Είναι ευρέως αποδεκτό και καλά τεκμηριωμένο ότι ο υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (epidermal growth factor receptor, EGFR) ελέγχει σημαντικές λειτουργίες των καρκινικών κυττάρων, όπως τον πολλαπλασιασμό και την απόπτωση, αλλά και διαδικασίες όπου συμμετέχουν περισσότεροι του ενός τύποι κυττάρων, όπως τη διήθηση και την αγγειογένεση. Μεταξύ των τύπων καρκίνου, στην ανάπτυξη των οποίων συμμετέχει ο EGFR, είναι και ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα (ΜΜΚΠ). Πολύ πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι ένα άλλο μόριο που εμπλέκεται στην ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα είναι το Notch. Ο ρόλος του είναι περίπλοκος και διττός: Έχει προταθεί ότι το Notch επάγει την ανάπτυξη του ΜΜΚΠ και αναστέλλει την ανάπτυξη του μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (ΜΚΠ). Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι το μονοπάτι μεταγωγής σήματος του Notch επηρεάζει, αλλά και επηρεάζεται από άλλα μόρια. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία διερευνήθηκε ο ρόλος του EGFR και του Notch στην ανάπτυξη κυττάρων ΜΜΚΠ χρησιμοποιώντας τον προσδέτη του EGFR, EGF και τον αναστολέα της γ-σεκρετάσης DAPT. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκαν οι ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές ΜΜΚΠ Η23, Α549, Η661 και ΗCC827. Οι κυτταρικές σειρές Η23, Α549 και Η661 εκφράζουν τον αγρίου τύπου (wild type, wt) EGFR και η κυτταρική σειρά HCC827 εκφράζει EGFR που φέρει τη μετάλλαξη (mutation) (DE746- A750). Αρχικά με ανάλυση κατά western μελετήθηκε το προφίλ των κυττάρων ως προς τα επίπεδα έκφρασης του ενδοκυττάριου τμήματος του Notch (Notch Intracellular Domain, NICD). Βρέθηκε ότι τα κύτταρα Η23 εκφράζουν τα υψηλότερα επίπεδα Notch ICD, τα κύτταρα Η661 και HCC827 μέτρια επίπεδα και τα κύτταρα Α549 τα χαμηλότερα. Στη συνέχεια με τη μέθοδο του ΜΤΤ έγινε έλεγχος του DAPT στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και βρέθηκε ότι τα κύτταρα Η661 είχαν τη μεγαλύτερη αναστολή, παρόμοια συμπεριφορά έδειξαν και τα Α549. Τα κύτταρα Η23 εμφάνισαν μικρότερη ανταπόκριση σε σχέση με τα Η661 ενώ τα κύτταρα HCC827 εμφανίστηκαν ανθεκτικά στο DAPT. Η ανασταλτική δράση του DAPT στα κύτταρα Η661 συνοδεύτηκε με επαγωγή της απόπτωσης η οποία προσδιορίστηκε με τη μέθοδο αννεξίνης V καθώς και με επαγωγή της αυτοφαγίας η οποία ανιχνεύτηκε κάνοντας ανάλυση κατά western για τα πρωτεϊνικά επίπεδα της beclin-1. Περαιτέρω τα κύτταρα ενεργοποιήθηκαν με EGF και εν συνεχεία προστέθηκε DAPT. Παρατηρήθηκε ότι στα κύτταρα Η23 η προσθήκη του EGF δεν επέτρεψε να δράσει ανασταλτικά το DAPT ενώ στα Η661 εν μέρει ο EGF αντέστρεψε την ανασταλτική δράση του DAPT. Επιλέγοντας τις κυτταρικές σειρές Η23 και Η661, μελετήθηκε η δράση του DAPT και του EGF στα επίπεδα του Notch ICD. Παρατηρήθηκε ότι στα κύτταρα Η23, το DAPT μείωσε με χρονοεξαρτώμενο τρόπο τα πρωτεϊνικά επίπεδα του Notch ICD μέχρι και 6 ώρες μετά την προσθήκη του στα κύτταρα ενώ 24 ώρες μετά το φαινόμενο αντιστράφηκε. Η προσθήκη του EGF δεν επηρέασε τα επίπεδα του Notch ICD σε καμία από τις χρονικές στιγμές που μελετήθηκαν. Στα Η661 κύτταρα το DAPT προκάλεσε χρονοεξαρτώμενη μείωση των επιπέδων Notch ICD η οποία διήρκησε μέχρι και 24 ώρες μετά τη προσθήκη του DAPT. Ο EGF όπως και προηγουμένως δεν επηρέασε τα επίπεδα του Notch ICD. Παρατηρώντας ότι στα Η661 το DAPT ασκεί δράση με μεγαλύτερη διάρκεια σε σχέση με τα κύτταρα Η23, τα κύτταρα Η661 ενεργοποιήθηκαν με EGF και στη συνέχεια προστέθηκε το DAPT προκειμένου να δούμε τη δράση του συνδυασμού στα επίπεδα του Notch ICD. Βρέθηκε ότι ο EGF αντέστρεψε την μείωση των Notch ICD επιπέδων που προκαλεί μόνο του το DAPT. