Abstract Lymphomas are a heterogeneous group of malignancies that arise from lymphatic tissues. Diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) is the most common lymphoma sub-type. It is an aggressive malignancy with an increasing incidence. The prognosis of DLBCL has improved significantly, but problems also remain. The clinical significance of central nervous system (CNS) relapses has become increasingly important. As secondary CNSL (sCNSL) and primary CNS lymphoma (PCNSL) are known to have poor prognoses; the prevention of sCNSL is of crucial importance. Peripheral T-cell lymphomas (PTCL) are rare neoplasms and include several lymphoma subtypes that possess complex and also overlapping morphological and immunophenotypic characteristics. The identification of different entities has improved, but the biological knowledge remains scarce when compared to DLBCL. The optimal treatment schemas for PTCLs are still lacking and they have long been treated with the same therapies as B-cell lymphomas, mainly with suboptimal treatment results. The aim of this study was to identify poor prognostic markers in DLBCL and PTCLs and potential biological markers for the prediction of DLBCL CNS relapse. The study material included patients with systemic DLBCL without CNS affision (sDLBCL), sCNSL, PCNSL and PTCLs. The expression of epithelial-mesenchymal transition (EMT) transcription factors (TFs), chemokines and their receptors and adhesion-, migration- and inflammatory responses-associated molecules were studied by means of immunohistochemistry. IEM was used to verify the specific subcellular location of the studied molecules. GEP was performed on 12 PTCL samples in order to compare the poor prognosis group with the good prognosis group and on one sDLBCL and one sCNSL sample from the time of primary diagnosis. The EMT TFs were found to be expressed in both DLBCL and PTCLs, where they ultimately proved to have prognostic relevance as well. In PTCLs, these TFs were able to delineate a disease group with a specific gene-expression profile. CXCR4, CXCR5, ITGA10, PTEN and CD44 were found to be differently expressed between DLBCL cases with CNS affision when compared to those without CNS disease. These molecules seem to play a role in the development of CNS relapse and hopefully, if further verified, will lead towards the identification of biological markers for CNS relapse prediction. / Tiivistelmä Lymfoomat ovat heterogeeninen ryhmä imukudossyöpiä, joista diffuusi suurisoluinen B-solulymfooma (DLBCL) on yleisin alatyyppi. Se on aggressiivinen maligniteetti, jonka insidenssi on noussut viime vuosina. DLBCL potilaiden ennuste on parantunut merkittävästi, mutta yhä osa potilaista menehtyy tautiinsa. DLBCL:n keskushermostorelapsin kliininen merkitys on tänä päivänä aiempaa suurempi. Sekundaarisen keskushermostolymfooman (sCNSL) ja primaarin aivolymfooman (PCNSL) ennusteet ovat nykyhoidoilla huonoja, joten keskushermostorelapsin ennaltaehkäiseminen on tärkeää. Perifeeriset T-solulymfoomat (PTCLs) ovat ryhmä harvinaisia neoplasioita, joka sisältää useita eri alatyyppejä, joiden morfologiset ja immunofenotyyppiset ominaisuudet ovat monimuotoisia ja osin päällekkäisiä. Eri entiteettien indentifiointi on parantunut, mutta PTCL:ien biologinen tietämys on yhä DLBCL:aa heikompaa. PTCL:ien optimaalinen hoito ei ole selvillä ja tätä tautiryhmää on pitkään hoidettu samoilla hoidoilla kuin DLBCL:aa, mutta huonommilla hoitotuloksilla. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää huonon ennusteen markkereita, joilla myös pystyttäisiin ennustamaan DLBCL:n keskushermostorelapsia. Aineisto koostui DLBCL, sCNSL, PCNSL ja PTCL näytteistä. Immunohistokemiallisilla värjäyksillä tutkittiin epiteliaalis-mesenkymaalisen transition (EMT) transkriptiotekijöitä (TF), kemokiinireseptoreita sekä adheesioon-, migraatioon ja inflammaatioon assosioituja molekyylejä. Immunoelektronimikroskopialla varmennettiin molekyylien lokalisaatio soluissa. Geeniekspressioprofiloinnilla (GEP) verrattiin kahdentoista hyvän ja huonon ennusteen ryhmään kuuluvan PTCL näytteen välisiä geeniekspressioeroja sekä kahden DLBCL potilaan näytteitä, joista toiselle kehittyi keskushermostorelapsi. EMT TF:ien ekspressiota nähtiin DLBCL ja PTCL näytteissä, joissa niillä myös todettiin olevan ennusteellista merkitystä. PTCL:ssa TF:t pystyivät erottelemaan tautiryhmän, jolla oli oma spesifinen geeniekspressioprofiilinsa. CXCR4, CXCR5, ITGA10, PTEN ja CD44 ekspressio oli erilaista systeemisissä DLBCL tapauksissa verrattuna sCNSL tapauksiin. Edellä mainituilla molekyyleillä näyttää olevan oma roolinsa keskushermostotaudin kehittymisessä ja jos nämä tulokset pystytään vahvistamaan tulevissa tutkimuksissa, johtavat ne toivottavasti kohti keskushermostorelapsiriskin tarkempaa tunnistamista.

