Skeletal fragility is characterized by low bone mass, negative changes in bone microarchitecture, and compromised tissue matrix properties, including accumulation of microdamage. Microdamage accumulates in vivo from daily physiological loading and is targeted for repair through a normal remodeling process, thus preventing microcrack growth and potential fracture. However, impaired remodeling is associated with aging and osteoporosis, resulting in an increased accumulation of microdamage which contributes to reduced bone mechanical properties. The current clinical method for assessing increased risk of fracture involves measuring bone mineral density (BMD) of the hip and spine, locations of trabecular bone where high rates of remodeling occur. The bisphosphonate alendronate (ALN) reduces clinical risk for fracture by significantly increasing BMD, but studies have shown a concomitant reduction in intrinsic properties that may be the underlying cause for recent reports of spontaneous fractures with long-term alendronate use. Another anti-resorptive agent called raloxifene (RAL) is a selective estrogen receptor modulator (SERM) and has been shown to modestly improve BMD while decreasing fracture risk to a similar degree as alendronate. The combination of RAL and ALN as a treatment for osteoporosis may provide the benefits of each drug without the negative effects of ALN. Therefore, the overall goal of this thesis was to address the effects of aging and anti-resorptive agents on the properties of bone through the formation of microdamage. Assessment of age-related effects on bone was conducted through quantification of microdamage progression. It was found that old bone results in greater incidences of microdamage progression, reflecting a compromised tissue matrix with reduced resistance to crack growth. Effects of combination treatment with RAL and ALN were evaluated through biomechanical testing, micro-CT imaging, and microdamage quantification. Results showed improved trabecular bone volume and ultimate load with positive effects on trabecular architecture. Combination treatment reduced the proportion of microdamage that may lead to catastrophic fracture, indicating an improvement in the local tissue matrix properties.

Nuclear receptors are ligand-activated transcription factors that play significant roles in various biological processes within the body, such as cell development, hormone metabolism, reproduction, and cardiac function. As transcription factors, nuclear receptors are involved in many diseases, such as diabetes, cancer, and arthritis, resulting in approximately 10-15% of the pharmaceutical drugs presently on the market being targeted toward nuclear receptors. Structurally, nuclear receptors consist of a DNA-binding domain (DBD), responsible for binding specific sequences of DNA called response elements, fused to a ligand-binding domain (LBD) through a hinge region. The LBD binds a small molecule ligand. Upon ligand binding, the LBD changes to an active conformation leading to the recruitment of coactivator (CoAC) proteins and initiation of transcription. As a result of their involvement in disease, there is an emphasis on engineering nuclear receptors for applications in gene therapy, drug discovery and metabolic engineering.

Die Behandlung menopausaler und postmenopausaler Beschwerden ist mit einem erhöhten Risiko verbunden, an Mamma- und Endometriumskarzinomen zu erkranken. Darüber hinaus zeigen epidemiologische Studien, dass in ostasiatischen Ländern postmenopausale Beschwerden, osteoporotische Frakturen und Herz-Kreislauferkrankungen seltener auftreten als in westlichen Ländern. Vor diesem Hintergrund war es Ziel der Untersuchungen dieser Arbeit, in dem Tiermodell der ovarektomierten Ratte die mögliche Bedeutung von estrogenrezeptorsubtypspezifischen Einflüssen für hormonell bedingte Erkrankungen und Beschwerden zu untersuchen. Hierbei sollten gewebespezifische Wirkungen estrogenrezeptorsubtypspezifischer Liganden untersucht und explizit die Bedeutung der Estrogenrezeptorsubtypen ERα und ERβ bei der Gewebehomöostase in Knochen und Darm analysiert werden. Darüber hinaus sollten vor dem Hintergrund estrogenrezeptorsubtypspezifischer Wirkungsweisen gewebespezifische Einflüsse des Phytoestrogens Genistein (Gen) näher charakterisiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass nach einer subkutanen Applikation der knochenprotektive Einfluss von Gen mit dem von Estradiol (E2) vergleichbar ist, durch die Kombination mit Bewegung verstärkt wird und über den ERα vermittelt zu sein scheint. Es zeigte sich außerdem, dass der stimulierende Einfluss von E2 auf den motorischen Antrieb ERα-vermittelt ist und ERβ-spezifische Liganden ebenso wie Gen diesen Effekt antagonisieren. Des Weiteren wurde deutlich, dass E2, nicht aber Gen über den ERα Einfluss auf die Körperfettverteilung nimmt. Mit einer phytoestrogenreichen Diät konnten in adulten Ratten physiologisch relevante Gen/Dai-Plasmaspiegel erreicht werden, allerdings blieben hierbei die nach einer subkutanen Applikation beobachteten knochenprotektiven Effekte dieser Phytoestrogene aus. Bei der näheren Betrachtung der Gewebehomöostase im Dünndarm zeigte sich, dass über den im Darm verstärkt exprimierten ERβ antiproliferative und proapoptotische Effekte vermittelt werden und Gen in diesem Gewebe wie ein ERβ-spezifischer Agonist wirkt. Bezogen auf eine hormonell bedingte Osteoporose, wie sie bei einem Großteil postmenopausaler Frauen auftritt, scheint das Phytoestrogen Genistein eine mögliche Alternative zur Hormonersatztherapie darzustellen. Außerdem zeigt sich, dass Genistein gewebe- und estrogenrezeptorsubtypspezifische antagonistische und agonistische Einflüsse hat und somit die Charakterisierung als „Phyto-SERMs“ (pflanzlicher selektiver Estrogenrezeptormodulator) zutreffend ist. Sollten sich in weiterführenden Studien die beobachteten Effekte im Dünndarm auch für die Gewebehomöostase im Kolon beschreiben lassen, können vor diesem Hintergrund Genistein und ERβ-spezifische Liganden für die Darmkrebsprävention diskutiert werden…

No description available.

