in Glioblastoma multiforme
Umfangsangabe: VII, 128 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Genetik und Entwicklungsbiologie
Publication year: 2018
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Berger, Walter
Assessor: Berger, Walter
Classification: 42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
42 Biologie > 42.20 Genetik
AC Number: AC14534765
Item ID: 50626
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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