Abstract Desmoglein 3 (Dsg3) is an adhesion receptor in desmosomes, but relatively little is known about its role in cancer. In this study, the function of Dsg3 was investigated in oral squamous cell carcinoma (SCC) cell lines in vitro using locally established human leiomyoma tumor microenvironment (TME) matrices. Since Dsg3 has been identified as a key regulator in cell adhesion, we hypothesized that it may play a role in oral SCC cells adhesion and motility. Thus, one aim of the study was to explore this hypothesis by both gain and loss of function methods in four human buccal mucosa SCC SqCC/Y1 cell lines: transduction of vector control (Ct), full-length (FL) or two different C-terminally truncated Dsg3 mutants (Δ238 and Δ560). Live cell imaging was performed for 2D migration and 3D sandwich, alongside other assays. In 3D sandwich, we tested the effects of the monoclonal antibody, AK23, targeting the extracellular domain of Dsg3 in SqCC/Y1 cells. Our results showed that loss of Dsg3 disrupted cell adhesion and protein expression. In 2D assays, FL and Dsg3 mutants migrated faster with higher accumulated distances than Ct. In contrast with 2D, mutants showed accelerated invasion over the Ct in 3D models. The AK23 antibody inhibited only the invasion of FL cells. The TME in vivo consists of cellular and matrix elements playing a leading role in carcinoma progression. To study carcinoma cells invasion in vitro, mouse Matrigel® and rat type 1 collagen are the most commonly used matrices in 3D models. Since they are non-human in origin, they do not perfectly mimic human TME. To address this, we have developed a solid organotypic myoma disc model derived from human uterus leiomyoma tumor. Here, we introduce a novel Myogel, prepared from leiomyoma similar to Matrigel®. We validated Myogel for cell-TME interactions in 3D models, using SqCC/Y1 and HSC-3 cell lines. Compared with Matrigel® and type I collagen, oral SCC cell lines invaded more efficiently in Myogel containing matrices. This study describes promising 3D models using human TME mimicking Myogel which is suitable to analyze oral SCC cells both in carcinoma monocultures and in co-cultures, such as with TME fibroblasts. We also introduce a possible novel therapeutic target against Dsg3 to suppress cancer cell invasion. / Tiivistelmä Desmogleiini 3 (Dsg3) on desmosomien adheesioreseptori, jonka merkityksestä syövässä tiedetään vähän. Koska Dsg3 on tärkeä epiteelisolujen välisissä liitoksissa, oletimme sillä olevan vaikutusta myös suun karsinoomasolujen tarttumisessa ja niiden liikkuvuudessa. Testasimme hypoteesiamme muuttamalla Dsg3:n toimintaa ihmisen posken karsinoomasolulinjassa SqCC/Y1, josta oli aiemmin valmistettu neljä erilaista muunnosta: tyhjän vektorin sisältävä kontrollisolulinja (Ct), kokopitkää Dsg3 tuottava solulinja (FL), sekä kaksi Dsg3 C-päästä lyhennettyä mutanttisolulinjaa (Δ238 ja Δ560). Immunofluoresenssi-menetelmää käyttäen analysoimme solulinjoissamme solujen välisiä liitoksia. Lisäksi mittasimme solujen liikkeitä 2D-migraatio- ja 3D-sandwich-kokeissa. Testasimme myös Dsg3:n solunulkoista osaa tunnistavan monoklonaalisen vasta-aineen (AK23) vaikutusta solujen invaasioon. Osoitimme, että Dsg3:n rakenteen muuttaminen ja toiminnan estyminen häiritsi solujen tarttumista. 2D-kokeissa sekä FL että mutanttilinjat (Δ238 ja Δ560) migroivat kontrollisoluja nopeammin ja pidemmälle, mutta 3D-kokeissa vain mutanttilinjat invasoituivat kontrollisoluja tehokkaammin. AK23-vasta-aine esti vain FL-solujen invaasiota. Syöpäsolujen 3D-invaasiota mittaavissa kokeissa käytetään yleensä hiiren kasvaimesta valmistettua kaupallista Matrigeeliä® tai rotan kudoksista eristettyä tyypin I kollageenia. Tutkimusryhmämme on jo aiemmin kehittänyt organotyyppisen myoomamallin, jossa valmistamme myoomakudosnapit ihmisen kohdun leiomyoomakasvaimista. Tässä työssä valmistimme leiomyoomasta Myogeelia, vertasimme sitä Matrigeeliin®, sekä tutkimme tarkemmin Myogeeli-valmisteen soveltuvuutta 3D-tutkimuksiin. Totesimme, että kielen (HSC-3) ja posken (SqCC/Y1) karsinoomasolut invasoituivat tehokkaimmin Myogeeli-pitoisissa matrikseissa kuin Matrigeeliä® tai kollageeniä sisältävissä kasvatusalustoissa. Tutkimustulostemme perusteella Myogeeli-pohjaiset 3D-mallit soveltuvat hyvin sekä syöpäsolulinjojen invaasiotutkimuksiin että yhteisviljelmiin, joissa syöpäsoluja viljellään yhdessä syöpäkasvaimen ympärillä olevien solujen, kuten fibroblastien, kanssa.