Die Metastasierung in den Knochen ist beim fortgeschrittenen Mammakarzinom ein häufiges Problem. Insbesondere die Mammakarzinome, welche keinen Östrogenrezeptor α (ERα), keinen Östrogenrezeptor ß (ERß) und keine Überexpression des human epidermal growth factor receptor 2 (Her2/neu) aufweisen, die so genannten triple-negativen Mammakarzinome (TNBCs), werden als sehr aggressiv angesehen und haben eine schlechte Prognose. Kürzlich konnten wir zeigen, dass die Invasion von Mammakarzinomzellen in Kokultur mit der Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 stark anstieg. Unter Verwendung dieses Modells haben wir nun untersucht, inwieweit der ERß eine Rolle bei der Zellinvasion von TNBC-Zellen in vitro spielt. Die ERα-und ERß-Proteinexpression wurde mithilfe des Western Blot-Verfahrens untersucht. Die Zellinvasion wurde mithilfe der Migrationsrate von TNBC-Zellen durch eine künstliche Basalmembran in einer modifizierten Boyden-Kammer während Kokultur mit der Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 quantifiziert. Die Migration wurde mithilfe eines Scratch-Assays untersucht. Die Wirkung der ERß-Agonisten auf die CXC motif chemokine receptor 4 (CXCR4)-Proteinexpression während der Kokultur mit der Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 wurde mithilfe des Western Blot-Verfahrens analysiert. Die Proliferation ist mit dem almarBlue®assay untersucht worden. Die TNBC-Zellen HCC1806 und HCC1937 zeigten keine ERα-Proteinexpression, jedoch eine hohe ERß-Proteinexpression. Die Zellinvasion der TNBC-Zelllinien HCC1806 und HCC 1937 zeigte in Kokultur mit Osteoblastenähnlichen Zelllinie MG63 einen signifikanten Anstieg. Die Behandlung mit den selektiven ERß-Agonisten Liquiritigenin und ERB-41 reduzierte die Invasion der TNBC-Zellen durch eine künstliche Basalmembran als Antwort auf eine zelluläre Stimulation. Während der Kokultur stieg die CXCR4-Proteinexpression der TNBC- Zelllinien HCC1806 und HCC1937 signifikant an. Die Behandlung mit Liquiritigenin resultierte in einem signifikanten Abfall der CXCR4-Proteinexpression. Beide ERß-Agonisten zeigten keinen Effekt auf die Proliferation der TNBC-Zelllinien. Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass der ERß eine wesentliche Rolle bei der Invasion von TNBC-Zellen spielt. Die knochengerichtete Invasion kann durch ERß-Agonisten inhibiert werden.

Hintergrund: Die Gustafsson sche Yin-Yang-Theorie sagt dem stimulierten Östrogenrezeptors β hemmende oder modulierende Funktionen nach. Diese Studie untersuchte die Wirkungen der Kombination aus dem selektiven Östrogenrezeptoragonisten α (16α-LE2) und β (8β-VE2) sowie der Kombination aus Östradiol und dem ERβ-Agonist an 3 Monate alten ovarektomierten Sprague-Dawley-Ratten. Die subkutane Verabreichung erfolgte für insgesamt vier Wochen in kontinuierlich simultaner und zeitversetzt zweiwöchiger, simultaner Kombination. Eine Östradiolgruppe diente als Positivkontrolle. Als physiologischer Vergleichsparameter galt eine intakte sham-ovx Gruppe. Anhand von histologischen Schnitten und Hämatoxylin-Eosin-Färbung wurden der Uterus und die Vagina auf proliferative Effekte und histomorphologisch untersucht. Zusätzlich wurden das Uterusgewicht, die Futteraufnahme, das Körpergewicht und mittels RIA der Hormonhaushalt (Östradiol, LH, TSH, fT3 und fT4) beurteilt. Die kontinuierlich verabreichten Kombinationen aus E2 bzw. dem ERα-Agonisten und dem ERβ-Agonisten präsentierten in keinem der genannten Organ- bzw. Hormonsysteme nennenswerte Unterschiede zur Wirkung von Östradiol. Die kontinuierliche Verabreichung zeigte keine bedeutenden Unterschiede zur zeitversetzten Kombination. Verglichen mit der sham-ovx Referenzgruppe präsentierten sich die Futteraufnahme, das Körpergewicht und das Hormonsystem (außer Östradiol) im physiologischen Bereich. Der Serumöstradiolwert, die uterine Schichtdicke des Myometriums und Epithels sowie die vaginale Epitheldicke wiesen supraphysiologische Werte auf. Die gewonnenen Resultate widersprechen somit der Gustafsson schen Yin-Yang-Theorie , nach welcher es durch die Stimulation des Östrogenrezeptors β zu einer hemmenden oder modulierenden Antwort der östrogenen Wirkung von Östradiol und dem selektiven ERα-Agonisten kommen sollte.