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν ότι τα μονοπάτια του EGFR και του Notch, συνηγορούν προς την ίδια κατεύθυνση για τη μείωση του όγκου και αυτό υποδηλώνει έναν ελκυστικό δρόμο συνδυαστικών προσεγγίσεων για τη θεραπεία του ΜΜΚΠ, που μπορεί να ενισχύσει τη δράση των ανασταλτικών παραγόντων του EGFR σε όγκους. Συμπερασματικά, θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι στο ΜΜΚΠ: α) τα δύο μονοπάτια EGFR και Notch συνεπικουρούν για την ανάπτυξη του όγκου, β) η αναστολή του Notch είναι πιο αποτελεσματική σε κύτταρα με ενδιάμεσα επίπεδα ενεργού Notch 1, προκαλώντας τόσο απόπτωση όσο και αυτοφαγία, και γ) η μετάλλαξη του EGFR προσφέρει αντίσταση στη δράση αναστολέα της γ-σεκρετάσης. / It is widely accepted and well established that the epidermal growth factor receptor (EGFR) controls important processes of tumor cells, such as proliferation and apoptosis, but also processes involving more than one type of cells such as invasion and angiogenesis. It has been found that the EGFR has an important role in the development of several types of cancer including non-small cell lung cancer (NSCLC). Very recent data indicate that another molecule, which is involved in the development of lung cancer, is Notch. Its role is complicated and is under investigation. It is suspected that Notch has a growth promoting function in NSCLC, whereas exerts an inhibitory effect in small cell lung cancer (SCLC). Furthermore it has been found that the signaling pathway of Notch can affect/ can be affected by other molecules. This thesis investigated the role of EGFR and Notch in cell growth of NSCLC cells using the ligand of EGFR, EGF and gamma-secretase inhibitor, DAPT. To conduct the experiments the human NSCLC cell lines H23, A549, H661 and HCC827 were used. The cell lines H23, A549 and H661 express the wild type (wt) EGFR and the cell line HCC827 expresses EGFR bearing the mutation (mt) DE746-A750. Initially, we studied the profile of NSCLC cells regarding the protein levels of Notch intracellular domain (Notch ICD) using western blot analysis. It was found that H23 cells express the higher levels Notch ICD, H661 and HCC827 cells express intermediate levels and A549 cells express the lowest levels of Notch ICD. The next step was the evaluation of DAPT effect in cell proliferation using the MTT assay. We found that DAPT caused the greatest inhibition to H661 and A549 cells. DAPT was less effective to H23 cells while had no effect to HCC827 cells. The inhibitory effect of DAPT in H661 cells was in line with the induction of apoptosis and autophagy, as was detected using annexin V assay and western blot analysis for beclin-1, respectively. Furthermore, cells were stimulated with EGF and subsequently DAPT was added. We found that the stimulatory effect of EGF was not reversed by DAPT in H23 cells. However a partial reverse of EGF stimulation was observed in H661 cells. The next step was to study the effect of DAPT and EGF at Notch ICD protein levels, in H23 and H661 cells. We found that DAPT reduced the protein levels of Notch ICD in H23 cells, with a time-dependent manner, up to 6 hours after DAPT addition and this effect reversed 24 hour later. The addition of EGF did not affect the levels of Notch ICD at any time point tested. In H661 cells, DAPT caused a time-dependent reduction of Notch ICD protein levels up to 24 hours after DAPT addition to cells. EGF as previously, did not affect the levels of Notch ICD in these cells. Since DAPT was more effective to H661 cells, these cells stimulated with EGF and then DAPT was added in order to study the effect of the combination at the levels of Notch ICD. We found that EGF reversed the decrease of Notch ICD protein levels caused by DAPT alone. These results indicate that the pathways of EGFR and Notch might act with a synergistic fashion and this could be an attractive approach for the treatment of NSCLC. Summarizing our results, we might assume that in NSCLC: a) both pathways of EGFR and Notch exert a significant role in tumor growth, b) the inhibition of Notch is more effective in cells with intermediate levels of activated Notch 1, causing both apoptosis and autophagy, and c) the EGFR mutation confers resistance to the effect of γ- secretase inhibitor.