Ο καρκίνος του παχέος εντέρου αποτελεί ένα από τα συχνότερα κακοήθη νεοπλάσματα παγκοσμίως, προκαλώντας σημαντική νοσηρότητα και θνητότητα. Η συστηματική διερεύνηση της παθογένειας συντελεί σημαντικά στην πρόληψη, έγκαιρη διάγνωση, θεραπεία και πρόγνωση της νόσου. Στην εποχή της μοριακής ιατρικής, η κατανόηση των μοριακών μηχανισμών καρκινογένεσης έχει αναδείξει το ρόλο ενδοκυττάριων σηματοδοτικών μονοπατιών, τα οποία ρυθμίζουν κυτταρικές διαδικασίες, όπως πολλαπλασιασμός, διαφοροποίηση, απόπτωση, αγγειογένεση, διήθηση. Κομβικά συστατικά τέτοιων μοριακών δικτύων αποτελούν οι υποδοχείς αυξητικών παραγόντων, όπως ο Human Εpidermal Receptor-1 (ΗΕR-1/EGFR), ο ρόλος του οποίου έχει τεκμηριωθεί στο αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου, επιτείνοντας το ενδιαφέρον στη διευκρίνηση του ρόλου γειτονικών υποδοχέων, όπως του Human Εpidermal Receptor-3 (HER-3). O HER-3 συνιστά μεμβρανικό υποδοχέα που συμμετέχει σε μοριακά μονοπάτια ενδοκυτταρικής σηματοδότησης. Επομένως, ποσοτικές μεταβολές στην έκφρασή του αλλά και ποιοτικές αλλαγές στη δομή του, συντελούν δυνητικά στην κυτταρική εξαλλαγή. Τα δεδομένα από τη μελέτη του HER-3 στο αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου είναι περιορισμένα και ο ρόλος του στην παθογένεια, πρόγνωση και θεραπεία της νόσου παραμένει ασαφής. Αντίστοιχα με τους μεμβρανικούς υποδοχείς, πυρηνικοί υποδοχείς ενέχονται σε διαδικασίες ρύθμισης γονιδιακής έκφρασης. Οι οιστρογονικοί υποδοχείς (ER) α και β διαμεσολαβούν την επίδραση των οιστρογόνων σε κυτταρικό επίπεδο, μεταποιώντας τα επίπεδα των ορμονών σε μεταβολές γονιδιακής έκφρασης. Οι διαφορές στην επίπτωση του καρκίνου του παχέος εντέρου ανάμεσα στα δύο φύλα καθώς και πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδομένα έχουν αναδείξει τη σημασία της έκφρασης αυτών των υποδοχέων στην καρκινογένεση του παχέος έντερου. Παράλληλα, η εξειδίκευση της οιστρογονικής δράσης σε επίπεδο ιστού και κυττάρου εξασφαλίζεται μέσω της δράσης συγκεκριμένων συμπαραγόντων (ενεργοποιητών/καταστολέων). Αυτές οι πρωτεΐνες είναι ειδικοί μεταγραφικοί παράγοντες, οι οποίοι συνδεόμενοι με τους οιστρογονικούς αλλά και άλλους υποδοχείς «εξατομικεύουν» την ορμονική επίδραση στο γονιδίωμα. Ο proline-, glutamic acid-, and leucine-rich protein 1 (PELP1), γνωστός και ως modulator of non-genomic activity of ER (MNAR), ο amplified in breast cancer-1 (AIB1) και ο transcriptional intermediary factor-2 (TIF2) είναι σημαντικοί συμπαράγοντες οιστρογονικών υποδοχέων, με συνέπεια η μελέτη τους να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της διερεύνησης οιστρογονο-εξαρτώμενων μηχανισμών. Η συνεχής αλληλεπίδραση HER- και ER-εξαρτώμενων μονοπατιών έχει περιγραφεί σε ποικίλλους ιστούς. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του ρόλου της (υπερ)έκφρασης του μεμβρανικού υποδοχέα HER-3, των οιστρογονικών υποδοχέων (ER) και των συμπαραγόντων PELP1/MNAR, AIB-1 και TIF-2 στον καρκίνο του παχέος εντέρου. Υλικά και μέθοδοι Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ιστικά δείγματα, μονιμοποιημένα σε φορμόλη και εκλεισμένα σε παραφίνη από 140 ασθενείς με αδενοκαρκίνωμα παχέος εντέρου. Η έκφραση των επιπέδων HER-3 mRNA εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ποσοτικής αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης (RT-PCR) σε 54 αδενοκαρκινώματα και 29 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Η έκφραση των επιπέδων της φωσφορυλιωμένης (pHER-3) και μη φωσφορυλιωμένης HER-3 πρωτείνης εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 110 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου, 24 αδενώματα και 140 αδενοκαρκινώματα. Η έκφραση των επιπέδων του οιστρογονικού υποδοχέα α και β και του PELP1/ΜΝΑR εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 113 αδενοκαρκινώματα, 30 αδενώματα και 88 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Αντίστοιχα η έκφραση των επιπέδων του ΑΙΒ1 και TIF-2 εκτιμήθηκε με τη μέθοδο της ανοσοιστοχημείας σε 110 αδενοκαρκινώματα, 30 αδενώματα και 83 δείγματα φυσιολογικού βλεννογόνου. Αποτελέσματα Η πρωτεΐνη HER-3 εκφράζεται στο κυτταρόπλασμα και στον πυρήνα επιθηλιακών κυττάρων παχέος εντέρου σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα και φαίνεται να μεταβάλλεται τοπογραφικά (από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα) κατά τη διαδικασία της καρκινογένεσης. Ωστόσο, η έκφραση της πρωτεΐνης HER-3 σε αδενοκαρκινώματα δε φαίνεται να συσχετίζεται σημαντικά με τις κλινικοπαθολογικές παραμέτρους της νόσου. Η φωσφορυλιωμένη μορφή της πρωτεΐνης HER-3 (pHER-3) εκφράζεται στον πυρήνα και τη μεμβράνη επιθηλιακών και λείων μυικών κυττάρων παχέος εντέρου σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα. Η πυρηνική έκφραση pHER-3 δε διαφέρει σημαντικά ανάμεσα σε φυσιολογικό βλεννογόνο, αδενώματα και αδενοκαρκινώματα. Ωστόσο, αυξημένα επίπεδα πυρηνικής έκφρασης pHER-3 συσχετίζονται σημαντικά με μεγαλύτερο στάδιο της νόσου, χωρίς να συσχετίζονται με τα επίπεδα έκφρασης της μη φωσφορυλιωμένης μορφής. Τα επίπεδα έκφρασης του γονιδίου ΗER-3 δε φαίνεται να αυξάνουν σημαντικά κατά την καρκινογένεση. Ωστόσο, αυξημένα επίπεδα HER-3 mRNA στα αδενοκαρκινώματα σχετίζονται με μεγαλύτερη ηλικία των ασθενών, εντόπιση του όγκου στο αριστερό κόλον και το ορθό και με λεμφαδενική διήθηση. Επίσης, συχετίστηκαν με αυξημένη πιθανότητα υποτροπής της νόσου και μειωμένο χρονικό διάστημα ως την υποτροπή. Ο ERα εκφράζεται σπάνια στο παχύ έντερο σε αντίθεση με τον ERβ, ο οποίος εκφράζεται συχνά στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων. Η έκφραση της πρωτεΐνης ERβ καθίσταται πιο έντονη κατά τη διάρκεια της καρκινογένεσης σε άνδρες, και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την πιθανότητα υποτροπής της νόσου. Ο συμπαράγοντας PELP1/MNAR ανιχνεύεται στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων του παχέος εντέρου και η έκφρασή του αυξάνει κατά την καρκινογένεση και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την έκφραση του ERβ. Ωστόσο, η υπερέκφραση του PELP1/MNAR στα ERβ θετικά αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με μεγαλύτερη συνολική επιβίωση των ασθενών. Ο AIB1 και ο TIF2 ανιχνεύονται στον πυρήνα επιθηλιακών αλλά και στρωματικών κυττάρων του παχέος εντέρου. Η έκφραση του ΑΙΒ1 αυξάνει κατά την καρκινογένεση και συσχετίζεται με τοπική ανάπτυξη του όγκου. Ωστόσο, στην πολυπαραγοντική ανάλυση ο ΑΙΒ1 αναδεικνύεται ως ανεξάρτητος ευνοϊκός προγνωστικός παράγοντας ως προς τη συνολική επιβίωση. Η έκφραση του ΤΙF2 αυξάνει κατά την καρκινογένεση και στα αδενοκαρκινώματα συσχετίζεται με την έκφραση του AIB1. Ωστόσο, η έκφρασή του στα αδενοκαρκινώματα δε σχετίζεται με κλινικοπαθολογικές παραμέτρους της νόσου. Το πρότυπο έκφρασης των συμπαραγόντων AIB1 και TIF2 δε σχετίζεται σημαντικά με εκείνο του ERβ. Συζήτηση-συμπεράσματα-προοπτικές Η παρούσα μελέτη αναδεικνύει τη σημασία της έκφρασης και φωσφορυλίωσης του ΗΕR3 στην καρκινογένεση του παχέος εντέρου, υποστηρίζοντας τον πιθανό ρόλο τους στην πρόγνωση της νόσου. Τα ευρήματα της μελέτης συμφωνούν με συγκεκριμένα βιβλιογραφικά δεδομένα ως προς τη συχνότητα ανίχνευσης του υποδοχέα στον παχύ έντερο, ενώ είναι η πρώτη η οποία αναδεικνύει τα επίπεδα HER-3 mRNA ως πιθανό προγνωστικό βιοδείκτη. Η διερεύνηση της έκφρασης του οιστρογονικού υποδοχέα β (ERβ1) ανέδειξε αύξηση των επιπέδων του κατά την καρκινογένεση, εύρημα που βρίσκεται σε συμφωνία με μερικά και σε αντιδιαστολή με άλλα βιβλιογραφικά δεδομένα. Η προγνωστική σημασία της έκφρασης των πυρηνικών υποδοχέων εξαρτάται από ποικίλους παράγοντες, όπως τα επίπεδα ειδικών συμπαραγόντων, ομοιοπολικές τροποποιήσεις, την τοπογραφία τους μέσα στο κύτταρο και τα επίπεδα συγκεκριμένων συγκεντρώσεων προσδέτη/ορμόνης. Η αύξηση των επιπέδων των συμπαραγόντων του οιστρογονικού υποδοχέα PELP1/MNAR, ΑΙΒ1 και ΤΙF2 κατά την καρκινογένεση υποδηλώνει πιθανή συμμετοχή τους σε οιστρογονοεξαρτώμενη ογκογόνο σηματοδότηση. Ωστόσο, η απουσία ισχυρής συσχέτισης ανάμεσα στα επίπεδα έκφρασής τους και στα επίπεδα έκφρασης του οιστρογονικού υποδοχέα (ERβ1) υπογραμμίζει την πλειοτροπική τους δράση και τον επιπρόσθετο ρόλο τους σε οιστρογονο-ανεξάρτητη ενδοκυττάρια σηματοδότηση. Περισσότερες μελέτες σε μεγάλο αριθμό ασθενών, κατάλληλα σχεδιασμένες και εκτελεσμένες, με τη χρήση ευαίσθητων και ειδικών πειραματικών τεχνικών καθώς και μεθόδων στατιστικής ανάλυσης απαιτούνται για την επιβεβαίωση των ευρημάτων της παρούσας μελέτης. Στην εποχή της μεταγονιδιωματικής ιατρικής, η αναζήτηση χρήσιμων μοριακών βιοδεικτών δύναται να συντελέσει στη βελτίωση της πρόγνωσης και της ποιότητας ζωής των ασθενών με καρκίνο του παχέος εντέρου. / Colorectal cancer is a major cause of cancer-related morbidity and mortality in the western world and has a significant impact on the health care systems. The deep understanding of molecular mechanisms that underline cellular transformation and tumor progression leads to the identification of key-molecules that are appropriate targets for sophisticated therapy in cancer. One such targeted approach exploits the presence of specific biomarkers that could be considered essential for tumor development. The role of such a biomarker, Human Εpidermal Receptor-1 (ΗΕR-1/EGFR), has been established in the development of colorectal cancer, suggesting the potential involvement of neighboring receptors, such as Human Εpidermal Receptor-3 (HER-3). HER-3 is a membranic receptor implicated in intracellular cell proliferation signaling. Thus, quantitative modifications in its expression and/or qualitative changes in its structure may contribute to cellular malignant transformation. The significance of HER3 expression, localization and phosphorylation remains elusive and data regarding its role in the pathogenesis, diagnosis, prognosis and management of colorectal cancer is limited. Apart from their mebranic counterparts, nuclear receptors are implicated in the regulation of gene transcription. Estrogen receptors (ER) α and β mediate the estrogen actions in the subcellular microenvironment. Differences in the incidence of colorectal cancer in the two genders have underlined the significance of ER expression in colorectal carcinogenesis. The specificity of estrogen activities in various cell types is mediated by the presence of tissue-specific coregulators (coactivators/corepressors). These proteins are specific transcription factors that bind to nuclear receptors, orchestrating their actions on the genome. Frequently, such coregulators are located in the cytoplasm, regulating the non genomic activity of the estrogens. Proline-, glutamic acid-, and leucine-rich protein 1 (PELP1), also known as modulator of non-genomic activity of ER (MNAR), amplified in breast cancer-1 (AIB1) and transcriptional intermediary factor-2 (TIF2) are considered major ER-coregulators. Thus, the investigation of their expression is inherent to the evaluation of estrogen-mediated mechanisms. The dynamic cross-talk between HER- and ER-driven signaling pathways has been described. The aim of this study is the investigation of the role of HER3, ER and coregulators PELP1/MNAR, AIB-1, TIF-2 (over)expression in the pathogenesis and prognosis of colorectal cancer. Material and Methods Sections from formalin-fixed, paraffin-embedded colorectal tissue blocks, derived from 140 patients with colorectal cancer, were used. HER-3 mRNA levels of expression were assessed by quantitative RT-PCR in 54 colorectal adenocarcinomas and 29 normal mucosa specimens. The expression levels of both phosphorylated and unphosphorylated HER-3 protein were assessed by immunohistochemistry in 110 normal mucosa specimens, 24 adenomas and 140 adenocarcinomas. The expression levels of ER α and β, PELP1/ΜΝΑR were assessed by immunohistochemistry in 88 normal mucosa specimens, 30 adenomas and 113 adenocarcinomas. Additionally, the expression levels of ΑΙΒ1 and TIF-2 protein were assessed by immunohistochemistry in 83 normal mucosa specimens, 30 adenomas and 110 adenocarcinomas. Results HER-3 was detected both in the cytoplasm and nucleus, whereas pHER-3 was observed in the nucleus and membrane of cells. A possible switch in HER-3 topography from the nucleus to the cytoplasm during colorectal tumorigenesis is suggested. The expression of pHER-3 did not differ significantly in normal tissue, adenomas and carcinomas, but was related to disease stage. HER-3 mRNA overexpression was significantly associated with decreased time to disease progression. It was also correlated with higher median age, left colon and rectal tumour sites and lymph node involvement. ERα expression was extremely rare in colorectal tissue of our cohort and its expression did not appear to be associated with colorectal carcinogenesis. ERβ and PELP1/MNAR were detected in the nucleus of epithelial, endothelial, inflammatory, smooth muscle cells and myofibroblasts. When intensity of staining was taken into account, the expression of both proteins was significantly increased in epithelial cells of carcinomas compared to normal mucosa. ERβ expression in epithelial cells was correlated with decreased disease progression-free survival. PELP1/MNAR overexpression in epithelial cells was found to be an independent favorable prognostic factor. AIB1 and TIF2 were detected in the nucleus of epithelial, endothelial, inflammatory, smooth muscle cells and myofibroblasts. The expression of both proteins was significantly increased in epithelial cells of carcinomas compared to normal mucosa. In carcinomas, a significant correlation between the levels of expression of AIB1 and TIF2 was noted, but there was no correlation between the expression patterns of these two proteins and ERβ. Although AIB1 overexpression was associated with local tumor invasion, it was also found to correlate independently with prolonged overall survival. TIF2 overxpression did not appear to correlate with clinicopathological parameters. Conclusion/Discussion This study highlights the significance of ΗΕR3 expression and phosphorylation in colorectal carcinogenesis, supporting also its potential prognostic significance. This study supports literature data regarding HER3 expression in colorectal tissue, while is the first to imply a possible prognostic significance of HER-3 mRNA expression levels and to suggest a topographic switch of HER3 protein during colorectal carcinogenesis. ERβ1 protein levels were found to increase during colorectal carcinogenesis, a finding which corresponds only to a small portion of literature data. The prognostic role of nuclear receptors depends on a number of factors, such as coregulator expression levels, chemical modifications, subcellular localization and ligand/hormone levels. The concomitant increase in the expression levels of coregulators PELP1/MNAR, ΑΙΒ1 and ΤΙF2 during colorectal carcinogenesis might imply their potential participation in estrogen-mediated signaling. However, the characteristic absence of strong correlation between their expression pattern and ERβ1 expression pattern underlines their pluripotent role and their possible contribution to estrogen-independent signaling. Further studies with a large number of patients, appropriately designed and conducted using sensitive experimental and statistical methods, are required for the confirmation of our hypothesis generation results. In the post-genomic era, identification of useful molecular biomarkers might contribute to the improvement of the management and prognosis of patients with colorectal cancer.

Η επιθηλιακή προς μεσεγχυματική μετατροπή είναι ένα φαινόμενο που πιθανότατα εμπλέκεται στην παθογένεια του καρκίνου του λάρυγγα. Η ΕΜΤ εξελισσόμενη μέσα από δαιδαλώδη μονοπάτια μεταγωγής σήματος καταλήγει να προσδώσει στο καρκινικό κύτταρο δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά που το καθιστούν ικανό να μπορεί να διεισδύει στους ιστούς και να μεθίσταται. Κεντρικό μόριο στα μοριακά μονοπάτια που διαμεσολαβούν την ΕΜΤ στον καρκίνο του λάρυγγα είναι μια κινάση, η ILK, που δέχεται σήματα από τις ιντεγκρίνες και τους υποδοχείς αυξητικών παραγόντων. Στους επιθηλιακούς καρκίνους αναφέρεται η εμπλοκή της σε λειτουργίες όπως ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, αποφυγή της απόπτωσης, νεοαγγειογένεση, απώλεια των δομών συνοχής του κυττάρου, έκφραση μεταλλοπρωτεασών και αναδιαμόρφωση του κυτταροσκελετού. Στο λαρυγγικό καρκίνο όμως κρίσιμα φαινόμενα για τον μεταστατικό-επιθετικό χαρακτήρα των κυττάρων, όπως, η εξαφάνιση των E-cadherin, η μετακίνηση των β-catenin στον πυρήνα και η συσχέτιση μεταξύ τους, που διαπιστώθηκαν, δεν βρέθηκε να συνδέονται με την υπερέκφραση της ILK καθιστώντας προφανώς άλλους μηχανισμούς υπεύθυνους για την επιτέλεση αυτών των λειτουργιών. Ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα όμως ήταν και η εντόπιση της ILK στον πυρήνα των κυττάρων του καρκίνου του λάρυγγα δίνοντας μια νέα προοπτική στην έρευνα για τον ρόλο της ILK στον καρκίνο. Στο μονοπάτι μεταγωγής σήματος της ILK στο λαρυγγικό καρκίνο βρέθηκε πως συμμετέχει και η ενεργοποιημένη Akt με την οποία επίσης σχετίζονται πολλές κρίσιμες λειτουργίες για το καρκινικό κύτταρο. Ωστόσο η p-Akt στο λαρυγγικό καρκίνο φαίνεται πως έχει κάποιο ρόλο αντίθετο με την λειτουργία του καρκινικού κυττάρου καθώς χαρακτηρίζει όγκους καλύτερης διαφοροποίησης. Ο λαρυγγικός καρκίνος τέλος διαπιστώθηκε πως χαρακτηρίζεται από την έκφραση υποδοχέων ανδρογόνων και οιστρογόνων καθιστώντας πολύ πιθανό το ρόλο αυτών των μορίων στην παθογένεια της νόσου. Ενδιαφέρουσα για την πιθανότητα εμπλοκής των υποδοχέων στερεοειδών ορμονών του φύλου στην ΕΜΤ ίσως να είναι η συσχέτιση των υποδοχέων ανδρογόνων και οιστρογόνων με την ILK και p-Akt αντίστοιχα. Οι υποδοχείς οιστρογόνων μάλιστα χαρακτηρίζοντας όγκους λάρυγγα αρχικών σταδίων ίσως θα μπορούσε να αποδειχτεί μόριο με προγνωστική αξία αλλά και θεραπευτικός στόχος. Τέλος η μελέτη της έκφρασης της ILK, της p-Akt και των υποδοχέων στεροειδών ορμονών του φύλου δεν ανέδειξε μια διαφορετική έκφραση μεταξύ υπεργλωττιδικών και γλωττιδικών καρκίνων του λάρυγγος ώστε να υποστηρίξει την ύπαρξη ενός μοριακού υποβάθρου στην παρατήρηση της ανόμοιας κλινικής συμπεριφοράς μεταξύ όγκων από τις δύο αυτές ανατομικά διακριτές περιοχές. / Epithelial to mesenchymal transition (EMT) is a process possibly implicated in the pathogenesis of laryngeal cancer. EMT is a type of epithelial cell plasticity which is characterized by long lasting phenotypic and molecular modifications of the epithelial cell as a result of a transforming procedure leading to a cell of mesenchymal type. This molecular procedure seems to be pivotal for the metastasis of epithelial cancers and its attribution to the epithelial cells is the gain of structural and functional traits which enable them to invade the tissues and metastaze. In the current study ILK expression, which is a central molecule in the signal transduction pathways of EMT, seems to be implicated in human laryngeal carcinoma. Furthermore, localization of ILK in the nucleus possibly suggests novel nuclear functions of ILK. In addition, enhanced ILK expression in laryngeal carcinoma correlates with activation of Akt. Moreover, while activated Act seems to characterize well differentiated tumors, loss of E-cadherin and activation of β-catenin were correlated with high grade carcinomas. Finally, in laryngeal cancer, mechanisms other than ILK overexpression seem to account for downregulation of E-cadherin and activation of β-catenin. Additionaly this study concluded that estrogen and androgen receptors are expressed in laryngeal carcinomas, indicating their possible role in the pathogenesis of this disease. It is interesting that the receptors of gender-related steroid hormones could have a possible relation to epithelial to mesenchymal transition phenomenon since a correlation between androgen and estrogen receptors with ILK and p-Akt respectively, was revealed. Moreover estrogen receptors characterize primary TMN-stage laryngeal carcinomas. This can be very important as it makes a prospect of using ER as a prognostic factor but even more as a novel hormonal therapy for laryngeal carcinomas. Finally the study of molecules like ILK, p-Akt, estrogen and androgen receptors did not reveal any differentiantal expression between glotic and supraglotic laryngeal carcinomas in order to support the existence of a molecular background, at least as far as those molecules are concerned, to the distinct clinical outcome of those different anatomically-derived laryngeal carcinomas. Metastasis is a rapid development in the ominous course of cancer. The effort to interpret the molecular basis of this phenomenon is not a subject of simple academic interest since the exploit of the molecular mechanisms so as to gain the control of metastasis could be the ‘‘bet’’ for a futuristic ‘‘molecular surgery’’.

Our lab has previously reported the identification of a novel endogenous 19-nor steroid, estradienolone (ED), in pregnant women that strongly bound to sex hormone binding globulin. Estrogen-receptor related receptors (ERRs), which have no known natural ligands, are a family of orphan receptors consisting of 3 isoforms: ERRalpha, ERRbeta and ERRgamma. The ERRs have been shown to actively modulate estrogenic responses, to play an essential role in pregnancy, and are implicated in breast cancer prognosis. My results show that ED acts as an antagonist of the ERRalpha confirming preliminary results obtained by our group. Studies of cellular responses demonstrate that ED has strong anti-mitogenic properties. ED inhibited the growth of both estrogen receptor (ER)-positive (MCF-7) and ER-negative (MDA-MB-231) breast cancer cells in a dose-dependent manner but did not have any effects on the proliferation of the non-cancerous immortalized epithelial breast MCF-10A cells. The finding that ED inhibits proliferation of both ER negative and ER positive breast cancer cells, and regulate ERR transcriptional activity may have important ramifications in breast cancer therapy.

Malgré les progrès des traitements des cancers du sein, ceux-ci demeurent la seconde cause de mortalité par cancer au Canada. Parmi les gènes associés aux cancers du sein, le récepteur des œstrogènes ERα est exprimé dans plus de 70% des tumeurs mammaires, qui prolifèrent en réponse aux œstrogènes, faisant de lui une cible de choix. ERα est un facteur de transcription ligand-dépendant, liant des éléments de réponse PuGGTCAnnnTGACCPy. Afin d’examiner la capacité des récepteurs nucléaires à reconnaitre de nouveaux motifs ADN, des mutants aux capacités de liaison modifiées ont été générés. Parmi les quatre résidus interagissant avec l’ADN, R211 ne peut pas être modifiée sans perdre complètement la liaison du récepteur à l’ADN. Néanmoins, les mutations combinées de plusieurs acides aminés contactant les bases de l’ERE ont généré des récepteurs capables de reconnaitre de nouveaux motifs, tout en conservant des niveaux de transactivation efficaces. L’utilisation potentielle des récepteurs nucléaires comme outils de thérapie génique hormono-dépendant, repose sur la prédiction des motifs de liaison efficaces. Étant donné son importance dans la carcinogenèse mammaire, ERα est une cible cruciale des thérapies anti-néoplastiques. L’anti-œstrogène total, ICI, induit la dégradation de ERα et l’arrêt de la croissance des cellules tumorales mammaires ERα-positives. De plus, la nouvelle drogue anti-tumorale HDACi, SAHA, module la voie de signalisation des œstrogènes et possède des propriétés prometteuses en association avec d’autres traitements anti-tumoraux. En effet, le co-traitement ICI et SAHA a un impact synergique sur l’inhibition de la prolifération des cellules mammaires tumorales ERα-positives. Cette synergie repose sur la coopération des effets de ICI et SAHA pour réduire les niveaux protéiques de ERα et bloquer la progression du cycle cellulaire via la modulation de la transcription des gènes cibles des œstrogènes. En fait, les fortes doses de HDACis masquent rapidement et complètement la signalisation transcriptionnelle des œstrogènes. De plus, les gènes cibles primaires des œstrogènes, contenant des EREs, présentent la même régulation transcriptionnelle en réponse aux fortes doses de SAHA ou du co-traitement, avec des doses utilisables en clinique de ICI et SAHA. En fait, ICI mime l’impact des fortes doses de SAHA, en dégradant ERα, potentialisant ainsi la répression de la transcription ERE-dépendante par SAHA. Finalement, la synergie des effets de ICI et SAHA pourrait augmenter l’efficacité des traitements des tumeurs mammaires. / Despite the progress in breast cancer therapy, it is still the second cause of death by cancer in the western world. The estrogen receptor alpha (ER) is expressed in more than 70% of breast tumors, which then proliferate in response to E2 stimulation. ERα is a ligand-dependant transcription factor, which binds to palindromic response elements composed of PuGGTCA motifs. In order to examine the capacity of nuclear receptors to be tailored to recognize novel DNA motifs, rational design of ERα mutants with altered binding specificity were achieved. Of the four amino-acids interacting with DNA, R211 cannot be altered to another residu without a complete loss of DNA binding. However, combined mutagenesis of the amino-acids contacting the bases of the ERE generate receptors that recognized a new type of motifs with efficient transcriptional transactivation levels. In order to consider nuclear receptors as potential hormonal-dependent tools for genetic therapy, bio-informatic models predicting DNA binding are needed. Considering its importance in breast carcinogenesis, ERα is a crucial target for anti-neoplastic therapies. The full anti-estrogen ICI provokes ER degradation and ER-positive breast cancer growth arrest. Moreover, the new HDACi anti-tumoral drug, SAHA modulates the estrogen pathway and have promising properties in association with other anti-neoplastic drugs. In this context, our goal was to determine the effects of the ICI and SAHA combined treatment on breast cancer cell proliferation. The combined treatment has a synergistic impact on inhibiting ERα-positive breast cancer cell growth. It occurs through the cooperation of ICI and SAHA to reduce ER protein level, and to block the cell cycle progression through the transcriptional regulation of E2-target genes. Actually, high doses of HDACis completely and rapidly mask E2-transcriptional signaling. Moreover, primary E2-target genes show the same transcriptional regulation in presence of high doses of SAHA as with the co-treatment, using clinically feasible doses of ICI and SAHA. In fact, ICI mimics the impact of high doses of SAHA through ER degradation, and then potentiate the repressional effect of low doses of SAHA on ERE-dependant transcription. Finally, the synergy of ICI and SAHA might increase the potency of breast cancer therapy.